Motor rotativo: principio de funcionamiento, características

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificación: 2024-02-19 14:13

El motor es la base de cualquier vehículo. Sin él, el movimiento del coche es imposible. Por el momento, los más comunes son los motores de combustión interna de pistón. Si hablamos de la mayoría de los coches todoterreno, estos son motores de combustión interna de cuatro cilindros en línea. Sin embargo, hay automóviles con motores de este tipo, donde el pistón clásico está ausente en principio. Estos motores tienen un dispositivo y un principio de funcionamiento completamente diferentes. Se denominan motores rotativos de combustión interna. ¿Qué son estas unidades, cuáles son sus características, pros y contras? Considere en nuestro artículo de hoy.

Característica

Un motor rotativo es uno de los tipos de motores térmicos de combustión interna. Por primera vez, un motor de este tipo se desarrolló en el lejano siglo XIX. Hoy en día, se usa un motor rotativo en el Mazda RX-8 y en algunos otros autos deportivos. Dicho motor tiene una característica clave: no tiene movimientos alternativos, como en un motor de combustión interna convencional.

Aquí se realiza la rotaciónrotor triangular especial. Está en un edificio especial. Un esquema similar fue practicado allá por los años 50 del siglo pasado por la empresa alemana NSU. El autor de tal motor de combustión interna fue Felix Wankel. Según su esquema, se fabrican todos los motores rotativos modernos (el Mazda RX no es una excepción).

Dispositivo

El diseño de la unidad de potencia incluye:

• Caso.
• Eje de salida.
• Rotor.

La caja en sí es la cámara de trabajo principal. En un motor rotativo, tiene forma ovalada. Un diseño tan inusual de la cámara de combustión se debe al uso de un rotor triédrico. Entonces, cuando entra en contacto con las paredes, se forman contornos cerrados aislados. Es en ellos donde se llevan a cabo los ciclos de trabajo del motor de combustión interna. Esto es:

• Entrada.
• Compresión.
• Encendido y carrera de trabajo.
• Lanzamiento.

Entre las características de un motor rotativo de combustión interna, cabe destacar la ausencia de las clásicas válvulas de admisión y escape. En su lugar, se utilizan agujeros especiales. Están ubicados a los lados de la cámara de combustión. Estos orificios están conectados directamente al sistema de escape y al sistema de alimentación.

Rotor

La base del diseño de la central eléctrica de este tipo es el rotor. Realiza la función de pistones en este motor. Sin embargo, el rotor es de una sola copia, mientras que los pistones pueden ser de tres a doce o más. La forma de este elemento se asemeja a un triángulo con bordes redondeados.

Estos bordes son necesariospara un sellado más hermético y de alta calidad de la cámara de combustión. Esto asegura una combustión adecuada de la mezcla de combustible. Las placas especiales están ubicadas en la parte superior de la cara y en sus lados. Actúan como anillos de compresión. El rotor también contiene dientes. Sirven para hacer girar el accionamiento, que también acciona el eje de salida. Hablaremos del nombramiento de este último a continuación.

Valor

Como tal, no hay cigüeñal en un motor de pistón rotativo. En su lugar, se utiliza un elemento de salida. En relación con su centro hay protuberancias especiales (levas). Están ubicados asimétricamente. El par del rotor, que se transmite a la leva, hace que el eje gire alrededor de su eje. Esto crea la energía necesaria para mover las transmisiones y las ruedas del automóvil.

Latidos

¿Cuál es el principio de funcionamiento de un motor rotativo? El algoritmo de acción, a pesar de ciclos similares con un motor de pistón, es diferente. Así, el inicio del ciclo se produce cuando uno de los extremos del rotor pasa por el canal de entrada de la carcasa del motor de combustión interna. En este momento, bajo la acción del vacío, se aspira una mezcla combustible en la cámara. Con más rotación del rotor, se produce la carrera de compresión de la mezcla. Esto sucede cuando el otro extremo pasa por la entrada. La presión de la mezcla aumenta gradualmente. Eventualmente se enciende. Pero no se enciende por la fuerza de compresión, sino por la chispa de una bujía. Después de eso, comienza el ciclo de trabajo de la carrera del rotor.

Dado que la cámara de combustión de un motor de este tipo tiene forma ovalada, se recomienda utilizar dos velas en el diseño. Esto le permite encender rápidamente la mezcla. Por lo tanto, el frente de la llama se propaga de manera más uniforme. Por cierto, también se pueden usar dos velas por cámara de combustión en un motor de combustión interna de pistón convencional (este diseño es extremadamente raro). Sin embargo, para un motor rotativo, esto es imprescindible.

Después de la ignición, se forma una alta presión de gases en la cámara. La fuerza es tan grande que permite que el rotor gire sobre la excéntrica. Esto contribuye a la generación de par en el eje de salida. A medida que la parte superior del rotor se acerca a la salida, la fuerza y la presión de la energía de los gases se reducen. Se precipitan espontáneamente en el canal de salida. Una vez que la cámara está completamente libre de ellos, comienza un nuevo proceso. El motor rotativo vuelve a arrancar con la carrera de admisión, la compresión, el encendido y luego la carrera de potencia.

Sobre el sistema de lubricación y nutrición

Esta unidad no tiene diferencias en el sistema de suministro de combustible. También utiliza una bomba sumergible que entrega gasolina a presión desde el tanque. Pero el sistema de lubricación tiene sus propias características. Entonces, el aceite para las partes de fricción del motor se alimenta directamente a la cámara de combustión. Se proporciona un orificio especial para la lubricación. Pero surge la pregunta: ¿a dónde va entonces el aceite si entra en la cámara de combustión? Aquí el principio de funcionamiento es similar al de un motor de dos tiempos. La grasa entra en la cámara y se quema con gasolina. Este esquema de funcionamiento se utiliza en todos los motores de paletas rotativas, incluidos los motores de pistón. Debido al diseño especial del sistema de lubricación, estos motores no pueden cumplir con los requisitos modernos.regulaciones ambientales. Esta es una de varias razones por las que los motores rotativos no se utilizan comercialmente en VAZ y otros modelos de automóviles. Sin embargo, primero observamos las ventajas de RPD.

Ventajas

Este tipo de motor tiene muchas ventajas. En primer lugar, este motor tiene un peso y un tamaño pequeños. Esto le permite ahorrar espacio en el compartimiento del motor y colocar el motor de combustión interna en cualquier automóvil. Además, el bajo peso contribuye a una distribución más correcta del peso del coche. Después de todo, la mayor parte de la masa de los automóviles con motores de combustión interna clásicos se concentra en la parte delantera de la carrocería.

En segundo lugar, el motor de pistón rotativo tiene una alta densidad de potencia. En comparación con los motores clásicos, esta cifra es de una vez y media a dos veces mayor. Además, el motor rotativo tiene un estante de torque más amplio. Está disponible casi desde el ralentí, mientras que los motores de combustión interna convencionales deben girar hasta cuatro o cinco mil. Por cierto, un motor rotativo es mucho más fácil de ganar alta velocidad. Esta es otra ventaja.

En tercer lugar, dicho motor tiene un diseño más simple. No hay válvulas, ni resortes, ni mecanismo de manivela en su conjunto. Al mismo tiempo, no existe un sistema de distribución de gas habitual con una correa y un árbol de levas. Es la ausencia de KShM lo que contribuye a un juego de revoluciones más fácil por un motor rotativo de combustión interna. Tal motor gira hasta ocho o diez mil en una fracción de segundo. Bueno, otra ventaja es la menor propensión a detonar.

Contras

Ahora hablemos de las desventajas por las cuales el uso de rotativaslos motores se volvieron limitados. El primer inconveniente son los altos requisitos para la calidad del aceite. Aunque el motor funciona como un motor de dos tiempos, aquí no se puede llenar con "agua mineral" barata. Las partes y mecanismos de la unidad de potencia están sujetos a cargas significativas, por lo tanto, para ahorrar recursos, se necesita una película de aceite densa entre los pares de fricción. Por cierto, el horario de cambio de aceite es de seis mil kilómetros.

La siguiente desventaja se refiere al rápido desgaste de los elementos de sellado del rotor. Esto se debe al pequeño parche de contacto. Debido al desgaste de los elementos de sellado, se forma una alta presión diferencial. Esto tiene un impacto negativo en el rendimiento del motor rotativo y el consumo de aceite (y, en consecuencia, en el rendimiento medioambiental).

Enumerando las deficiencias, vale la pena mencionar el consumo de combustible. En comparación con un motor de cilindro y pistón, un motor rotativo no tiene eficiencia de combustible, especialmente a velocidades medias y bajas. Un ejemplo sorprendente de esto es el Mazda RX-8. Con un volumen de 1,3 litros, este motor consume al menos 15 litros de gasolina por cien. Sorprendentemente, a altas velocidades del rotor, se logra la mayor eficiencia de combustible.

Además, los motores rotativos son propensos a sobrecalentarse. Esto se debe a la forma lenticular especial de la cámara de combustión. No elimina bien el calor en comparación con uno esférico (como en los motores de combustión interna convencionales), por lo tanto, durante el funcionamiento, siempre debe controlar el sensor de temperatura. En caso de sobrecalentamiento, el rotor se deforma. Al trabajar, formará rasguños significativos. Como resultado, el recurso motor se acercará al final.

A pesar del diseño simple y la f alta de un mecanismo de manivela, este motor es difícil de reparar. Tales motores son muy raros y pocos artesanos tienen experiencia con ellos. Por lo tanto, muchos servicios de automóviles se niegan a "capitalizar" dichos motores. Y los que se dedican a los rotores piden fabulosas sumas de dinero por esto. Tienes que pagar o instalar un motor nuevo. Pero esto no es una garantía de un alto recurso. Dichos motores se encargan de un máximo de 100 mil kilómetros (incluso con operación moderada y mantenimiento oportuno). Y los motores Mazda RX-8 no fueron una excepción.

Motor rotativo VAZ

Todo el mundo sabe que este tipo de motores fueron utilizados por el fabricante japonés Mazda en sus años. Sin embargo, pocas personas conocen el hecho de que el RPD también se usó en la Unión Soviética en el VAZ Classic. Tal motor fue desarrollado por orden del ministerio de servicios especiales. El VAZ-21079, equipado con un motor de este tipo, era un análogo del famoso "Volga-catch-up" negro con un motor de ocho cilindros.

El desarrollo de un motor de pistón rotativo para el VAZ comenzó a mediados de los años 70. La tarea no fue fácil: crear un motor rotativo que superara al tradicional motor de combustión interna de pistón en todos los aspectos. El desarrollo de una nueva unidad de potencia fue realizado por especialistas de las empresas de aviación de Samara. El jefe de la oficina de montaje y diseño fue Boris Sidorovich Pospelov.

El desarrollo de unidades de potencia fue simultáneo con el estudio de motores rotativos de modelos extranjeros. Las primeras copias no diferían en alto rendimiento y no entraron en la serie. Unos años más tarde, se crearon varias variantes del RPD para el clásico VAZ. El motor VAZ-311 fue reconocido como el mejor de ellos. Este motor tenía los mismos parámetros geométricos que el motor japonés 1ZV. La potencia máxima de la unidad era de 70 caballos de fuerza. A pesar de la imperfección del diseño, la gerencia decidió lanzar el primer lote industrial de RPD, que se instaló en vehículos oficiales VAZ-2101. Sin embargo, pronto se descubrieron muchas deficiencias: el motor generó una ola de quejas, estalló un escándalo y la cantidad de empleados de la oficina de diseño se redujo significativamente. Debido a averías frecuentes, se suspendió el primer motor rotativo VAZ-311.

Pero la historia del RPD soviético no terminó ahí. En los años 80, los ingenieros aún lograron crear un motor rotativo que excedía significativamente las características de un motor de combustión interna de pistón. Entonces, era un motor rotativo VAZ-4132. La unidad desarrollaba una potencia de 120 caballos de fuerza. Esto le dio al VAZ-2105 un excelente rendimiento dinámico. Con este motor, el auto aceleró a cientos en 9 segundos. Y la velocidad máxima del "ponerse al día" fue de 180 kilómetros por hora. Entre las principales ventajas, cabe destacar el alto par del motor, disponible en todo el rango de revoluciones y la alta potencia de litro, que se logró sin ningún tipo de refuerzo.

En los años 90, AvtoVAZ comenzó a desarrollar un nuevo motor rotativo, que se instalaría en los "nueve". Entonces, en 1994m año, nació una nueva unidad de potencia VAZ-415. El motor tenía un volumen de trabajo de 1300 centímetros cúbicos y dos cámaras de combustión. la relación de compresión de cada uno era de 9, 4. Esta central eléctrica es capaz de girar hasta diez mil revoluciones. Al mismo tiempo, el motor se distinguía por su bajo consumo de combustible. En promedio, la unidad consumía 13-14 litros por cien en el ciclo combinado (este es un buen indicador para un viejo motor rotativo de combustión interna según los estándares actuales). Al mismo tiempo, el motor se distinguía por su bajo peso en vacío. Sin accesorios, pesaba solo 113 kilogramos.

El consumo de aceite del motor VAZ-415 es el 0,6 por ciento del consumo específico de combustible. El recurso del motor de combustión interna antes de la revisión es de 125 mil kilómetros. El motor, instalado en el "nueve", mostró buenas características dinámicas. Entonces, la aceleración a cientos tomó solo nueve segundos. Y la velocidad máxima es de 190 kilómetros por hora. También hubo muestras experimentales del VAZ-2108 con motor rotativo. Gracias a su peso más ligero, el "ocho" giratorio aceleró a cientos en solo ocho segundos. Y la velocidad máxima durante las pruebas fue de 200 kilómetros por hora. Sin embargo, estos motores nunca entraron en la serie. No se pueden encontrar en el mercado secundario ni tampoco en desmontajes.

Resumiendo

Entonces, descubrimos qué es un motor rotativo. Como ves, se trata de un desarrollo muy interesante orientado a obtener la máxima eficiencia y potencia. Sin embargo, debido a su diseño, los mecanismos del rotor se desgastaron rápidamente. Esto afectó el recurso del motor. InclusoRPD japonés no es más de cien mil kilómetros. Además, estos motores tienen altos requisitos de lubricantes y no pueden cumplir con los estándares ambientales modernos. Por lo tanto, los motores de combustión interna de pistón rotativo no se han vuelto particularmente populares en la industria automotriz.