Роторный двигатель сообщение по физике
Обновлено: 05.07.2024
Роторный двигатель, как и традиционный поршневой, является двигателем внутреннего сгорания, но работает он совершенно иначе. В поршневом двигателе, в одном и том же объеме пространства (в цилиндре) попеременно происходят четыре различные работы — впуск, сжатие, сгорание и выпуск (такты).
Роторный двигатель делает эти четыре такта в одном и том же объеме(камере), но каждый из этих тактов происходит в своей отдельной части этой камеры. Как будто для каждого цикла используется отдельный цилиндр, а поршень перемещается от одного цилиндра к другому.Принцип работы роторного двигателя.
Как и поршневой, роторный двигатель использует давление которое создается при сжигании смеси воздуха и топлива. В поршневых двигателях, это давление создается в цилиндрах, и двигает поршни вперед и назад. Шатуны и коленчатый вал преобразуют возвратно-поступательные движения поршня во вращательное движение, которое может быть использовано для вращения колес автомобиля.
В роторном двигателе, давление сгорания содержится в камере, образованной частью объема камеры закрытой стороной треугольного ротора, который используется в данном случае вместо поршней.Ротор и корпус роторного двигателя от Mazda RX-7: Эти детали заменяют поршни, цилиндры, клапаны, шатуны и распредвалы в поршневых двигателях.
Ротор соединен со стенками камеры каждой из трех своих вершин, создавая три отдельных объема газа. Ротор вращается, и каждый из этих объемов попеременно расширяется и сжимается. Цепная реакция всасывает воздух и топливо в рабочую камеру, сжимает смесь, она расширяясь делает полезную работу, затем выхлопные газы выталкиваются, новая порция воздуха и топлива всасывается, и так далее.
Строение роторного двигателя
Ротор
Ротор имеет три выпуклых стороны, каждая из которых действует как поршень. Каждая сторона ротора имеет углубление в ней, что повышает скорость вращения ротора в целом, предоставляя больше пространства для топливо-воздушной смеси.
На вершине каждой грани находится по металлической пластине, которые и формируют камеры, в которых происходят такты двигателя. Два металлических кольца на каждой стороне ротора формируют стенки этих камер. В середине ротора находится круг, в котором имеется множество зубьев. Они соединены с приводом, который крепится к выходному валу. Это соединение определяет путь и направление, по которому ротор движется внутри камеры.
Камера
Камера двигателя приблизительно овальной формы (но если быть точным — это Эпитрохоида, которая в свою очередь представляет собой удлиненную или укороченную эпициклоиду, которая является плоской кривой, образуемой фиксированной точкой окружности, катящейся по другой окружности). Форма камеры разработана так, чтобы три вершины ротора всегда находились в контакте со стенкой камеры, образуя три закрытых объемах газа.
В каждой части камеры происходит один из четырех тактов:
Отверстия для впуска и выпуска находятся в стенках камеры, и на них отсутствуют клапаны. Выхлопное отверстие соединено непосредственно с выхлопной трубой, а впускное напрямую подключено к газу.
Выходной вал
Выходной вал имеет полукруглые выступы-кулачки, размещенные несимметрично относительно центра, что означает, что они смещены от осевой линии вала. Каждый ротор надевается на один из этих выступов. Выходной вал является аналогом коленчатого вала в поршневых двигателях. Каждый ротор движется внутри камеры и толкает свой кулачок.
Так как кулачки установлены несимметрично, сила с которой ротор на него давит, создает крутящий момент на выходном валу, заставляя его вращаться.
О системе смазки и питании
Данный агрегат не имеет отличий в системе топливоподачи. Здесь также используется погружной насос, что подает бензин под давлением из бака. А вот смазочная система имеет свои особенности. Так, масло для трущихся частей двигателя подается прямо в камеру сгорания. Для смазки предусмотрено специальное отверстие. Но возникает вопрос: куда затем девается масло, если оно проникает в камеру сгорания? Здесь принцип работы схож с двухтактным двигателем. Смазка попадает в камеру и сгорает вместе с бензином. Такая схема работы используется на каждом роторно-лопастном двигателе и поршневом в том числе. Ввиду особой конструкции смазочной системы такие моторы не могут отвечать современным экологическим нормам. Это одна из нескольких причин, почему роторные двигатели на ВАЗе и других моделях авто серийно не применяются. Впрочем, сперва отметим преимущества РПД.
Плюсы
Во-первых, данный мотор обладает небольшим весом и размерами. Это позволяет сэкономить место в подкапотном пространстве и разместить ДВС в любом автомобиле. Также низкий вес способствует более правильной развесовке автомобиля. Ведь большая часть массы на авто с классическими ДВС сосредоточена именно в передней части кузова.
Во-вторых, роторно-поршневой двигатель обладает высокой удельной мощностью. По сравнению с классическими моторами, данный показатель в полтора-два раза выше. Также у роторного двигателя более широкая полка крутящего момента. Он доступен практически с холостых оборотов, в то время как обычные ДВС нужно раскручивать до четырех-пяти тысяч. Кстати, роторный мотор намного легче набирает высокие обороты. Это еще один плюс.
В-третьих, такой двигатель имеет более простую конструкцию. Здесь нет ни клапанов, ни пружин, ни кривошипно-шатунного механизма в целом. Вместе с этим отсутствует привычная система газораспределения с ремнем и распределительным валом. Именно отсутствие КШМ способствует более легкому набору оборотов роторным ДВС. Такой мотор за доли секунды крутится до восьми-десяти тысяч. Ну и еще один плюс – это меньшая склонность к детонации.
Минусы
Следующий недостаток касается быстрого износа уплотняющих элементов ротора. Это происходит вследствие малого пятна контакта. Из-за износа уплотнительных элементов, образуется высокий перепад давлений. Это негативно сказывается на производительности роторного двигателя и расходе масла (а соответственно и экологических показателях).
Также роторные двигатели склонны к перегреву. Это происходит из-за особой линзовидной формы камеры сгорания. Она плохо отводит тепло по сравнению со сферической (как на обычных ДВС), поэтому при эксплуатации нужно всегда следить за температурным датчиком. В случае перегрева, деформируется ротор. При работе он будет образовать значительные задиры. В результате ресурс мотора приблизится к концу.
Презентация на тему: " Роторно-поршневой двигатель. Двигатель Ванкеля Что такое роторно- поршневой двигатель? Что такое роторно- поршневой двигатель? Это бензиновый мотор с." — Транскрипт:
2 Двигатель Ванкеля Что такое роторно- поршневой двигатель? Что такое роторно- поршневой двигатель? Это бензиновый мотор с искровым зажиганием, работающий по четырехтактному циклу. Это бензиновый мотор с искровым зажиганием, работающий по четырехтактному циклу.
3 Основные компоненты двигателя Статор в форме трохоиды, который обеспечивает область перемещения ротора. Статор в форме трохоиды, который обеспечивает область перемещения ротора. Ротор - эквивалент поршня в классическом поршневом двигателе. Это - производящая мощность часть двигателя. Ротор - эквивалент поршня в классическом поршневом двигателе. Это - производящая мощность часть двигателя.
4 Основные компоненты двигателя Крутящий момент передается на эксцентриковый вал. Газообмен происходит через впускные и выпускные окна, а смесь в вытянутой камере сгорания последовательно поджигают две свечи.
5 Работа двигателя по четырех-тактному циклу
6 Первый такт – впуск Фазы начала и конца каждого такта определяются положением вершин ротора относительно впускного и выпускного окон. Фазы начала и конца каждого такта определяются положением вершин ротора относительно впускного и выпускного окон.
7 Второй такт – сжатие Сжатие рабочей смеси начинается после перекрытия вершиной ротора впускного окна и заканчивается при достижении минимального объема.
8 Третий такт - расширение При достижении минимального объема камера сгорания представляет собой узкую щель с двумя клинообразными окончаниями, сжатую в средней части выступом эпитрохоидального профиля корпуса двигателя. При достижении минимального объема камера сгорания представляет собой узкую щель с двумя клинообразными окончаниями, сжатую в средней части выступом эпитрохоидального профиля корпуса двигателя.
9 Четвертый такт - выпуск Общая продолжительность процесса выпуска около 120 градусов угла поворота ротора.
10 Четырех тактный цикл работы двигателя
11 Применение Роторно-поршневой двигатель автомобиля ВАЗ-415 Эта модель автомобиля разработана по заказу НИИ СТ МВД РФ Эта модель автомобиля разработана по заказу НИИ СТ МВД РФ Спортивный автомобиль с роторным двигателем (Гонщик Б. Маслов) Спортивный автомобиль с роторным двигателем (Гонщик Б. Маслов)
12 Достоинства и недостатки РПД Отсутствие поршней Отсутствие поршней Все части роторного двигателя постоянно вращаются в одном направлении Все части роторного двигателя постоянно вращаются в одном направлении Большая тепло нагруженность двигателя и меньший тепловой КПД Уплотнения ротора Низкие экологические показатели
Актуальность. Являясь большим фантом драг-рейсинга, Кулешов Игорь решил сам принять участие в этих соревнованиях. Он долго думал над выбором машины и выбрал автомобиль с рпд. Вариантов автомобилей с таким типом двигателя немного, и он решил остановиться на Mazda RX-7 и Mazda RX-8.
Цель работы: Посмотреть, стоит ли создавать машину для драг-рейсинга с этим двигателем.
Задачи:
1. Изучить различные источники информации по РПД и существующим видам автомобилей с РПД.
2. Рассмотреть все плюсы и минусы РПД.
3. Провести сравнительную характеристику машин с РПД.
4. Провести тест-драйв
5. Посмотреть примерную стоимость авто и деталей.
Этапы:
1. Сбор информации, из разных источников литературы интернет-ресурсов
2. Анализ собранного материала.
3. Проведение испытаний РПД в виртуальных условиях (игровая приставка).
3. Обобщение и выводы.
6. Выступление в детских объединениях и других мероприятиях.
Вывод: Рассмотрев все плюсы и минусы автомобили с РПД, Игорь пришел к выводу, что автомобиль с данным типом двигателя вполне может принимать участие в драг-рейсинге, но только нужно вложить немало денег и сил и приложить голову и руки. Когда ему будет 18 лет, он надеется купить Mazda RX-7 и оттюнинговать ее для участия в драг-рейсинге.
Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Роторно-поршневой двигатель. Презентация на заданную тему содержит 7 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!
Роторный двигатель изобретен и разработан доктором Феликсом Ванкелем в 1957 году. Роторный двигатель изобретен и разработан доктором Феликсом Ванкелем в 1957 году.
ПО НАСТОЯЩЕМУ МАССОВЫМ АВТОМОБИЛЕМ С РОТОРНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ СТАЛО ВТОРОЕ ДЕТИЩЕ КОМПАНИИ NSU – СЕДАН RO-80
Принцип работы роторного двигателя - отсутствие возвратно-поступательного движения поршня, которое преобразовано во вращательное движение ротора. За счёт этого роторно-поршневой двигатель Ванкеля способен выдерживать большие обороты со значительно меньшими вибрациями, нежели традиционные двигатели. Принцип работы роторного двигателя - отсутствие возвратно-поступательного движения поршня, которое преобразовано во вращательное движение ротора. За счёт этого роторно-поршневой двигатель Ванкеля способен выдерживать большие обороты со значительно меньшими вибрациями, нежели традиционные двигатели. При небольшом объёме камеры сгорания, роторный двигатель Ванкеля обладает более высокой мощностью. Кроме того, достоинством роторного двигателя является и то, что он содержит значительно меньше деталей. Всё это благотворно сказывается на управляемости, оптимальном расположении трансмиссии, позволяет сделать автомобиль более просторным.
НЕДОСТАТКИ РОТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ: Большой расход топлива на низких оборотах. На некоторых моделях он достигает 20 литров на 100 км пробега, что, согласитесь, совсем не экономично и бьет по карману владельца авто с роторным двигателем. Быстрый износ деталей и высокий нагрев двигателя из-за особенности конструкция камеры сгорания имеет линзовидную форму, а не сферическую, как у обычных поршневых моторов. Высокий износ уплотнителей между форсунками ротора из-за перепадов давления в камерах сгорания двигателя. Именно поэтому ресурс таких двигателей составляет 100-150 тысяч км, после чего, как правило, требуется капитальный ремонт силового агрегата. Роторно-поршневой двигатель нуждается в своевременной и четко соблюдаемой процедуре смены моторного масла: мотор потребляет примерно 600 мл моторного масла на 1000 км, так что менять его приходится раз в 5000 км пробега.
Читайте также: