V čem je rotační motor lepší než konvenční?

Během historie automobilu neustaly pokusy nahradit dnes známý pístový motor nějakým jiným. Kdysi se mu snažil konkurovat parní stroj, čas od času vzplanula vášeň pro elektromobily, koncem 60. let se některé firmy vážně přiklonily k plynové turbíně. Mezi těmito významnými rivaly je jeden, který se stále dostal na montážní linku automobilů – rotační motor. Jak to byloJe třeba říci, že základní principy fungování takového zařízení se objevily dlouho před jeho implementací. Již v roce 1846 byl stanoven geometrický tvar pracovní spalovací komory moderních rotačních motorů a princip činnosti založený na vlastnostech epitrochoidů. Je to geometrická čára vytvořená bodem na jednom kruhu, který se valí, aniž by klouzal po vnější straně jiného kruhu většího průměru. James Watt, vynálezce rotačního parního stroje, také vyvinul rotační spalovací motor. Myšlenka implementace takového motoru se objevila ve 20. letech minulého století, kdy design vozu nebyl zcela vyřešen a byla navržena široká škála řešení. Přitom se to zdálo docela aktuální. Ale kvůli řadě technických potíží nebyl nikdy adekvátně implementován. Za posledních 150 let vynálezci navrhli mnoho konstrukcí rotačních motorů. V roce 1924, kdy 22letý Felix Wankel začal vytvářet svůj rotační motor, se praktické výsledky ještě nedostavily. Wankel zkoumal a analyzoval možnosti různých typů rotačních motorů a našel optimální tvar trochoidního pouzdra. Dlouholetý společný výzkum a vývoj mezi Wankelem a NSU vyvrcholil v roce 1957 vytvořením prvního rotačního motoru DKM, který dokázal, že rotační motor není jen sen. Složitá konstrukce – samotné trochoidní tělo se otáčelo – však způsobilo, že tento rotační motor byl nepraktický. Ale o rok později se objevil motor KKM s pevnou skříní. Byl to prototyp moderního rotačního motoru. V listopadu 1959 NSU oficiálně oznámila vytvoření Wankelova rotačního motoru. Prezident Mazdy pan Tsuneji Matsuda okamžitě ocenil obrovský potenciál této jednotky a osobně uzavřel s NSU smlouvu o spolupráci. V roce 1963 začala výzkumná divize rotačních motorů Mazda, vedená panem Kenichim Yamamotem, vyvíjet první rotační motor na světě pro sériovou výrobu. 30. května 1967 začala Mazda prodávat první vůz s dvourotorovým motorem, Cosmo Sport, poháněný motorem Type 10A o výkonu 110 k. Další vývoj vedl ke snížení spotřeby paliva o více než 40 procent a výraznému snížení toxických emisí, aby byly splněny ekologické předpisy. Do roku 1970 dosáhl celkový počet vozů s rotačními motory 100 tisíc. Do roku 1975 bylo smontováno 500 tisíc těchto vozů. Do roku 1978 – více než milion. Rotační motor přišel do automobilového světa vážně a na dlouhou dobu. Epitrochoidy, statory a další zázrakyPodívejme se, jak tento zázrak technického myšlení funguje. Funkci pístu v RPD plní třívertexový rotor, který převádí tlakovou sílu plynu na rotační pohyb excentrického hřídele. Pohyb rotoru vůči statoru (vnější pouzdro) zajišťuje dvojice ozubených kol, z nichž jedno je pevně připevněno k rotoru a druhé k bočnímu krytu statoru. Převodovka je pevně připevněna ke skříni motoru. Ozubené kolo rotoru je s ním v záběru. Rotor s ozubeným kolem se jakoby odvaluje kolem ozubeného kola. Hřídel se otáčí v ložiskách umístěných na skříni a má válcový excentr, na kterém se otáčí rotor. Vzájemné působení těchto ozubených kol zajišťuje odpovídající pohyb rotoru vůči skříni, v důsledku čehož jsou vytvořeny tři samostatné komory s proměnným objemem. Převodový poměr je 2:3, proto se na jednu otáčku excentrického hřídele rotor otočí o 120 stupňů a na celou otáčku rotoru se v každé z komor dokončí celý čtyřtaktní cyklus. Výměna plynu je regulována vrcholem rotoru, když prochází vstupními a výstupními otvory. Tato konstrukce umožňuje 4-taktní cyklus bez použití speciálního mechanismu distribuce plynu. Utěsnění komor je zajištěno radiálními a koncovými těsnicími deskami přitlačovanými k válci odstředivými silami, tlakem plynu a pásovými pružinami. Kroutící moment se získává jako výsledek působení sil plynu přes rotor na excentrický hřídel. Tvorba směsi, zapalování, mazání, chlazení, startování jsou v zásadě stejné jako u běžného pístového spalovacího motoru. Podívejme se blíže na všechny fáze provozu RPD Vstup Ve třech pracovních dutinách jsou jednotlivé fáze pracovního procesu vůči sobě posunuty o 120 stupňů úhlu natočení rotoru. Fáze začátku a konce každého zdvihu jsou určeny polohou vrcholů rotoru vůči vstupním a výstupním oknům. Na rozdíl od dvoudobého pístového motoru jsou okna ve skříni motoru s rotačním pístem vždy otevřená a spojují odpovídající kanály s jakoukoli dutinou. V důsledku toho se jednotlivé fáze pracovních procesů v sousedních dutinách rotačního pístového motoru částečně překrývají. Středový úhel natočení vektoru se rovná úhlu natočení rotoru vzhledem ke skříni. Vzhledem k tomu, že excentrický hřídel se otáčí 3x rychleji než rotor, musí být všechny úhly natočení rotoru vynásobeny 3, aby bylo možné určit úhly natočení excentrického hřídele. Během počáteční fáze procesu plnění je možné vyčistit dutinu, ve které expanze končí. Proces plnění začíná od okamžiku, kdy horní část trojúhelníkového rotoru otevře vstupní okénko. Když horní část rotoru prochází oblastí vstupního okna, výstupní okno je vždy zcela otevřené. Proplachování končí v okamžiku, kdy je výstupní okénko odříznuto špičkou B rotoru. Úhel natočení rotoru odpovídající proplachování je asi 40° a je určen polohou vnitřních hran vstupních a výstupních okének. Poté, co horní část rotoru odřízne výstupní okénko, začíná plnění se zvětšením objemu dutiny. Na konci této doby, která zaujímá přibližně 100° úhlu natočení rotoru, se rychlost změny objemu dutiny snižuje. Vzhledem k tomu, že v tomto okamžiku jsou vstupní okénka stále otevřená a rychlost směsi ve vstupním potrubí je poměrně vysoká, je pracovní objem znovu naplněn. Využití dynamických jevů v sacím potrubí umožňuje získat dostatečně vysoký koeficient plnění i při vysokých otáčkách rotoru. Komprese Komprese pracovní směsi začíná poté, co horní část rotoru zakryje vstupní okénko a končí při dosažení minimálního objemu. Proces komprese se vyznačuje o něco větším únikem pracovního tepla přes těsnění rotoru než u pístového motoru a menším přenosem tepla na stěny. Podle experimentálních dat je index kompresního polytropu u motorů s rotačními písty n1 = 1.36−1.39 o něco větší než u pístových motorů s vnější tvorbou směsi. Stlačení směsi odpovídá přibližně 80° úhlu natočení rotoru. Na konci kompresního procesu, během doby odpovídající přibližně 10° úhlu natočení rotoru, současně s zmenšováním objemu dutiny dochází k první fázi spalování směsi. U motorů s rotačními písty lze změnou tvaru rotoru a parametru epitrochoidního tvaru získat kompresní poměr až 11 – 12. S takovým zvýšením kompresního poměru se však tvar spalovací komory výrazně zhorší a v důsledku toho se sníží účinnost. V praxi se kompresní poměr volí v rozmezí 8,5 – 10 Spalování Spalovací proces u motorů s rotačními písty začíná 10-15° úhlu rotoru před dosažením minimálního objemu spalovacího prostoru. Při dosažení minimálního objemu je spalovací komora úzká štěrbina se dvěma klínovitými konci, stlačená ve střední části výstupkem epitrochoidálního profilu skříně motoru. Při pohybu rotoru se mění objemový poměr obou částí spalovací komory a pracovní tekutina proudí z jedné části do druhé. Pro snížení ztrát při přetečení je v tělese rotoru vybrání. Směs se zapaluje jednou nebo dvěma zapalovacími svíčkami. V případě jednoduché zapalovací svíčky je instalována v části spalovací komory umístěné blíže k výfukovým otvorům motoru. Čelo plamene se pohybuje směrem k proudu směsi vytlačované z klesající části spalovací komory. Při použití dvou zapalovacích svíček se jedna instaluje do jedné části spalovací komory a druhá do druhé. Experimenty ukazují, že motory s rotačními písty mohou pracovat s nízkooktanovými palivy (s oktanovým číslem 66 nebo 72) bez detonace při kompresním poměru 9. Oblast skříně motoru, ve které dochází ke spalování směsi, není při plnění omývána studenými plyny, proto je teplota stěny skříně v tomto místě vyšší než u pístového motoru. Množství tepla odváděného ze stěny během doby spalování se i přes prodloužení doby spalování relativně málo zvyšuje v důsledku vysokých teplot stěny skříně a rotoru motoru a následně se snižuje odvod tepla pod ní. Expanze Když je spalování z velké části ukončeno, začíná expanze pracovní tekutiny. Perioda expanze plynu odpovídá přibližně 90° úhlu natočení rotoru. Poté se otevře výfukové okno a když se rotor otočí přibližně o 20°, plyny se volně uvolňují. UvolňováníUvolňování plynů lze rozdělit do čtyř období: první – od okamžiku otevření výfukového okna do dosažení maximálního objemu dutiny; druhý je nucený výfuk, ke kterému dochází se zmenšujícím se objemem dutiny až do otevření vstupního okénka (přibližně 60° úhlu natočení rotoru); třetí – výfuk v kombinaci s předběžným sáním nastává se zmenšujícím se objemem dutiny, ale za přítomnosti proplachování; čtvrtý je konec výfuku kombinovaný s volným výfukem z další dutiny (doba trvání této periody odpovídá přibližně 10° úhlu natočení rotoru). Celková doba trvání procesu uvolňování je asi 120° úhlu natočení rotoru. Sériové RPDVíce než 30 let se různé automobilky snažily vyrovnat se slibným, ale vrtošivým Wankelovým výtvorem. Všichni to vzdali, kromě Mazdy a. VAZ, kde se rotační motory dodnes vyrábí v malých sériích. Zdálo se, že se vzdá i Mazda, která uspěla více než ostatní. Ale v roce 2002 v Tokiu představila Mazda nový vůz další generace – koncept RX-Evolv s atmosférickým rotačním motorem Renesis ( spojení slov renesance – „znovuzrození“ a geneze – „začátek“) o objemu 2 l, který vyvíjí 280 hp. při 8000 ot./min za minutu To je u atmosféricky plněných motorů rekordní litrový výkon. Byl to legendární RX -8. VAZ v tomto směru také postupuje. V dobách bývalého SSSR nebyla existence domácích vozů s Wankelovými motory inzerována. Naše zpravodajské služby je využívaly. Nedávno VAZ začal nabízet „osmičky“ a „desítky“ s dvousekčními motory VAZ-415. Každá sekce má objem 654 cm³, což jí umožňuje dosáhnout výkonu 140 koní. (6500 ot./min.) a točivý moment 186 Nm (4500 ot./min.). A 200 km/h za „desítku“ není vůbec špatné. Designově je ale motor VAZ horší než ty japonské. Případy úplného vyčerpání zdroje jsou přitom prakticky neznámé. Motor VAZ-415 vydrží 80-100 tisíc km a v některých případech dokonce 150 tisíc km, poté je třeba jej předělat. Garantovaný nájezd japonských motorů je 300 tisíc km. Nejčastější údržbou je výměna provozních kapalin. Důrazně se doporučuje používat pouze vysoce kvalitní minerální olej, protože „syntetika“ při spalování v motoru koksuje těsnění rotoru. Spotřeba 500 gramů oleje na 1000 km je u tohoto motoru normou, protože část oleje je speciálním čerpadlem vstřikována přímo do sacího potrubí pro dodatečné mazání třecích ploch. Ale kvůli neustálému doplňování je třeba olej měnit ne častěji než každých 10-12 tisíc km a vždy po zimním provozu. Tomuto motoru je jedno, na jaký druh benzínu běží, stačí podle toho upravit zapalovací systém. Tento motor navíc snadno projde všemi ekologickými testy. Výhody a nevýhodyJe čas mluvit o výhodách a nevýhodách RPD. Rozšířený názor na křehkost, nespolehlivost a problémy při provozu rotačních motorů neodpovídá skutečnosti. Vše závisí na správné a včasné údržbě rotačního vozu. Výkonová rezerva v RPD je více než dostatečná. Navíc je oprava ještě jednodušší než běžná – dílů je několikanásobně méně. Menší hmotnost Díky absenci pístů, ojnic a klikové hřídele je hlavní blok rotačního motoru menší co do rozměrů a hmotnosti s lepšími dynamickými charakteristikami a ovladatelností. Menší rozměry Rotační motor je výrazně menší než tradiční motor stejného výkonu. Nový motor RENESIS má přibližně stejnou velikost jako malý konvenční řadový čtyřválcový motor. Malá velikost rotačního motoru je výhodná nejen proto, že snižuje hmotnost – zlepšuje také ovladatelnost, usnadňuje optimální umístění převodovky a činí vůz prostornějším pro řidiče a cestující. Méně vibrací Všechny části rotačního motoru se otáčejí nepřetržitě ve stejném směru, místo aby měnily směr jako písty konvenčního motoru. Rotační motory jsou vnitřně vyváženy, což snižuje úroveň vibrací.

ČTĚTE VÍCE

Je možné nechat Višnevského mast přes noc?

V této části jsou popsány technické a provozní možnosti konstrukce rotačního motoru s dokonalým uspořádáním, který dle klasifikace patří k podnikovým motorům typu č. 6, a které se autor snaží implementovat do své experimentální práce.

HLAVNÍ je koncept dokonalého rotačního motoru, který svou konstrukcí patří mezi 6. typ rotačních motorů, dle klasifikace autora, může a měl by ve své realizaci překonat všechny hlavní technické vlastnosti dnes existujících tepelných motorů. . A hlavní charakteristiky jsou:
— účinnost (účinnost paliva);
— měrný výkon (výkon na 1 kg hmotnosti motoru);

Ještě něco málo o účinnosti – skládá se ze dvou hlavních částí: Ukazatel (tepelná) účinnost a Mechanická účinnost;
Přečtěte si více o účinnosti na TÉTO STRÁNCE.

Dokonalý rotační motor má všechny předpoklady k tomu, aby překonal dnešní tepelné motory jak v tepelné účinnosti, tak v mechanické účinnosti.
V TOMTO DOBĚ MUSÍTE POCHOPIT, ŽE HLAVNÍ ZTRÁTY PŘI SOUČASNÝCH KONSTRUKCÍCH TEPELNÝCH MOTORŮ JSOU V TEPELNÉ (TEPELNÉ) ÚČINNOSTI.
Výrazné zvýšení tepelné účinnosti spočívá na cestě ke zlepšení organizace pracovních procesů pro přeměnu latentní energie chemických vazeb molekul paliva prostřednictvím tepelné energie na mechanickou práci. Takovou možnost má dokonalý rotační motor.
Také zvýšení účinnosti motoru spočívá v oblasti snižování mechanických ztrát, tzn. zvýšení mechanické účinnosti. A takovou příležitost má dokonalý rotační motor.

Proto bude popis výhod konstrukce PERFECT ROTORY ENGINE uveden ve dvou hlavních částech – výhody vedoucí ke zvýšení tepelné účinnosti a výhody vedoucí ke zvýšení mechanické účinnosti.

VÝHODY ve schopnosti organizovat optimální pracovní procesy pro přeměnu energie v práci – tzn. zvýšení tepelné účinnosti:

Hlavní a první zásadní výhoda rotační motory dokonalé konstrukce –
Jedná se o rozdělení motoru na různé zdvihy a technologické dutiny procesu „SPALOVÁNÍ“ a procesu „EXPANZE“.
U tradičních pístových motorů vede k nízké tepelné účinnosti kombinace procesů „spalování“ a „expanze“ v jednom zdvihu. Současné proudění dvou protichůdných procesů na jednom místě (a ve vznětovém motoru – tři najednou) je značně ruší.

Za druhé, výhoda neoddělitelně spojená s první V navrženém modelu dokonalého rotačního motoru byla spalovací komora vyrobena z konstantního objemu, tzn. nemění svůj tvar (nemá žádné pohyblivé části), protože proces expanze probíhá v jiné technologické komoře (v principu obdobné jako u plynové turbíny). Proto může být spalovací komora vyrobena z optimálních geometrických tvarů – až po kulové, a z jakýchkoli materiálů – až po keramiku. Tím je dosaženo vysoké úrovně kvality spalování paliva a vysoké úrovně tepelné účinnosti. (RÝŽE.)

ČTĚTE VÍCE

Jak čistit šperky z přírodních kamenů?

Třetí výhoda – možnost snadného rozdělení délky (technologických objemů) provádění kompresních a expanzních zdvihů. V zásadě u takového motoru s velmi dlouhým pracovním zdvihem může být délka kompresního zdvihu libovolně různá – to znamená, že si můžete vybrat libovolnou požadovanou hodnotu. Tato vlastnost technické organizace konstrukce motoru vede k reálné možnosti vytvoření vícepalivového motoru. (RÝŽE.)

Čtvrtá výhoda – u rotačního motoru s dokonalou konstrukcí je snadné udělat pracovní zdvih hlavního pracovního prvku velmi výrazné délky. V návrhu vyvinutém autorem těchto stránek je pracovní zdvih lopatek rotoru 2,5 až 4krát větší než délka pracovního zdvihu pístového motoru, vezmeme-li takový „pístový motor“ s pístovou plochou hodnotově srovnatelný s povrchem listu pracovního rotoru rotačního motoru navrženého autorem. (RÝŽE.)

Pátá výhoda vyplývá z pátého – protože pracovní zdvih pracovní lopatky bude výrazně delší než pracovní zdvih pístu v pístovém spalovacím motoru, pak je možné plně využít veškerou expanzní energii pracovních plynů v expanzním zdvihu a uvolňovat výfukové plyny do atmosféry s minimálním přetlakem a teplotou. Právě tato konstrukční vlastnost takových motorů přispěje k jejich vysoké termodynamické účinnosti a povede k vysoké spotřebě paliva.

Šestá výhoda vyplývá ze šestého – jelikož výfukové plyny budou ze skříně motoru odváděny s minimálním přetlakem, pak takovýto rotační motor nebude potřebovat složitý a těžkopádný systém pro tlumení zvuků výfuku, bez kterého je použití klasických pístových motorů téměř nemožné . (RÝŽE.)

Sedmá výhoda – v autorem navržené konstrukci dokonalého rotačního motoru je zcela technologicky a přirozeně možné „zabudovat“ parní fázi do pracovního cyklu takového motoru. Tato funkce umožňuje okamžitě vyřešit dva hlavní problémy jakéhokoli spalovacího motoru – výrazně zvýšit účinnost motoru a vytvořit efektivní a kompaktní chladicí systém motoru. Podrobnosti o vývoji tohoto tématu naleznete ZDE – dole na stránce.

VÝHODY ve schopnosti minimalizovat náklady na točivý moment přijímaný motorem pro obsluhu vlastních pomocných mechanismů a vnitřní ztráty – tzn. zvýšená mechanická účinnost:

Osmá výhoda dokonalý rotační motor s jednoduchou a rovnoměrnou rotací hlavního pracovního tělesa a blokovacích prvků je naprostou absencí vratných pohybů jakéhokoli typu (lineárních, obloukových, planetárních atd.), a proto nedochází k cyklicky se opakujícímu zrychlování a střídání setrvačné zatížení částí motoru. Jsou to právě takové zátěže, které tradičním pístovým motorům neumožňují výrazně zvýšit rychlost otáčení jejich hřídele a zvýšit výkon. Proto pro takovou konstrukci rotačního motoru neexistují žádná potenciální omezení schopnosti dosáhnout pracovních otáček hřídele desítek tisíc otáček za minutu, čímž se přiblíží ukazatelům této charakteristiky u plynových turbín s odpovídajícím výrazným zvýšením jeho výkonu.

ČTĚTE VÍCE

Co byste měli dělat, abyste se v horku nepotili?

Devátá výhoda– Jedná se o přímý a okamžitý převod jednoduchého a nepřetržitého otáčení rotoru na otáčení pracovního hřídele motoru. Právě tato technická organizace kinematického diagramu motoru nevyžaduje použití dalších mechanismů pro převod typů pohybu. V tradičním pístovém motoru se pro tento účel používá objemný, neúčinný a drahý klikový mechanismus. Absence klikového mechanismu umožňuje získat velmi vysokou mechanickou účinnost rotačního motoru. (RÝŽE.)

Desátá výhoda – rotační motor nevyžaduje speciální mechanismus distribuce plynu. Tato situace je typická pro Wankelův motor a pro další rotační motory téměř všech výše uvedených klasifikačních skupin. Funkci hlavního orgánu mechanismu distribuce plynu plní samotný rotor a to je jeho velmi důležitá doplňková funkce, respektive tuto práci „vykonávají“ zajišťovací bubny. V nejrozvinutějších konstrukcích dokonalého rotačního motoru jsou vytvořeny speciální šoupátkové ventily, které plní funkci prvků rozvodu plynu. Ale otáčejí se rovnoměrně a lze je snadno integrovat do konstrukce, aniž by ji zatěžovaly velkou složitostí. Pístové 4taktní motory vyžadují speciální, velmi objemný, složitý a drahý mechanismus distribuce plynu. Právě tento mechanismus spolu s klikovou skupinou slouží jako hlavní omezení pro zvýšení rychlosti otáčení celého kinematického diagramu pístových motorů za účelem zvýšení výkonu motoru.

NÁSLEDUJÍCÍ POZICE VÝHOD DÁVAJÍ VYSOKOU ÚROVEŇ KONKRÉTNÍ SÍLY.

Jedenáctá výhoda – velký počet pracovních zdvihů na otáčku pracovního hřídele. V 5-taktních motorech, v závislosti na uspořádání, motor vyvine 4 až 9 výkonových zdvihů na otáčku hřídele. Pokud si pamatujeme, že čtyřtaktní čtyřválcový pístový motor vyvine pouze 4 zdvih na otáčku pracovního hřídele, pak dokonalý rotační motor bude potenciálně 4-1krát výkonnější než čtyřválcový pístový motor s podobným litrem. hlasitost. (OBR.) Můžete také vyrobit rotační motor se 4, 9 nebo 4 sekcemi pracovního rotoru: 2sekční rotační motor vytvoří až 3 pracovních zdvihů na otáčku pracovního hřídele. K dosažení tohoto parametru bude muset mít 4taktní pístový motor 4 pístů.

Dvanáctá výhoda vyplývá jako integrální výsledek z deváté výhody – dokonalý rotační motor bude mít trvale vysoký točivý moment (jako elektromotor). Faktem je, že u pístových motorů je to mechanismus klikové ojnice, který vytváří točivý moment na pracovním hřídeli v „roztrhaném režimu“ – nepřetržitě pulzující od nuly do určité maximální možné hodnoty a zpět. Pístové motory proto nemohou pracovat v nízkých otáčkách, kdy jejich točivý moment nestačí ani na stlačování pracovní směsi ve vlastních válcích, nemluvě o dodávání znatelného výkonu na pracovní hřídel. Nutno přiznat, že pístové motory jsou na tom z hlediska točivého momentu upřímně bídně, zvláště ve srovnání v tomto parametru s elektromotory. To je důvod, proč pístové motory produkují optimální výkon až po dosažení určité významné rychlosti, kdy v pulzujícím rytmu dodávají na hřídel mnoho rázů „skokového“ momentu za sekundu. Tato funkce vysvětluje, že aby bylo možné pracovat s mnoha stroji, například s automobilem, musí být k pístovému motoru připojena převodovka, aby motor vyvíjel znatelný výkon při vysokých rychlostech a přenášel na kola výrazně nižší rychlosti, ale s zvýšený točivý moment. Dokonalý rotační motor stejně jako elektromotor nebude prakticky potřebovat převodovku. (článek na toto téma)

ČTĚTE VÍCE

Jakou barvu byste měli nosit na Nový rok 2024?

Již zmíněná Osmá výhoda — bude také hrát roli ve zvýšení množství točivého momentu.–

Shrneme-li všechny tyto výhody, pak od tohoto typu vyspělých rotačních motorů můžeme očekávat dosažení měrných hodnot výkonu, které jsou mnohonásobně vyšší než u těch nejlehčích a nejvýkonnějších dvoudobých pístových motorů, které jsou dnes k dispozici. Abychom potvrdili, že motory zásadně nové konstrukce ve srovnání s konvenčními pístovými motory mohou dosáhnout výkonů nedosažitelných pro tradiční „pístové motory“, můžeme poukázat na to, že Wankelův rotační motor o zdvihovém objemu 1,3 litru s velmi malými rozměry má výkon 250 – 280 koní, což je pro pístové motory srovnatelného zdvihového objemu zásadně nedosažitelné. (obr. – srovnání)

Ještě jedna poznámka – protože navrhovaný dokonalý rotační motor nemá ve svém kinematickém schématu jedinou část, která vykonává vratné (lineární, obloukové – kyvné, planetové atd.) pohyby a je vystavena střídavým zatížením, jakož i tlakovým silám pracovní tekutiny netlačte hlavní pracovní orgán k tělu motoru, pak by životnost částí takového motoru měla být velmi dlouhá a alespoň ne nižší než životnost tradičních pístových motorů.

Schéma – porovnání procesů probíhajících v různých typech motorů. Chcete-li si schéma lépe prohlédnout, stáhněte si jej.

Budoucí obtíže

Jako každé složité konstrukční schéma má dokonalý rotační motor nevyhnutelné obtížné aspekty implementace. Pojďme si stručně probrat takové těžké chvíle a možné způsoby, jak je překonat:

Systém těsnění – tradičně obtížná část realizace okruhu jakéhokoli spalovacího motoru s hermeticky uzavřenými komorami do efektního provedení. Ale v této konstrukci to musí být řešeno následujícím způsobem. Tato konstrukce motoru by měla pracovat při velmi vysokých otáčkách, v zásadě by se měla v tomto ukazateli blížit plynovým turbínám – 20 tisíc otáček za minutu. A při rychlostech nad 12 tisíc otáček za minutu vysokotlaké pracovní plyny prostě nestihnou uniknout těmi nejtenčími mezerami o tloušťce jedné setiny milimetru mezi rotorem a skříní. Vysokotlaký plyn uvolní svůj tlak rychleji zvětšením objemu expanzního segmentu v důsledku tlaku na list rotoru než únikem nejtenčími trhlinami po velmi dlouhé dráze mezi rotorem a skříní. Příklad plynových turbín, které vůbec nemají těsnění, ale fungují „pro průchod“, naznačuje, že takový způsob „vyhnutí se těsnění“ při vysokých otáčkách rotoru je docela možný.

ČTĚTE VÍCE

Který tvar nehtů se láme nejméně?

Mazací systém – tradičně každému, kdo je obeznámen s provozními vlastnostmi Wankelova rotačního motoru, který spotřebovává nadměrné množství oleje, se zdá velmi obtížné pro všechny typy rotačních motorů. V předloženém provedení by však tento problém neměl být zvlášť akutní, protože (na rozdíl od pístových motorů a Wankelova rotačního motoru) u tohoto provedení vysoký tlak spalin netlačí hlavní pracovní těleso motoru k jeho tělu. Proto nebude rotující rotor přitlačován ke skříni. Proto bude mazivo potřeba v minimálním množství (nebo nebude potřeba vůbec). V nejhorším případě – na prvních prototypech navrhovaného modelu bude mazání hlavních pracovních částí organizováno jako u dvoudobých pístových motorů – přidáním oleje do benzínu.

Problém přesnosti a složitosti výroby: všechny hlavní a nejkritičtější části dokonalého rotačního motoru jsou jednoduché rotační tvary, takže je lze snadno vyrobit na standardních kovoobráběcích strojích. Tím se například tato koncepce dokonalého rotačního motoru liší od Wankelova motoru, jehož výroba představuje značnou technologickou náročnost.

Z těchto stejných vlastností konstrukčního uspořádání dokonalého rotačního motoru plynou reálné možnosti organizace jeho výroby. Jeho hlavní a největší části – kryt motoru, jeho kryty a samotné rotory – lze vyrobit na konvenčních souřadnicových vyvrtávačkách a soustruzích i na CNC obráběcích centrech. To je na rozdíl od standardních pístových motorů, u kterých jsou klikové skříně a hlavy válců složité a víceobjemové díly skříně, které vyžadují povinné použití přesného vstřikování. Dokonalý rotační motor nemá tak složité a drahé díly, stejně jako neexistují složité a obtížně vyrobitelné klikové hřídele, tak jeho výroba bude mnohem jednodušší a levnější. Malovýrobu těchto motorů je možné plně nasadit na standardních výrobních linkách ze standardních kovoobráběcích strojů s použitím standardních válcovaných kovových kruhových profilů o průměru až 240 – 320 mm jako obrobků. To znamená, že organizace výroby takových motorů se obejde bez nutnosti použití vstřikování – jedné z nejdražších a nejnákladnějších operací ve strojírenské výrobě – a následného obrábění složitých dílů karoserie. Všechny tyto vlastnosti, jak konstrukční uspořádání, tak výrobní proces, by měly přispět k nízkým nákladům na výrobu takových motorů.

Když už jsme u výhod rotačních motorů, můžeme přidat téma o nevýhodách a paradoxech tradičních pístových motorů. Na toto téma jsem natočil krátké video.