Motor Wankel

Siguiendo con el tema de los mecanismos simples que eran un interesante artículo de misterio sobre el famoso inventor Felix Wankel Henry y su motor

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Los motores de vapor y motores de combustión interna tienen una desventaja común - el movimiento alternativo del pistón para ser convertido en movimiento de rotación de las ruedas. Por lo tanto conocida baja eficiencia y alto desgaste de los elementos de la máquina. Muchos deseable construir el motor de combustión interna de manera que todas las partes móviles en sólo giran - como es el caso en los motores eléctricos. Sin embargo, la tarea no fue fácil, resolviendo con éxito sólo era mecánico autodidacta, que durante toda su vida y no recibió una educación superior, o incluso la especialidad de trabajo.

Felix Wankel Heinrich (Felix Wankel Heinrich, desde 1902 hasta 1988) nació 13 de agosto 1902 en la pequeña ciudad alemana de Lahr. Durante la Primera Guerra Mundial que maté a mi padre, Félix, por lo que el inventor futuro tuvo que dejar la escuela e ir a trabajar como aprendiz de vendedor en una librería en la editorial. A través de este trabajo Wankel adicto a la lectura de libros, que él se enseñó disciplinas técnicas, mecánica y automotriz.

Hay una leyenda que la solución llegó de diecisiete Félix en un sueño. Cierto o no - es desconocido. Pero está claro que Félix tenía un muy extraordinarias habilidades y mecánica "nezamylennym" visión de las cosas. Se entiende cómo los cuatro ciclo de motor convencional de combustión interna (inyección, compresión, combustión, de escape) puede llevarse a cabo en rotación.

Muy pronto llegué a la primera el diseño del motor Wankel, y en 1924 organizó un pequeño taller, que también sirve como un "laboratorio" improvisada. Aquí Félix y comenzó a llevar a cabo los primeros estudios serios en el campo de motor de combustión interna de pistón rotativo.

Desde 1921, el Wankel ha sido un miembro activo del Partido Nazi. Abogó por los ideales del partido, fue el fundador de las asociaciones juveniles yungfyurerom militares Vsegermanskogo y diversas organizaciones. En 1932 abandonó el partido, acusando a uno de sus antiguos compañeros de la corrupción política. Sin embargo, en los cargos de venta libre que él mismo tuvo que pasar en la cárcel por seis meses. Liberado de la prisión gracias a la intercesión de Wilhelm Keppler (Wilhelm Keppler), continuó trabajando en el motor. En 1934 se creó el primer prototipo y recibió una patente. Diseñó válvulas y cámaras de combustión nueva para su motor, se ha creado una serie de diferentes opciones desarrolló una clasificación de los diferentes esquemas cinemáticos máquinas de pistón rotativo.






En 1936, un prototipo del motor Wankel están interesados ​​en BMW - Félix consiguió el dinero y su propio laboratorio en Lindau para desarrollar motores de aviación avanzados
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Sin embargo, hasta la derrota de la Alemania nazi, ningún motor Wankel en la serie no fue. Tal vez, lo que hace recordar el diseño y la creación de la producción en masa requiere demasiado tiempo.

Después de la guerra, el laboratorio estaba cerrado, el equipo exportado a Francia, pero Félix se quedó sin trabajo (afectados ex miembro del Partido Nacional Socialista). Pero pronto Wankel todavía tiene un ingeniero de diseño en la empresa NSU Motorenwerke AG, que es uno de los más antiguos fabricantes de motocicletas y coches.

En 1957, los esfuerzos conjuntos de Felix Wankel y NSU ingeniero líder Frёde Walter (Walter Froede) del motor de pistón rotativo se instaló primero en el vehículo NSU Prinz. El diseño inicial estaba lejos de ser perfecta: incluso para reemplazar la chispa necesaria para desmontar casi todo el "motor", la fiabilidad es pobre, sino de la economía en esta etapa del desarrollo y la hizo decir que era un pecado. Como resultado, una serie de pruebas aún fue al coche con un motor de combustión interna tradicional. Sin embargo, el primer motor de pistón rotativo DKM-54 demostró su desempeño fundamental, abrió las zonas para su posterior refinamiento y ha demostrado un enorme potencial "rotornikov».

Por lo tanto, un nuevo tipo de motor de combustión interna, finalmente consiguió su comienzo en la vida. En el futuro, se espera mucho más mejoras y mejoras. Pero las perspectivas de motor de pistón rotativo son tan atractivos que los ingenieros nada podía detener en traer la estructura con la excelencia operativa.





Constructivismo Antes de analizar las ventajas y desventajas de que el motor de combustión interna de rotación del pistón es todavía una mirada más cercana a su diseño.

En el centro del rotor hecho un agujero redondo, en el interior cubierto con dientes como engranajes. En este agujero se inserta un eje giratorio de diámetro más pequeño, y con los dientes, que no proporciona ningún deslizamiento entre él y el rotor. Relación de diámetro del agujero y el eje se eligen de modo que la parte superior del triángulo se mueve a lo largo de la misma curva cerrada, que se llama "epitrocoide" - el arte como un ingeniero Wankel fue que, para entender primero que esto es posible, y entonces todo calcular con precisión. Como resultado, el pistón que tiene la forma de un triángulo Reuleaux, los recortes en la cámara, repita la forma encontró curva Wankel, tres cámaras de volumen variable y posición.

El diseño del motor de combustión interna de pistón giratorio permite cuatro tiempos cualquier momento sin ningún especial. Debido a este hecho, "rotornik" es mucho más fácil de motor de pistón convencional de cuatro tiempos, en el que un promedio de casi mil más de los detalles.

Se proporciona el sellado de la cámara de trabajo del motor de pistón rotativo y placa de sellado axial se presiona contra las fuerzas centrífugas "cilindro" muelle de cinta y gas y la presión.

Otra de las características técnicas de la misma - un alto "productividad". Para una revolución completa del rotor (es decir, para una serie de "inyección, compresión, ignición, de escape"), el eje de salida hace tres revoluciones completas. En un motor alternativo convencional tales resultados sólo se pueden lograr mediante el uso de un motor de seis cilindros.




Vankelmaniya
Después de la primera demostración con éxito de un motor de combustión interna rotativo en 1957, los mayores gigantes de automóviles comenzaron a mostrar un mayor interés en el desarrollo. Primera licencia para conducir, se pone un nombre informal "Wankel" Corporación compró Curtiss-Wright, un año después, Daimler-Benz, MAN, Friedrich Krupp y Mazda. En tan sólo un período muy corto de tiempo, la licencia para la nueva tecnología adquirida a un centenar de empresas de todo el mundo, incluyendo monstruos tales como el Rolls-Royce, Porsche, BMW y Ford.

Este interés por la "Wankel" como los principales actores en el mercado de la automoción debido a sus grandes ventajas potenciales y significativos -. En el motor de pistón rotativo con 40% menos de piezas, es más fácil de reparar y fabricar

Por otra parte, el "Wankel" casi dos veces más pequeño y ligero que el motor de combustión convencional alternativo interna, que a su vez mejora el manejo del coche, facilita la localización óptima de transmisión y permite hacer un interior más espacioso y confortable.

Máquina de pistón oscilante produce alta potencia en el consumo de combustible relativamente modesto. Por ejemplo, el moderno volumen de tan sólo 1.300 cc "Wankel" desarrolla una potencia de 220 CV y ​​un motor turbo - todos 350. Otro ejemplo - un OSMG motor en miniatura 1400 pesa 335 g (volumen de trabajo de 5 cm³) tiene una potencia de 1, 27 L .s. De hecho, este miga es 27% más fuerte que un caballo.

Otra ventaja importante - un bajo nivel de ruido y vibraciones. El motor de pistón rotativo está perfectamente equilibrado mecánicamente, además de la masa de las partes (y su número) en movimiento, hay mucho menos tan "Wankel" es mucho más silenciosa y no vibra.

Y finalmente, el motor de pistón rotativo tiene excelentes características dinámicas. En marcha baja posible sin mucha carga en el motor para dispersar el coche a 100 km / h con altas velocidades del motor. Además, la construcción de la "Wankel" debido a la falta de un mecanismo para convertir movimiento de vaivén al movimiento rotatorio, capaz de soportar un enorme impulso que el motor de combustión interna tradicional. Cuando es liberado en 1964, seguido por el legendario modelo NSU Spyder NSU Ro 80 (en el mundo todavía hay una gran cantidad de clubes, los propietarios de estos coches), Citroën M35 (1970), Mercedes C-111 (1969), Corvette XP (1973). Pero el único productor de masas fue el Mazda japonesa, están disponibles con 1967 veces de 2-3 nuevos modelos con DAR. Motores rotativos se ponen en un bote, motos de nieve y aviones ligeros. Fin de euforia se produjo en 1973, en el apogeo de la crisis del petróleo. Y entonces surgió la principal desventaja de los motores rotativos - antieconómico. Con la excepción de Mazda, todos los fabricantes de automóviles se volvieron programas de Rotary, y las ventas de la compañía japonesa en América disminuyeron de 104,960 unidades vendidas en 1973-61192 - en 1974.

Mosca en el ungüento
Junto con ventajas indiscutibles, "Wankel" y también tuvo una serie de inconvenientes muy graves. En primer lugar, la durabilidad. Uno de los primeros prototipos de motores de pistón rotativo en las pruebas gastados en tan sólo dos horas. A continuación, una más éxito DKM-54 ha sobrevivido a un centenar de horas, pero esto es para la operación normal del coche todavía no era suficiente. El problema principal radica en el desgaste irregular de la superficie interior de la cámara. Al parecer, durante el funcionamiento de las ranuras transversales, que recibieron el nombre diciendo "marca del diablo».

En el Mazda después de adquirir la licencia para "Wankel" se estableció un departamento dedicado a la mejora de motor de pistón rotativo. Muy pronto se hizo evidente que durante la rotación del rotor triangular, se enchufa en sus copas comienzan a vibrar, lo que resulta en y formaron "marca del diablo».

Actualmente, el problema de la fiabilidad y la durabilidad decidió finalmente mediante la aplicación de revestimiento resistente al desgaste que incluye una cerámica.




Otro grave problema - el aumento de las emisiones de escape "Wankel". En comparación con el motor de pistón convencional "rotornik" emite menos óxidos de nitrógeno, pero más hidrocarburos debido a la combustión incompleta del combustible. Muy pronto la ingenieros de Mazda, que se cree en un futuro brillante, "Wankel" encontró una solución simple y eficaz a este problema. Ellos han creado un denominado reactor térmico en la que los residuos de hidrocarburos en los gases de escape sólo "postcombustión". El primer coche de implementar un esquema de este tipo, fue el Mazda R100, también llamada la Familia Presto Rotary, lanzado en 1968. Esta máquina es una de las pocas exigencias ambientales muy estrictas aprobadas inmediatamente esgrimidos por los Estados Unidos en 1970 para los coches importados.

Siguiente tema motores de pistón rotatorio tallos parcialmente de la anterior. Esta eficiencia. Estándar Fuel "Wankel 'debido a la combustión incompleta de la mezcla es sustancialmente mayor que la de un motor estándar. Una vez más, los ingenieros de Mazda se pusieron a trabajar. Con toda una serie de medidas, incluyendo el procesamiento de reactor térmico y el carburador, la adición de un intercambiador de calor en el sistema de escape, el desarrollo del convertidor catalítico y la introducción de un nuevo sistema de encendido, la compañía ha reducido el consumo de combustible en un 40%. Como resultado, el éxito indudable en 1978 fue puesto en libertad en un coche deportivo Mazda RX-7.




Vale la pena señalar que en esta época del motor de la máquina en todo el mundo de pistón rotativo y Mazda acaba de publicar ... AvtoVAZ.

Fue durante la desastrosa 1974 el gobierno soviético en la fábrica de automóviles Volga produce oficina de diseño especial de la RAP (RAP CSC) - la economía socialista es impredecible. El Tolyatti, empezó a trabajar en la construcción de plantas para la producción en masa de "Wankel". Desde la AMS fue planeado originalmente como una simple copiadora de la tecnología occidental (especialmente fiatovskih), especialistas de la fábrica, se decidió reproducir el motor Mazda, lanzando por completo todos los logros de diez años de las instituciones de fomento del motor domésticos.

Funcionarios soviéticos durante mucho tiempo negociando con Félix Wankel para la compra de licencias, algunas de las cuales estaban directamente en Moscú. El dinero, sin embargo, no se encontró, a fin de tomar ventaja de algunas tecnologías patentadas fallidos. En 1976 obtuvo una primera sección del Volga VAZ-311 motor de 65 caballos de fuerza, cinco años que pasó en afinar el diseño, y luego fue puesto en libertad en un lote piloto de 50 piezas de rotación "de los" VAZ-21018, al instante se dispersó entre los trabajadores VAZ. Inmediatamente se hizo evidente que el motor sólo se parece a un japonés - desmoronarse, se convirtió en un estilo soviético muy. Gestión de la planta se vio obligada a seis meses para reemplazar todos los motores estándar de pistones, de reducir a la mitad del personal de CSC RAP y suspender la construcción de tiendas. Salvación motor rotativo nacional provino de los servicios de seguridad: no están muy interesados ​​en el ahorro de combustible y la vida útil del motor, pero fuerte - las características dinámicas. Inmediatamente dos motores VAZ-311 fue hecha de dos piezas DUR 120 CV, que se estableció para "spetsedinichku" - VAZ-21019. Es este modelo se hizo conocido informalmente como "Arkan", debemos innumerables cuentos de policía "cosacos", Ponerme colmado "Mercedes" y muchos guardias - órdenes y medallas. Hasta los años 90 hacia el exterior sin pretensiones "Arkan" es muy fácil ponerse al día con todos los coches. Además de la VAZ-21019 AvtoVAZ también produjo pequeño lote de coches VAZ-2105, -2107, -2108, -2109, -21099. La velocidad máxima del rotor "ocho" es aproximadamente 210 km / h, y acelera hasta cien en sólo 8 segundos.

Resucitado en orden especial raps SKB comenzó a hacer motores para el agua y las carreras, donde los coches con motores rotativos se han hecho tan a menudo ganar premios que las autoridades deportivas han visto obligados a prohibir el uso de RAP.



En 1987, el jefe de la SDB murió RAP Boris Pospelov, y en la asamblea general ha sido elegido Vladimir Shnyakin - el hombre que apareció por la aviación y automoción transporte terrestre le disgustan. El objetivo principal es la creación de motores RPD SDB para aeronaves.

Este fue el primer error estratégico: aviones han producido considerablemente menos coches, y vive con motores de fábrica vendidos
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El segundo error fue la orientación de mantener los raps de automóviles de producción en los motores de bajo consumo de VAZ-1185 42 hp para "Oka", aunque los motores rotativos más voraces, pero más dinámicos y pregunta por los vehículos nacionales más alta velocidad - por ejemplo, "ocho". Esos japoneses establecieron "Wankel" sólo en los modelos deportivos. Como resultado, las carreteras de Rusia sólo había unas pocas minicars rotativos "Oka". En 1998 fue finalmente redactó la versión civil del rotativo de dos cilindros 1, 3 litros de VAZ-415, que se instala en el VAZ-2105, 2107, 2108 y 2109.

Así que ¿por qué todos los principales fabricantes de automóviles no ha cambiado en "Wankel"? El hecho de que se requiere para la producción de motores de pistón rotativo, primero, la tecnología ha perfeccionado con una variedad de los más diversos matices y no cada empresa está dispuesta a seguir el camino de la misma Mazda, entrando simultáneamente en numerosos "rastrillo". Y en segundo lugar, necesitamos una máquina de herramientas especiales de alta precisión, puede moler la superficie, lo describió como una curva epitrocoide complicado.



Actualmente, sólo el Mazda se dedica a la investigación seria en el campo de motor de pistón rotativo, mejorando gradualmente su diseño, y la mayoría de las dificultades en esta área ya ha sido aprobada. Para las máquinas modernas superficie describió epitrocoide no son un problema (como no un problema mucho curvas más complejas), los nuevos materiales estructurales permiten incrementar la vida de servicio del motor de pistón rotativo, y su coste es ahora más baja que el motor de combustión interna estándar debido a la menor número de empleado partes. En comparación con los motores de precursor capaz de reducir el consumo de aceite en un 50%, gasolina 40% y para aumentar la emisión de óxidos nocivos a las normas correspondientes a Euro IV. De dos cilindros del motor «Renesis» volumen de 1, 3 litros produce 250 litros de capacidad. p. y ocupa mucho menos espacio en el compartimiento del motor. Modelo de motor Renesis 16X Siguiente 2 tiene un volumen más pequeño, pero más energía, menos calor. Coches serie RX consumen de 7 a 14 litros cada 100 km, dependiendo del modo de conducción, y aceites de 0 a 4 l 0 l 1000 de 6 km.

Marcos coches Mazda con letras en el nombre de la RE pueden utilizar como combustible como la gasolina e hidrógeno. Fue la segunda ola de crecimiento en la atención al motor RPD de los desarrolladores. El motor puede utilizar con éxito de hidrógeno, ya que es menos susceptible a la detonación de un motor convencional que utiliza un movimiento alternativo del pistón.



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