โรงงานผลิตเครื่องยนต์ลูกสูบโรตารี เครื่องยนต์โรตารี: หลักการทำงาน ข้อดีและข้อเสียของเครื่องยนต์โรตารี เครื่องยนต์โรตารีทำงานอย่างไร?

มอเตอร์แบบโรตารีรุ่นเดียวที่ผลิตในระดับอุตสาหกรรมในปัจจุบันคือเครื่องยนต์ Wankel จัดเป็นเครื่องยนต์ประเภทโรตารีที่มีการเคลื่อนที่เป็นวงกลมของดาวเคราะห์ขององค์ประกอบการทำงานหลัก ต้องขอบคุณการจัดโครงสร้างนี้ โซลูชันดังกล่าวจึงมีอุปกรณ์ทางเทคนิคที่เรียบง่ายอย่างยิ่ง แต่ไม่ได้โดดเด่นด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดในวิธีจัดระเบียบเวิร์กโฟลว์ ดังนั้นจึงมีข้อเสียร้ายแรงโดยธรรมชาติและร้ายแรงในตัวเอง

เครื่องยนต์โรตารี Wankel นำเสนอในหลายรูปแบบ แต่โดยพื้นฐานแล้วมีความแตกต่างกัน ยกเว้นในเรื่องจำนวนหน้าโรเตอร์และรูปร่างที่สอดคล้องกันของพื้นผิวภายในของตัวเรือน

โดยทั่วไปลองดูที่คุณสมบัติการออกแบบของโซลูชันนี้และเจาะลึกประวัติความเป็นมาของการสร้างและขอบเขตการใช้งานเล็กน้อย

ประวัติความเป็นมาของการแก้ปัญหาประเภทนี้เริ่มต้นในปี พ.ศ. 2486 ตอนนั้นเองที่นักประดิษฐ์ Mylar ได้เสนอโครงการที่คล้ายกันครั้งแรก หลังจากนั้นไม่นาน มีการยื่นจดสิทธิบัตรจำนวนหนึ่งสำหรับเครื่องยนต์ที่มีการออกแบบดังกล่าว โดยผู้พัฒนาของบริษัท NSU ของเยอรมัน แต่ข้อเสียเปรียบหลักที่เครื่องยนต์ลูกสูบโรตารีของ Wankel ประสบคือระบบซีลที่อยู่ระหว่างซี่โครงที่ข้อต่อของใบหน้าที่อยู่ติดกันขององค์ประกอบสามเหลี่ยมและพื้นผิวของส่วนของร่างกายที่ตายตัว เพื่อแก้ปัญหาที่ยากลำบากนี้ Felix Wankel ผู้เชี่ยวชาญด้านแมวน้ำจึงได้เข้ามามีส่วนร่วม หลังจากนั้น เนื่องจากความมุ่งมั่นและความคิดทางวิศวกรรมของเขา เขาจึงเป็นหัวหน้ากลุ่มพัฒนา และเมื่อปีพ. ศ. 2500 ในห้องปฏิบัติการของเยอรมันได้มีการประกอบรุ่นแรกขึ้นพร้อมกับองค์ประกอบการหมุนแบบสามเหลี่ยมหลักและห้องแคปซูลที่ใช้งานได้ซึ่งองค์ประกอบการหมุนได้รับการแก้ไขอย่างแน่นหนาในขณะที่การหมุนดำเนินการโดย ร่างกาย.

รูปแบบที่เป็นประโยชน์มากขึ้นนั้นมีลักษณะเป็นห้องทำงานคงที่ซึ่งสามเหลี่ยมหมุนอยู่ ตัวเลือกนี้เปิดตัวในอีกหนึ่งปีต่อมา ภายในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2502 บริษัทได้ประกาศการทำงานเกี่ยวกับการสร้างโซลูชันประเภทโรเตอร์ที่ใช้งานได้ ในเวลาที่สั้นที่สุด บริษัทหลายแห่งทั่วโลกได้รับใบอนุญาตสำหรับการพัฒนานี้ และจากหลายร้อยบริษัท ประมาณหนึ่งในสามมาจากญี่ปุ่น

โซลูชันนี้ค่อนข้างกะทัดรัด ทรงพลัง โดยมีชิ้นส่วนจำนวนไม่มาก โชว์รูมในยุโรปได้รับการเติมเต็มด้วยรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์โรตารีหลากหลายรูปแบบ แต่น่าเสียดายที่พวกเขามีทรัพยากรในการหมุนที่สั้น การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงอย่างรวดเร็ว และไอเสียที่เป็นพิษ

เนื่องจากวิกฤติน้ำมันในช่วงทศวรรษที่เจ็ดสิบ ความพยายามที่จะปรับปรุงการพัฒนาให้อยู่ในระดับที่ต้องการจึงถูกลดทอนลง มีเพียงมาสด้าของญี่ปุ่นเท่านั้นที่ยังคงทำงานในพื้นที่นี้ VAZ ก็ใช้งานได้เช่นกัน เนื่องจากเชื้อเพลิงในประเทศมีราคาถูกมากและมีประสิทธิภาพถึงแม้ว่าจะมีทรัพยากรน้อย แต่กระทรวงพลังงานก็ต้องการเครื่องยนต์

แต่สามสิบปีต่อมา VAZ ปิดการผลิตและมีเพียง Mazda เท่านั้นที่ยังคงผลิตรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์แบบโรตารีจำนวนมาก ในขณะนี้มีการผลิตรถยนต์รุ่นเดียวที่มีโซลูชันนี้ - Mazda RX-8

หลังจากการเที่ยวชมประวัติศาสตร์สั้น ๆ มันก็คุ้มค่าที่จะดูรายละเอียดเกี่ยวกับข้อดีและข้อเสีย

กำลังสูง เกือบสองเท่าของลูกสูบสี่จังหวะ มวลขององค์ประกอบที่เคลื่อนที่ไม่สม่ำเสมอในนั้นค่อนข้างต่ำกว่าในกรณีที่ลูกสูบแปรผันและแอมพลิจูดของการเคลื่อนที่จะต่ำกว่ามาก สิ่งนี้เป็นไปได้เนื่องจากความจริงที่ว่าในสารละลายลูกสูบมีการเคลื่อนที่แบบลูกสูบ ในขณะที่ประเภทที่พิจารณาจะใช้การออกแบบดาวเคราะห์

กำลังที่มากขึ้นยังได้รับอิทธิพลจากความจริงที่ว่ามันถูกสร้างขึ้นภายในสามในสี่ของการหมุนเพลาแต่ละครั้ง เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว เครื่องยนต์ลูกสูบสูบเดี่ยวผลิตกำลังได้เพียงหนึ่งในสี่ของรอบการหมุนแต่ละครั้ง ดังนั้นจึงต้องใช้พลังงานมากขึ้นต่อหน่วยปริมาตรของห้องเผาไหม้

ด้วยปริมาตรห้องหนึ่งพันสามร้อยเซนติเมตร RX-8 ในแง่ของกำลังถึงสองร้อยห้าสิบแรงม้า รุ่นก่อนคือ RX-7 ซึ่งมีการกระจัดที่คล้ายกัน แต่มีกังหัน มีกำลังสามร้อยห้าสิบแรงม้า ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงที่ยอดเยี่ยมจึงกลายเป็นคุณสมบัติพิเศษของรถ: ในเกียร์ต่ำคุณสามารถเร่งความเร็วรถได้หลายร้อยที่ความเร็วรอบเครื่องยนต์สูงโดยไม่ต้องโหลดเครื่องยนต์โดยไม่จำเป็น

ประเภทของเครื่องยนต์ที่อยู่ระหว่างการพิจารณานั้นง่ายกว่ามากในการทรงตัวทางกลไกและกำจัดการสั่นสะเทือน ซึ่งช่วยเพิ่มความสะดวกสบายของยานพาหนะขนาดเล็ก

ในแง่ของขนาด ประเภทของเครื่องยนต์ที่พิจารณานั้นเล็กกว่าหนึ่งถึงครึ่งถึงสองเท่าเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ลูกสูบที่มีกำลังเท่ากัน จำนวนชิ้นส่วนน้อยกว่าประมาณสี่สิบเปอร์เซ็นต์

ข้อเสียของเครื่องยนต์

ระยะเวลาสั้น ๆ ของจังหวะการทำงานของหน้าโรเตอร์ แม้ว่าตัวบ่งชี้นี้จะไม่สามารถเปรียบเทียบโดยตรงกับตัวเลือกอื่น ๆ ได้เนื่องจากระยะชักของลูกสูบและองค์ประกอบหมุนประเภทต่าง ๆ แต่ความหลากหลายที่พิจารณาตัวบ่งชี้นี้จะน้อยกว่าประมาณ 20% มีความแตกต่างที่สำคัญประการหนึ่งที่นี่ - ด้วยโซลูชันลูกสูบจะมีปริมาตรเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงซึ่งคล้ายกับทิศทางของระยะทางจาก TDC ถึง BDC แต่ในกรณีของประเภทของหน่วยที่อยู่ระหว่างการพิจารณา การกระทำนี้จะซับซ้อนกว่าและมีเพียงส่วนของวิถีการเคลื่อนที่เท่านั้นที่กลายเป็นแนวการเคลื่อนที่โดยตรง

ดังนั้นวิธีแก้ปัญหานี้จึงมีลักษณะเฉพาะคือประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงต่ำกว่ารูปแบบลูกสูบ ดังนั้นช่วงเวลาสั้น ๆ ส่งผลให้อุณหภูมิของก๊าซไอเสียสูงมาก - ก๊าซที่ใช้งานไม่สามารถถ่ายโอนแรงดันส่วนใหญ่ไปยังรูปสามเหลี่ยมได้ทันเวลาเนื่องจากหน้าต่างไอเสียถูกเปิดและมวลร้อนที่มีการเผาไหม้ของชิ้นส่วนปริมาตร ที่ยังไม่หยุดออกทางท่อไอเสีย นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมอุณหภูมิจึงสูงมาก

ความซับซ้อนของรูปทรงห้องเผาไหม้ ห้องนี้มีรูปร่างเป็นรูปพระจันทร์เสี้ยวและเป็นพื้นที่ทึบที่ก๊าซสัมผัสกับผนังและโรเตอร์ ดังนั้นเศษส่วนความร้อนจำนวนมากจึงเกิดจากการให้ความร้อนแก่องค์ประกอบของเครื่องยนต์ซึ่งจะช่วยลดประสิทธิภาพความร้อน แต่ในขณะเดียวกันความร้อนของเครื่องยนต์ก็เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ รูปร่างของห้องดังกล่าวยังนำไปสู่การก่อตัวของส่วนผสมที่ไม่ดีและการเผาไหม้ของส่วนผสมที่ใช้งานช้าลง นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมในเครื่องยนต์ RX-8 พวกเขาจึงใส่หัวเทียนสองตัวไว้ที่ส่วนโรเตอร์เดียว คุณสมบัติดังกล่าวยังส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพทางอุณหพลศาสตร์ด้วย

แรงบิดต่ำ. เพื่อกำจัดการหมุนออกจากโรเตอร์ที่ทำงาน ซึ่งศูนย์กลางการหมุนจะทำการหมุนแบบดาวเคราะห์อย่างต่อเนื่อง มอเตอร์นี้ใช้ดิสก์ทรงกระบอกบนเพลาหลัก พูดง่ายๆ ก็คือองค์ประกอบทั้งหมดของตัวแปลง นั่นคือการแก้ปัญหาประเภทที่พิจารณาไม่สามารถกำจัดข้อเสียเปรียบหลักของรูปแบบลูกสูบได้ทั้งหมดนั่นคือข้อต่อ CV

แม้ว่าจะเป็นรุ่นที่มีน้ำหนักเบา แต่ข้อเสียเปรียบหลักของกลไกนี้: การสั่นของแรงบิด แขนขนาดเล็กขององค์ประกอบหลักก็มีอยู่ในประเภทที่พิจารณาเช่นกัน

นั่นคือสาเหตุที่การเปลี่ยนแปลงในส่วนเดียวไม่ได้ผล และจำเป็นต้องเพิ่มเป็นสองหรือสามส่วน เพื่อให้ได้ลักษณะการทำงานที่ยอมรับได้ แนะนำให้ติดตั้งมู่เล่บนเพลาด้วย

นอกเหนือจากการมีอยู่ในเครื่องยนต์ของประเภทของกลไกตัวแปลงที่อยู่ระหว่างการพิจารณา แรงบิดที่ไม่เพียงพอสำหรับมอเตอร์ดังกล่าวอาจได้รับผลกระทบจากความแตกต่างที่แผนจลนศาสตร์ในโซลูชันดังกล่าวถูกจัดเรียงอย่างมีเหตุผลน้อยเกินไปในแง่ของการรับรู้โดย พื้นผิวขององค์ประกอบหมุนของความดันของมวลการขยายตัวที่ทำงาน ดังนั้น ความดันเพียงบางส่วนหรือประมาณหนึ่งในสามเท่านั้นที่ถูกคอมไพล์ใหม่ในการหมุนการทำงานขององค์ประกอบ ดังนั้นจึงสร้างแรงบิด

การปรากฏตัวของการสั่นสะเทือนภายในตัวเครื่อง ปัญหาคือประเภทของระบบที่พิจารณาในบทความนี้บ่งบอกถึงการเคลื่อนที่ที่ไม่สม่ำเสมอของมวล นั่นคือในระหว่างการหมุน จุดศูนย์กลางมวลของหน่วยจะทำการเคลื่อนที่แบบหมุนอย่างต่อเนื่องรอบจุดศูนย์กลางมวล และรัศมีของการเคลื่อนไหวนี้สอดคล้องกับแขนกระบอกสูบของเพลามอเตอร์หลัก ดังนั้นตัวเครื่องยนต์ภายในจึงได้รับอิทธิพลจากเวกเตอร์แรงหมุนอย่างต่อเนื่อง ซึ่งสอดคล้องกับแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ที่ปรากฏบนองค์ประกอบที่กำลังหมุน นั่นคือในกระบวนการหมุนบนเพลาทรงกระบอกที่เคลื่อนไหวอยู่นั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยองค์ประกอบของการเคลื่อนที่แบบแกว่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้และเด่นชัด

ซึ่งเป็นสาเหตุของการสั่นสะเทือนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

ความต้านทานการสึกหรอต่ำที่ส่วนท้ายของซีลแนวรัศมีที่มุมของรูปสามเหลี่ยมที่กำลังหมุน เนื่องจากพวกเขาได้รับภาระในแนวรัศมีที่สำคัญซึ่งมีอยู่เนื่องจากนี่คือหลักการทำงานของเครื่องยนต์ Wankel

ความน่าจะเป็นสูงที่จะทะลุมวลก๊าซที่มีแรงดันสูงจากโซนของรอบการทำงานหนึ่งไปยังอีกรอบหนึ่ง เหตุผลก็คือความจริงที่ว่าการสัมผัสขอบโรเตอร์ของซีลและผนังของห้องเผาไหม้นั้นมีความหนาเพียงเล็กน้อยเส้นเดียว นอกจากนี้ยังมีความเป็นไปได้ที่จะเกิดความก้าวหน้าในซ็อกเก็ตซึ่งติดตั้งหัวเทียนในขณะที่ซี่โครงขององค์ประกอบหมุนหลักผ่านไป

ความซับซ้อนของระบบหล่อลื่นขององค์ประกอบหมุน ตัวอย่างเช่นในผู้ผลิตญี่ปุ่นรุ่นที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้น้ำมันจะถูกฉีดเข้าไปในห้องเผาไหม้ด้วยหัวฉีดพิเศษเพื่อให้ครีบที่ถูกับผนังของห้องในระหว่างการหมุนได้รับการหล่อลื่น ด้วยเหตุนี้ ความเป็นพิษของไอเสียจึงเพิ่มขึ้น และในขณะเดียวกันก็เพิ่มความต้องการน้ำมันเครื่องคุณภาพสูงของเครื่องยนต์ด้วย

นอกจากนี้ ที่ความเร็วสูง ความต้องการการหล่อลื่นพื้นผิวประเภททรงกระบอกขององค์ประกอบทรงกระบอกของเพลาหลัก ซึ่งมีการหมุนเกิดขึ้น และถูกครอบครองโดยการเอาแรงหลักออกจากองค์ประกอบที่กำลังหมุน ซึ่งยังแปลเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนของ เพลาเพิ่มขึ้น เนื่องจากปัญหาทางเทคนิคทั้งสองนี้ซึ่งค่อนข้างเป็นปัญหาในการแก้ไข การหล่อลื่นไม่เพียงพอจึงปรากฏขึ้นที่ความเร็วสูงขององค์ประกอบเครื่องยนต์ซึ่งมีแรงเสียดทานมากที่สุด ซึ่งหมายความว่าทรัพยากรในการขับขี่ของเครื่องยนต์ลดลงอย่างรวดเร็ว เนื่องจากวิธีแก้ปัญหาที่ไม่เพียงพอนี้ อายุการใช้งานของเครื่องยนต์ประเภทที่เป็นปัญหาซึ่งผลิตโดย AvtoVAZ ในประเทศจึงสั้นมาก

ความต้องการความแม่นยำในการดำเนินการขององค์ประกอบต่างๆ ที่มีรูปร่างซับซ้อนทำให้เครื่องยนต์ดังกล่าวผลิตได้ยาก การผลิตต้องใช้อุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูงและมีราคาแพง - เครื่องจักรที่สามารถสร้างห้องทำงานที่มีพื้นผิวโค้งได้

ถ้าเราพูดถึงองค์ประกอบที่หมุนได้ มันก็จะมีรูปทรงสามเหลี่ยมที่มีพื้นผิวนูนด้วย

เมื่อได้ข้อสรุปจากทั้งหมดข้างต้นแล้ว สามารถสังเกตได้ว่าประเภทที่เป็นปัญหานั้นไม่เพียงแต่มีข้อได้เปรียบที่เด่นชัดเท่านั้น แต่ยังมีข้อเสียที่ผ่านไม่ได้จำนวนมากซึ่งไม่อนุญาตให้เอาชนะรูปแบบลูกสูบ อย่างไรก็ตาม โอกาสดังกล่าวได้รับการพูดคุยกันอย่างจริงจังเมื่อสี่สิบหรือห้าสิบปีก่อน และการทบทวนเชิงวิเคราะห์เต็มไปด้วยความคิดเห็นว่าในช่วงต้นทศวรรษที่เก้าสิบของศตวรรษที่ผ่านมา โซลูชั่นโรตารีประเภทต่างๆ จะครองตลาดยานยนต์

อย่างไรก็ตาม แม้จะคำนึงถึงด้านลบและปัญหาทางเทคนิคแล้ว โซลูชันนี้ก็สามารถพิสูจน์ตัวเองได้ดีในแง่เทคนิคและแม้กระทั่งแย่งส่วนแบ่งการตลาด เนื่องจากข้อเสียของโซลูชันของคู่แข่ง - มอเตอร์ลูกสูบพร้อมระบบขับเคลื่อนเพลาข้อเหวี่ยง - มีความสม่ำเสมอ กระทบต่องานมากยิ่งขึ้น และสิ่งนี้คำนึงถึงความจริงที่ว่าพวกเขาพยายามปรับปรุงเครื่องยนต์ลูกสูบมาเป็นเวลานาน

ด้านที่เป็นปัญหามากที่สุดประการหนึ่งเมื่อใช้งานเครื่องยนต์โรตารีคือการสร้างระบบปิดผนึกที่มีประสิทธิภาพขึ้นมาใหม่ซึ่งจำเป็นในการสร้างปริมาตรปิดในห้องทำงานของประเภทของสารละลายที่อยู่ระหว่างการพิจารณา จนถึงขณะนี้ถือว่าเป็นหนึ่งในอุปสรรคสำคัญในแผนงาน ที่นี่เราต้องสร้างระบบปิดผนึกที่ซับซ้อน

เพื่อที่จะพัฒนาทักษะและรับประสบการณ์เชิงบวกในกิจกรรมนี้ คุณสามารถลองใช้วิธีแก้ปัญหาประเภทที่เป็นปัญหาในเวอร์ชันการทำงานขนาดกะทัดรัดตั้งแต่เริ่มต้นได้โดยตรง

ตัวบ่งชี้กำลังโดยประมาณของส่วนโรเตอร์ส่วนใดส่วนหนึ่งจะอยู่ในขอบเขตสี่สิบแรงม้า ซึ่งหมายความว่าเครื่องยนต์ประเภทดังกล่าวมีสองส่วนจะมีกำลังถึงแปดสิบแรงม้า และอื่นๆ ตามหลักการเดียวกัน

โดยทั่วไปการผลิตโซลูชันประเภทนี้จะดำเนินการด้วยจังหวะที่เหมาะสมเสมอ แม้ว่าจะเป็นไปได้ที่จะละทิ้งองค์ประกอบของบุคคลที่สามโดยสิ้นเชิงก็ตาม ตามกฎแล้วส่วนของร่างกายของสารละลายดังกล่าวทำจากเหล็กโครงสร้างผสมซึ่งผ่านการชุบแข็งด้วยความร้อนเคมีและทนต่ออุณหภูมิสูง

หรือสามารถเลือกความแข็งที่เหมาะสมที่สุดของชั้นพื้นผิวได้ประมาณ 70 HRC ในแง่ของความลึก ชั้นเสริมความร้อนนั้นอยู่ในช่วงหนึ่งมิลลิเมตรครึ่ง ซีลเรเดียลและซีลเชิงกลได้รับการประมวลผลในลักษณะเดียวกันกับความแข็งและความต้านทานการสึกหรอในระดับเดียวกัน

สารละลายนี้ระบายความร้อนด้วยอากาศ และน้ำมันหล่อลื่นจะถูกส่งไปยังห้องอัดผ่านหัวฉีดพิเศษสองอัน นั่นคือในกรณีนี้ไม่จำเป็นต้องผสมน้ำมันกับน้ำมันเบนซินเช่นเดียวกับในกรณีของรุ่นสองจังหวะ

เครื่องยนต์ประเภทดังกล่าวถูกวางบนเครื่องกลึง ซึ่งทำงานเป็นเวลาหลายชั่วโมงโดยไม่มีอุณหภูมิ ดังนั้นประสิทธิภาพของการซีลและความแน่นของส่วนที่ดำเนินการจึงสามารถประเมินได้ว่าค่อนข้างยอมรับได้

ต่อจากนั้นสามารถวัดระดับความดันที่สังเกตได้ในบริเวณการบีบอัดได้

“คนส่วนใหญ่เชื่อมโยงกับกระบอกสูบและลูกสูบ ระบบจ่ายก๊าซ และกลไกข้อเหวี่ยง เนื่องจากรถยนต์ส่วนใหญ่ติดตั้งเครื่องยนต์ลูกสูบแบบคลาสสิกและเป็นที่นิยมมากที่สุด

วันนี้เราจะมาพูดถึงเครื่องยนต์ลูกสูบโรตารีของ Wankel ซึ่งมีคุณสมบัติทางเทคนิคที่โดดเด่นทั้งชุดและครั้งหนึ่งควรจะเปิดโอกาสใหม่ ๆ ในอุตสาหกรรมยานยนต์ แต่ไม่สามารถเข้ามาแทนที่ได้อย่างถูกต้องและไม่แพร่หลาย

ประวัติความเป็นมาของการทรงสร้าง

เครื่องยนต์ความร้อนแบบโรตารีเครื่องแรกสุดถือเป็นเอโอไลไพล์ ในคริสต์ศตวรรษที่ 1 มันถูกสร้างและอธิบายโดยวิศวกรเครื่องกลชาวกรีก Heron แห่งอเล็กซานเดรีย

การออกแบบของ aeolipile นั้นค่อนข้างง่าย: ทรงกลมสีบรอนซ์หมุนได้ตั้งอยู่บนแกนที่ผ่านจุดศูนย์กลางของสมมาตร ไอน้ำซึ่งใช้เป็นของไหลทำงานจะไหลออกจากหัวฉีดสองตัวที่ติดตั้งอยู่ตรงกลางของลูกบอลที่อยู่ตรงข้ามกันและตั้งฉากกับแกนยึด


กลไกของน้ำและกังหันลมที่ใช้พลังขององค์ประกอบต่างๆ เป็นพลังงาน ยังเป็นผลมาจากเครื่องยนต์โรตารีในสมัยโบราณอีกด้วย

การจำแนกประเภทของเครื่องยนต์โรตารี

ห้องทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบหมุนสามารถปิดผนึกอย่างแน่นหนาหรือมีการเชื่อมต่อกับบรรยากาศอย่างต่อเนื่องเมื่อแยกออกจากสภาพแวดล้อมด้วยใบพัดใบพัดโรเตอร์ กังหันก๊าซถูกสร้างขึ้นบนหลักการนี้

ในบรรดาเครื่องยนต์ลูกสูบโรตารีที่มีห้องเผาไหม้แบบปิด ผู้เชี่ยวชาญจะแยกแยะได้หลายกลุ่ม การแยกตัวสามารถเกิดขึ้นได้ตาม: มีหรือไม่มีองค์ประกอบการปิดผนึก ตามโหมดการทำงานของห้องเผาไหม้ (เป็นจังหวะเป็นจังหวะหรือต่อเนื่อง) ตามประเภทของการหมุนของตัวเครื่อง

เป็นที่น่าสังเกตว่าโครงสร้างส่วนใหญ่ที่อธิบายไว้ไม่มีตัวอย่างการทำงานและมีอยู่บนกระดาษ
พวกเขาถูกจำแนกโดยวิศวกรชาวรัสเซีย I.Yu. Isaev ซึ่งยุ่งอยู่กับการสร้างเครื่องยนต์โรตารีที่สมบูรณ์แบบ เขาวิเคราะห์สิทธิบัตรจากรัสเซีย อเมริกา และประเทศอื่นๆ รวมกว่า 600 ฉบับ

เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบหมุนพร้อมการเคลื่อนที่แบบลูกสูบ

โรเตอร์ในเครื่องยนต์ดังกล่าวไม่หมุน แต่ทำการแกว่งส่วนโค้งแบบลูกสูบ ใบพัดบนโรเตอร์และสเตเตอร์อยู่กับที่ และมีจังหวะการขยายตัวและการบีบอัดเกิดขึ้นระหว่างกัน

ด้วยการเคลื่อนไหวที่เร้าใจหมุนไปในทิศทางเดียว

มีโรเตอร์หมุนอยู่สองตัวในโครงเครื่องยนต์ การบีบอัดจะเกิดขึ้นระหว่างใบพัดเมื่อเข้าใกล้กัน และการขยายตัวเกิดขึ้นเมื่อใบพัดเคลื่อนตัวออก เนื่องจากการหมุนของใบมีดเกิดขึ้นไม่สม่ำเสมอ จึงจำเป็นต้องมีการพัฒนากลไกการจัดตำแหน่งที่ซับซ้อน

ด้วยการปิดผนึกและการเคลื่อนไหวแบบลูกสูบ

รูปแบบนี้ซึ่งประสบความสำเร็จในการใช้งานในมอเตอร์นิวแมติกซึ่งการหมุนด้วยลมอัดไม่ได้หยั่งรากในเครื่องยนต์สันดาปภายในเนื่องจากแรงดันและอุณหภูมิสูง

ด้วยการผนึกและการเคลื่อนไหวของร่างกายแบบลูกสูบ

รูปแบบนี้คล้ายกับรุ่นก่อนหน้า มีเพียงแผ่นปิดผนึกเท่านั้นที่ไม่ได้อยู่บนโรเตอร์ แต่อยู่ที่ตัวเรือนเครื่องยนต์ ข้อเสียเหมือนกัน: ไม่สามารถรับประกันความแน่นของใบพัดตัวเรือนกับโรเตอร์ได้อย่างเพียงพอในขณะที่ยังคงความคล่องตัวไว้

เครื่องยนต์ที่มีการเคลื่อนไหวสม่ำเสมอทั้งการทำงานและองค์ประกอบอื่นๆ

เครื่องยนต์โรตารีประเภทที่มีแนวโน้มและก้าวหน้าที่สุด ตามทฤษฎีแล้วพวกเขาสามารถพัฒนาความเร็วสูงสุดและรับกำลังได้ แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่สามารถสร้างรูปแบบการทำงานเดียวสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในได้

ด้วยการเคลื่อนที่แบบหมุนของดาวเคราะห์ขององค์ประกอบการทำงาน

อย่างหลังรวมถึงการออกแบบเครื่องยนต์ลูกสูบโรตารีที่เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางที่สุดโดยวิศวกร Felix Wankel

แม้ว่าจะมีการออกแบบประเภทดาวเคราะห์อื่นๆ จำนวนมาก:

• อัมเพิลบี
• เกรย์ & เดรมมอนด์
• มาร์แชล
• สแปน
• เรโนลต์
• โทมัส
• วอลลินเดอร์ แอนด์ สคูก
• เซนแซนด์
• เมลลาร์ด
• เฟอร์โร

ประวัติวันเคล

ชีวิตของ Felix Heinrich Wankel ไม่ใช่เรื่องง่าย เขาถูกทิ้งให้เป็นเด็กกำพร้าตั้งแต่อายุยังน้อย (พ่อของนักประดิษฐ์ในอนาคตเสียชีวิตในสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง) เฟลิกซ์ไม่สามารถระดมทุนเพื่อเรียนที่มหาวิทยาลัยได้และความสามารถพิเศษด้านการทำงานของเขาทำ อย่าให้เขามีภาวะสายตาสั้นรุนแรง

สิ่งนี้กระตุ้นให้ Wankel ศึกษาสาขาวิชาทางเทคนิคอย่างอิสระซึ่งในปี 1924 เขาได้เกิดแนวคิดในการสร้างเครื่องยนต์โรตารีที่มีห้องเผาไหม้ภายในหมุนได้


ในปี 1929 เขาได้รับสิทธิบัตรสำหรับการประดิษฐ์ ซึ่งกลายเป็นก้าวแรกสู่การสร้าง Wankel RPD ที่มีชื่อเสียง ในปีพ. ศ. 2476 นักประดิษฐ์ซึ่งพบว่าตัวเองอยู่ในกลุ่มฝ่ายตรงข้ามของฮิตเลอร์ถูกจำคุกเป็นเวลาหกเดือน หลังจากการปลดปล่อย บริษัท BMW เริ่มสนใจในการพัฒนาเครื่องยนต์โรตารี และเริ่มให้ทุนสนับสนุนการวิจัยเพิ่มเติม โดยจัดสรรโรงปฏิบัติงานใน Landau ให้กับงานนี้

หลังสงครามมันจะตกเป็นของฝรั่งเศสเพื่อชดใช้และนักประดิษฐ์เองก็ติดคุกในฐานะผู้สมรู้ร่วมคิดของระบอบการปกครองของฮิตเลอร์ เฉพาะในปี 1951 Felix Heinrich Wankel ได้งานในบริษัทผู้ผลิตรถจักรยานยนต์ NSU และทำการวิจัยต่อไป


ในปีเดียวกันนั้น เขาเริ่มทำงานร่วมกับหัวหน้านักออกแบบของ NSU คือ Walter Freude ซึ่งตัวเขาเองได้ทำงานวิจัยในด้านการสร้างเครื่องยนต์ลูกสูบโรตารีสำหรับรถจักรยานยนต์แข่งมายาวนาน ในปี พ.ศ. 2501 เครื่องยนต์ตัวอย่างชุดแรกเกิดขึ้นบนแท่นทดสอบ

เครื่องยนต์โรตารีทำงานอย่างไร?

หน่วยกำลังที่ออกแบบโดย Freude และ Wankel เป็นโรเตอร์ที่ทำเป็นรูปสามเหลี่ยม Reuleaux โรเตอร์หมุนดาวเคราะห์ไปรอบ ๆ เกียร์ที่ติดตั้งอยู่ตรงกลางสเตเตอร์ซึ่งเป็นห้องเผาไหม้ที่อยู่นิ่ง ห้องนี้ถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของ epitrochoid ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับรูปที่แปดโดยมีจุดศูนย์กลางยาวและทำหน้าที่เป็นทรงกระบอก

โรเตอร์จะเคลื่อนตัวเข้าไปในห้องเผาไหม้ โดยจะมีปริมาตรแปรผันซึ่งจังหวะการทำงานของเครื่องยนต์จะเกิดขึ้น ได้แก่ ไอดี การอัด การจุดระเบิด และไอเสีย ห้องต่างๆ ถูกแยกออกจากกันอย่างแน่นหนาด้วยซีล - ส่วนปลาย ซึ่งการสึกหรอซึ่งเป็นจุดอ่อนของเครื่องยนต์ลูกสูบโรตารี

ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศถูกจุดประกายด้วยหัวเทียนสองตัวพร้อมกันเนื่องจากห้องเผาไหม้มีรูปร่างที่ยาวและมีปริมาตรมากซึ่งทำให้อัตราการเผาไหม้ของส่วนผสมทำงานช้าลง

สำหรับเครื่องยนต์โรตารี มุมหน่วงจะถูกใช้แทนมุมขั้นสูง เช่นเดียวกับเครื่องยนต์ลูกสูบ นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้การจุดระเบิดเกิดขึ้นในภายหลังเล็กน้อยและแรงระเบิดจะดันโรเตอร์ไปในทิศทางที่ต้องการ

การออกแบบ Wankel ทำให้สามารถลดความซับซ้อนของเครื่องยนต์ได้อย่างมากและกำจัดชิ้นส่วนจำนวนมาก ไม่จำเป็นต้องมีกลไกการจ่ายก๊าซแยกต่างหากอีกต่อไป และน้ำหนักและขนาดของเครื่องยนต์ก็ลดลงอย่างมาก

ข้อดี

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น เครื่องยนต์โรตารี Wankel ไม่ต้องการชิ้นส่วนมากเท่ากับเครื่องยนต์ลูกสูบ ดังนั้นจึงมีขนาดเล็ก น้ำหนัก และความหนาแน่นของกำลัง (จำนวน "ม้า" ต่อน้ำหนักกิโลกรัม)

ไม่มีกลไกข้อเหวี่ยง (ในรุ่นคลาสสิก) ซึ่งทำให้สามารถลดน้ำหนักและภาระการสั่นสะเทือนได้ เนื่องจากไม่มีการเคลื่อนที่แบบลูกสูบและชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวมีมวลน้อย เครื่องยนต์จึงสามารถพัฒนาและรักษาความเร็วที่สูงมากได้ โดยตอบสนองแทบจะในทันทีต่อการเหยียบคันเร่ง

เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบหมุนให้กำลังสามในสี่ของการหมุนรอบเพลาส่งออกแต่ละครั้ง ในขณะที่เครื่องยนต์ลูกสูบให้กำลังเพียงหนึ่งในสี่เท่านั้น

ข้อบกพร่อง

เป็นเพราะข้อดีทั้งหมดของเครื่องยนต์ Wankel มีข้อเสียมากมายจนทุกวันนี้มีเพียง Mazda เท่านั้นที่ยังคงพัฒนาและปรับปรุงต่อไป แม้ว่าสิทธิบัตรดังกล่าวจะถูกซื้อโดยบริษัทหลายร้อยแห่ง รวมถึง Toyota, Alfa Romeo, General Motors, Daimler-Benz, Nissan และอื่น ๆ

ทรัพยากรขนาดเล็ก

ข้อเสียเปรียบหลักและสำคัญที่สุดคืออายุการใช้งานสั้นของเครื่องยนต์ โดยเฉลี่ยแล้วรัสเซียจะเท่ากับ 100,000 กิโลเมตร ในยุโรป สหรัฐอเมริกา และญี่ปุ่น ตัวเลขนี้สูงเป็นสองเท่าเนื่องมาจากคุณภาพน้ำมันเชื้อเพลิงและการบำรุงรักษาที่มีประสิทธิภาพ


โหลดสูงสุดจะประสบกับแผ่นโลหะ ปลาย - ซีลปลายรัศมีระหว่างห้อง พวกเขาต้องทนต่ออุณหภูมิ ความดัน และแรงรัศมีสูง ใน RX-7 ความสูงเอเพ็กซ์คือ 8.1 มม. แนะนำให้เปลี่ยนเมื่อการสึกหรอถึง 6.5 บน RX-8 จะลดลงเหลือ 5.3 ค่าจากโรงงาน และการสึกหรอที่อนุญาตคือไม่เกิน 4.5 มม.

สิ่งสำคัญคือต้องตรวจสอบการบีบอัด สภาพของน้ำมัน และหัวฉีดน้ำมันที่จ่ายน้ำมันหล่อลื่นให้กับห้องเครื่องยนต์ สัญญาณหลักของการสึกหรอของเครื่องยนต์และการยกเครื่องครั้งใหญ่ที่กำลังจะเกิดขึ้นคือกำลังอัดต่ำ การสิ้นเปลืองน้ำมัน และการสตาร์ทขณะร้อนยาก

เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมต่ำ

เนื่องจากระบบหล่อลื่นของเครื่องยนต์ลูกสูบโรตารีเกี่ยวข้องกับการฉีดน้ำมันโดยตรงเข้าไปในห้องเผาไหม้ และเนื่องจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่ไม่สมบูรณ์ ก๊าซไอเสียจึงมีความเป็นพิษเพิ่มขึ้น ทำให้เป็นการยากที่จะผ่านการตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมที่ต้องปฏิบัติตามเพื่อขายรถยนต์ในตลาดอเมริกา

เพื่อแก้ไขปัญหานี้ วิศวกรของ Mazda ได้สร้างเครื่องปฏิกรณ์ความร้อนที่จะเผาไฮโดรคาร์บอนก่อนปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ มันถูกติดตั้งครั้งแรกบน Mazda R100


แทนที่จะปิดการผลิตเหมือนคนอื่นๆ มาสด้าเริ่มขายรถยนต์ที่มีระบบป้องกันมลพิษเครื่องยนต์โรตารี (REAPS) ในปี พ.ศ. 2515

การบริโภคสูง

รถยนต์ทุกคันที่ใช้เครื่องยนต์โรตารีจะมีอัตราการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงสูง

นอกจาก Mazda แล้ว ยังมี Mercedes C-111, Corvette XP-882 Four Rotor (สี่ส่วน ความจุ 4 ลิตร), Citroen M35 แต่สิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นรุ่นทดลองและเนื่องจากวิกฤตน้ำมันที่ปะทุขึ้นใน ในยุค 80 การผลิตของพวกเขาถูกระงับ

ความยาวช่วงชักสั้นของโรเตอร์และรูปพระจันทร์เสี้ยวของห้องเผาไหม้ไม่อนุญาตให้ส่วนผสมที่ใช้งานไหม้หมด พอร์ตไอเสียเปิดแม้กระทั่งก่อนการเผาไหม้สมบูรณ์ก๊าซไม่มีเวลาถ่ายโอนแรงดันเต็มแรงไปยังโรเตอร์ นั่นคือเหตุผลว่าทำไมอุณหภูมิของก๊าซไอเสียของเครื่องยนต์เหล่านี้จึงสูงมาก

ประวัติความเป็นมาของ RPD ในประเทศ

ในช่วงต้นทศวรรษที่ 80 สหภาพโซเวียตก็เริ่มสนใจเทคโนโลยีเช่นกัน จริงอยู่ที่ไม่ได้ซื้อสิทธิบัตรและพวกเขาตัดสินใจที่จะสร้างทุกสิ่งขึ้นมาเองหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งเพื่อคัดลอกหลักการทำงานและการออกแบบของเครื่องยนต์โรตารีของ Mazda

เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ จึงมีการสร้างสำนักออกแบบ และสร้างเวิร์กช็อปสำหรับการผลิตจำนวนมากใน Tolyatti ในปี 1976 ต้นแบบแรกของเครื่องยนต์ VAZ-311 ส่วนเดียวที่มีกำลัง 70 แรงม้า กับ. ติดตั้งบนรถจำนวน 50 คัน ในระยะเวลาอันสั้น พวกเขาพัฒนาทรัพยากร ความสมดุลที่ไม่ดีของ REM (กลไกการหมุน-ประหลาด) และการสึกหรออย่างรวดเร็วของส่วนปลายทำให้ตัวเองรู้สึกได้


อย่างไรก็ตาม การพัฒนาเริ่มให้ความสนใจในบริการพิเศษ ซึ่งลักษณะไดนามิกของเครื่องยนต์มีความสำคัญมากกว่าทรัพยากรมาก ในปี 1982 เครื่องยนต์โรตารีสองตอน VAZ-411 มองเห็นแสงสว่างในตอนกลางวัน โดยมีความกว้างของโรเตอร์ 70 ซม. และกำลัง 120 แรงม้า s. และ VAZ-413 พร้อมโรเตอร์ 80 ซม. และ 140 แรงม้า กับ. ต่อมามีการใช้เครื่องยนต์ VAZ-414 เพื่อติดตั้ง KGB ตำรวจจราจรและยานพาหนะของกระทรวงกิจการภายใน

ตั้งแต่ปี 1997 มีการติดตั้งหน่วยจ่ายไฟ VAZ-415 ในรถยนต์สาธารณะและ Volga ปรากฏขึ้นพร้อมกับ VAZ-425 RPD สามส่วน ปัจจุบันในรัสเซียรถยนต์ไม่ได้ติดตั้งเครื่องยนต์ดังกล่าว

รายชื่อรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์ลูกสูบโรตารี

ยี่ห้อ	แบบอย่าง
มช	แมงมุม
	Ro80
มาสด้า	คอสโมสปอร์ต (110S)
	แฟมิเลีย โรตารี คูเป้
	ปาร์คเวย์โรตารี 26
	คาเปลลา (RX-2)
	สะวันนา (RX-3)
	อาร์เอ็กซ์-4
	อาร์เอ็กซ์-7
	อาร์เอ็กซ์-8
	ยูนอส ​​คอสโม
	ปิ๊กอัพโรตารี
	ลูซ R-130
เมอร์เซเดส	ซี-111
XP-882 โฟร์โรเตอร์
ซีตรอง	ม35
	GS ไบโอโรเตอร์ (GZ)
วาซ	21019 (อาร์คานัม)
	2105-09
แก๊ส	21
	24
	3102

รายชื่อเครื่องยนต์โรตารีของมาสด้า

พิมพ์	คำอธิบาย
40เอ	สำเนาแบบตั้งโต๊ะชุดแรก รัศมีโรเตอร์ 90 มม
L8A	ระบบหล่อลื่นบ่อแห้ง รัศมีโรเตอร์ 98 มม. ปริมาตร 792 ซีซี. ซม
10เอ (0810)	สองชิ้น 982 คิว ซม. กำลัง 110 ลิตร หน้าผสมน้ำมันกับเชื้อเพลิงสำหรับหล่อลื่น น้ำหนัก 102 กก
10เอ (0813)	100 ลิตร หน้ารับน้ำหนักเพิ่มสูงสุด 122 กก
10เอ (0866)	105 ลิตร หน้า REAPS เทคโนโลยีลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
13เอ	สำหรับระบบขับเคลื่อนล้อหน้า R-130 ปริมาตร 1,310 ซีซี. ซม. 126 ลิตร s. รัศมีโรเตอร์ 120 มม
12เอ	ปริมาณ 1146 ซีซี. ซม. วัสดุโรเตอร์มีความเข้มแข็ง อายุการใช้งานสเตเตอร์เพิ่มขึ้น ซีลทำจากเหล็กหล่อ
12A เทอร์โบ	ถังฉีดกึ่งตรง 160 ลิตร กับ.
12B	ตัวจ่ายไฟแบบจุดเดียว
13B	เครื่องยนต์ยอดนิยม ปริมาตร 1308 cc. ซม. การปล่อยมลพิษต่ำ
13B-เรซิ	135 ลิตร ป.ล. RESI (Rotary Engine Super Injection) และ Bosch L-Jetronic injector
13B-DEI	146 ลิตร p., ไอดีแปรผัน, ระบบ 6PI และ DEI, หัวฉีด 4 ตัว
13B-RE	235 ลิตร หน้า กังหัน HT-15 ขนาดใหญ่ และ HT-10 ขนาดเล็ก
13B-REW	280 ลิตร หน้า 2 กังหันตามลำดับ Hitachi HT-12
13B-MSP เรเนซิส	เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและประหยัด สามารถใช้ไฮโดรเจนได้
13G/20B	เครื่องยนต์รถแข่ง 3 โรเตอร์ 1962 ซีซี. ซม. กำลัง 300 ลิตร. กับ.
13J/R26B	โฟร์โรเตอร์ สำหรับรถแข่ง ปริมาตร 2,622 ซีซี. ซม. กำลัง 700 ลิตร. กับ.
16X (เรเนซิส 2)	300 ลิตร p. รถแนวคิด Taiki

กฎการใช้งานเครื่องยนต์โรตารี

1. เปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่องทุกๆ 3-5 พันกิโลเมตร การบริโภค 1.5 ลิตรต่อ 1,000 กม. ถือว่าเป็นเรื่องปกติ
2. ตรวจสอบสภาพของหัวฉีดน้ำมันอายุการใช้งานเฉลี่ยอยู่ที่ 50,000
3. เปลี่ยนไส้กรองอากาศทุกๆ 20,000
4. ใช้เฉพาะหัวเทียนพิเศษทรัพยากร 30-40,000 กิโลเมตร
5. เติมน้ำมันเบนซินให้เต็มถังไม่ต่ำกว่า AI-95 และยังดีกว่า AI-98
6. วัดกำลังอัดเมื่อเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่อง สำหรับสิ่งนี้ มีการใช้อุปกรณ์พิเศษ การบีบอัดควรอยู่ภายใน 6.5-8 บรรยากาศ

เมื่อใช้งานโดยมีกำลังอัดต่ำกว่าค่าเหล่านี้ ชุดซ่อมมาตรฐานอาจไม่เพียงพอ คุณจะต้องเปลี่ยนทั้งส่วน และอาจรวมถึงเครื่องยนต์ทั้งหมดด้วย

วันนี้วัน

วันนี้ Mazda RX-8 อยู่ในการผลิตแบบอนุกรมพร้อมกับเครื่องยนต์ Renesis (ตัวย่อ Rotary Engine + Genesis)


นักออกแบบสามารถลดการใช้น้ำมันลงครึ่งหนึ่งและลดการใช้เชื้อเพลิงลงได้ 40% และนำระดับสิ่งแวดล้อมไปสู่ระดับยูโร 4 เครื่องยนต์ที่มีความจุ 1.3 ลิตรให้กำลัง 250 แรงม้า กับ.

แม้จะประสบความสำเร็จทั้งหมด แต่ชาวญี่ปุ่นก็ไม่ได้หยุดเพียงแค่นั้น ตรงกันข้ามกับคำกล่าวอ้างของผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่ที่ว่า RPD ไม่มีอนาคต พวกเขาไม่หยุดพัฒนาเทคโนโลยี และเมื่อไม่นานมานี้ พวกเขาได้นำเสนอแนวคิดของรถสปอร์ตคูเป้ RX-Vision ด้วยเครื่องยนต์โรตารี SkyActive-R

เครื่องยนต์สันดาปภายในและเครื่องยนต์ไอน้ำประเภทหลักๆ มีข้อเสียเปรียบเหมือนกันประการหนึ่ง ประกอบด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าการเคลื่อนที่แบบลูกสูบต้องเปลี่ยนเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุน ในทางกลับกันทำให้เกิดประสิทธิภาพต่ำรวมถึงการสึกหรอของชิ้นส่วนกลไกที่ค่อนข้างสูงซึ่งรวมอยู่ในเครื่องยนต์ประเภทต่างๆ

หลายคนมีความคิดเกี่ยวกับการสร้างมอเตอร์ที่องค์ประกอบที่เคลื่อนไหวหมุนได้เท่านั้น อย่างไรก็ตาม มีเพียงคนเดียวเท่านั้นที่สามารถแก้ไขปัญหานี้ได้ Felix Wankel ซึ่งเป็นช่างเครื่องที่เรียนรู้ด้วยตนเอง ได้กลายเป็นผู้ประดิษฐ์เครื่องยนต์ลูกสูบโรตารี ในช่วงชีวิตของเขา ชายคนนี้ไม่ได้รับการศึกษาพิเศษหรือการศึกษาระดับสูงใดๆ มาดูเครื่องยนต์ลูกสูบหมุน Wankel กันดีกว่า

ประวัติโดยย่อของนักประดิษฐ์

Felix G. Wankel เกิดเมื่อปี 1902 เมื่อวันที่ 13 สิงหาคม ในเมืองเล็กๆ แห่ง Lahr (ประเทศเยอรมนี) ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 พ่อของนักประดิษฐ์ในอนาคตเสียชีวิต ด้วยเหตุนี้ Wankel จึงต้องลาออกจากการเรียนที่โรงยิมและไปทำงานเป็นผู้ช่วยฝ่ายขายในร้านหนังสือในสำนักพิมพ์ ด้วยเหตุนี้เขาจึงเริ่มติดการอ่าน เฟลิกซ์ศึกษาข้อมูลจำเพาะของเครื่องยนต์ วิศวกรรมยานยนต์ และกลไกด้วยตัวเขาเอง เขาได้ความรู้จากหนังสือที่ขายในร้าน เชื่อกันว่าวงจรเครื่องยนต์ Wankel ที่นำไปใช้ในภายหลัง (แม่นยำยิ่งขึ้นคือแนวคิดในการสร้างสรรค์) มาหาฉันในความฝัน ไม่มีใครรู้ว่าสิ่งนี้จริงหรือไม่ แต่เราสามารถพูดได้อย่างแน่นอนว่านักประดิษฐ์มีความสามารถพิเศษ ความหลงใหลในกลไก และมีมุมมองที่เป็นเอกลักษณ์ของหลายสิ่งหลายอย่าง

เครื่องยนต์ประเภทแรก

นักประดิษฐ์เมื่อเข้าใจว่าเป็นไปได้อย่างไรที่มอเตอร์ธรรมดาทั้ง 4 รอบในระหว่างการหมุนจึงเริ่มออกแบบมัน ในปี 1924 Wankel ได้สร้างเวิร์กช็อปเล็กๆ มันยังทำหน้าที่เป็นห้องปฏิบัติการอีกด้วย ที่นี่คือที่ที่ Felix Wankel เริ่มศึกษาระบบลูกสูบโรตารี ในปี 1936 โมเดลที่นักประดิษฐ์ประกอบขึ้นดึงดูดความสนใจของบริษัท BMW วันเคิลได้รับเงินและได้รับห้องทดลองของเขาเองในเมืองลินเดา

ที่นั่นเขาควรจะพัฒนาต้นแบบเครื่องยนต์เครื่องบิน อย่างไรก็ตาม จนถึงสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่สอง ไม่มีเครื่องยนต์โรตารี Wankel สักเครื่องเดียวที่ถูกส่งไปยังการผลิตจำนวนมาก นี่อาจเป็นเพราะความจริงที่ว่าการนำการออกแบบไปสู่สถานะที่ใช้งานได้และการตั้งค่าการผลิตจำนวนมากนั้นต้องใช้เวลาค่อนข้างมาก

ปีหลังสงคราม

หลังจากการพ่ายแพ้ของลัทธิฟาสซิสต์ ห้องปฏิบัติการก็ปิดลง และอุปกรณ์ทั้งหมดซึ่งตั้งอยู่ที่นั่นก็ถูกส่งไปยังฝรั่งเศส ผลก็คือ Wankel ถูกปล่อยให้ไม่มีงานทำ สิ่งนี้อำนวยความสะดวกโดยอดีตสมาชิกของเขาในพรรคสังคมนิยมแห่งชาติ แต่หลังจากช่วงเวลาสั้นๆ เฟลิกซ์ก็ได้รับเชิญให้ไปที่ NSU ในตำแหน่งวิศวกรออกแบบ บริษัทนี้ในเวลานั้นถือเป็นผู้ผลิตรถยนต์และรถจักรยานยนต์ที่เก่าแก่ที่สุด

ต้นแบบ

ในปี 1957 ด้วยการสนับสนุนของ Walter Frede (หัวหน้าวิศวกรของ NSU) เครื่องยนต์ลูกสูบโรตารีจึงถูกติดตั้งในรถยนต์เป็นครั้งแรก มอเตอร์ได้รับการติดตั้งบน NSU Prinz อย่างไรก็ตาม การออกแบบดั้งเดิมยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบมากนัก มันซับซ้อนมากจนแม้แต่การเปลี่ยนหัวเทียนก็จำเป็นต้องถอดแยกชิ้นส่วนเครื่องยนต์เกือบทั้งหมด นอกจากนี้ การออกแบบยังไม่น่าเชื่อถือ ไม่ประหยัด และมีประสิทธิภาพต่ำมาก ด้วยเหตุนี้เครื่องยนต์ Wankel จึงไม่ได้เข้าสู่การผลิต รถยนต์เหล่านี้เข้าสู่สายการผลิตโดยใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม เครื่องยนต์ลูกสูบโรตารีไม่เพียงแต่พิสูจน์ให้เห็นแล้วว่ามีอยู่จริงเท่านั้น แต่ยังแสดงให้เห็นถึงศักยภาพอันน่าประทับใจในช่วงเวลานั้นอีกด้วย แนวโน้มการใช้งานนั้นน่าดึงดูดมากจนไม่มีอะไรสามารถหยุดวิศวกรออกแบบได้ นักประดิษฐ์เองก็เข้าใจว่าการผลิตผลงานของเขาจำเป็นต้องมีการปรับปรุงเขาพยายามให้แน่ใจว่าทั้งการทำงานและการซ่อมแซมเครื่องยนต์ทำให้เกิดปัญหาน้อยที่สุด ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา การทำงานเชิงรุกเริ่มทำให้เครื่องยนต์ทำงานได้สมบูรณ์แบบ

เครื่องยนต์ Wankel: การออกแบบ

มอเตอร์คืออะไร? มีรูกลมอยู่ตรงกลางโรเตอร์ ด้านในมีฟันปกคลุมเหมือนเฟือง เพลาที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าจะถูกสอดเข้าไปในรู มันมีฟันด้วย พวกเขาป้องกันไม่ให้เพลาลื่นไถล อัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางจะถูกเลือกในลักษณะที่การเคลื่อนที่ของจุดยอดของรูปสามเหลี่ยมจะดำเนินการไปตามเส้นโค้งปิดเดียว มันถูกเรียกว่า "เอปิโตรคอยด์" งานของ Wankel คือการทำความเข้าใจก่อนว่ากลไกดังกล่าวเป็นไปได้ จากนั้นเขาก็ต้องคำนวณทุกอย่างให้ถูกต้องและแม่นยำ เป็นผลให้ลูกสูบซึ่งสร้างเป็นรูปสามเหลี่ยม Reuleaux ตัดตำแหน่งและปริมาตรที่แปรผันสามช่องออกไป

ลักษณะเฉพาะ

ลักษณะการออกแบบของเครื่องยนต์นั้นเหนือกว่าเครื่องยนต์ทั่วไปอย่างเห็นได้ชัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งการปิดผนึกของห้องนั้นมั่นใจได้ด้วยแผ่นปิดผนึกปลายและแนวรัศมี พวกมันถูกกดลงบน “กระบอกสูบ” โดยใช้ริบบอนสปริง แรงดันแก๊ส และแรงเหวี่ยง ลักษณะของเครื่องยนต์ในแง่ของสมรรถนะก็สมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษเช่นกัน ตลอดรอบการทำงาน เพลาจะหมุนครบ 3 รอบ ในเครื่องยนต์ลูกสูบแบบธรรมดา ผลลัพธ์นี้สามารถทำได้โดยใช้หกกระบอกสูบ

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับอุตสาหกรรม

หลังจากการสาธิตที่ประสบความสำเร็จครั้งแรกในปี 1957 เครื่องยนต์ Wankel ได้รับความสนใจจากบริษัทผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่ที่สุดในยุคนั้น ดังนั้น บริษัทแรกที่ซื้อใบอนุญาตนี้คือ Curtiss-Wright หนึ่งปีต่อมา บริษัท ที่มีชื่อเสียงเช่น Mazda, Friedrich Krupp, MAN และ Daimler-Benz เริ่มใช้สิ่งประดิษฐ์นี้ ในระยะเวลาอันสั้น บริษัทประมาณร้อยแห่งได้รับใบอนุญาต รวมถึงบริษัทที่มีชื่อเสียงระดับโลกอย่าง Ford, BMW, Porsche, Rolls-Royce

ข้อดี

ข้อดีของเครื่องยนต์ Wankel คืออะไร? หลักการทำงานของมอเตอร์คือใช้รอบสี่จังหวะโดยไม่ต้องใช้กลไกการจ่ายแก๊ส ด้วยเหตุนี้การออกแบบมอเตอร์จึงง่ายขึ้นมาก เครื่องยนต์ลูกสูบ 4 จังหวะทั่วไปมีองค์ประกอบมากกว่าพันรายการ ความสนใจมหาศาลของบริษัทยานยนต์ที่ใหญ่ที่สุดนั้นเกิดจากศักยภาพของการออกแบบ ข้อได้เปรียบที่ไม่อาจปฏิเสธได้คือความง่ายในการผลิต การซ่อมเครื่องยนต์ที่เรียบง่าย ความกะทัดรัด และน้ำหนักเบา ทั้งหมดนี้ช่วยปรับปรุงการควบคุมรถและอำนวยความสะดวกในการระบุตำแหน่งเกียร์

ความกะทัดรัดของเครื่องยนต์ช่วยให้คุณสร้างการตกแต่งภายในที่สะดวกสบายและค่อนข้างกว้างขวาง รุ่นเครื่องยนต์ที่ได้รับการปรับปรุงสามารถพัฒนากำลังสูงโดยมีการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงค่อนข้างประหยัด ตัวอย่างเช่นเครื่องยนต์สมัยใหม่ที่มีปริมาตร 1300 ซม. 3 มี 220 แรงม้า กับ. หากคุณติดตั้งเครื่องยนต์ Wankel ด้วยเทอร์โบชาร์จเจอร์ คุณจะได้รับกำลังสูงถึง 350 แรงม้า กับ. ข้อดีอีกประการหนึ่งของการออกแบบคือระดับการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนที่ต่ำมาก เครื่องยนต์ Wankel โดดเด่นด้วยความสมดุลทางกล ระดับเสียงรบกวนและการสั่นสะเทือนที่ลดลงสามารถทำได้ด้วยชิ้นส่วนจำนวนเล็กน้อย (น้อยกว่ามอเตอร์แบบเดิมถึง 40%) นอกจากนี้ยังควรสังเกตถึงลักษณะไดนามิกของเครื่องยนต์ด้วย เมื่อเข้าเกียร์ต่ำโดยไม่ต้องบรรทุกสัมภาระมาก คุณสามารถเร่งความเร็วรถได้ถึง 100 กม./ชม. ด้วยความเร็วสูง การออกแบบมอเตอร์ไม่มีกลไกที่แปลงการเคลื่อนที่แบบลูกสูบเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุน ด้วยเหตุนี้เครื่องยนต์ Wankel จึงสามารถทนต่อความเร็วที่สูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบเดิม

จุดสิ้นสุดของความอิ่มเอมใจ

ในปี 1964 NSU Spyder ได้เปิดตัวและหลังจากนั้นก็มีการเปิดตัวรุ่น Ro 80 ในตำนาน และตอนนี้ก็มีสโมสรมากมายทั่วโลกสำหรับแฟน ๆ ของรถเหล่านี้ จากนั้นโมเดลต่างๆ เช่น Corvette XP, Mercedes C-111 และ Citroen M35 ก็ออกจากสายการผลิต อย่างไรก็ตาม บริษัทเดียวที่มีส่วนร่วมในการผลิตจำนวนมากคือ Mazda ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2510 เป็นต้นมา ได้ผลิตรถยนต์ใหม่พร้อมระบบ RPD จำนวน 2-3 คัน เครื่องยนต์ Wankel ได้รับการติดตั้งบนเครื่องบินขนาดเล็ก รถเคลื่อนบนหิมะ และเรือ ในปี 1973 การสิ้นสุดของความสุขก็มาถึง ขณะนั้นวิกฤตการณ์น้ำมันกำลังดำเนินไปอย่างเต็มกำลัง ในช่วงเวลานี้เองที่ข้อเสียเปรียบหลักของ RPD ปรากฏให้เห็นนั่นคือความสามารถในการทำกำไรไม่ได้ ยกเว้นมาสด้า ผู้ผลิตทุกรายได้ลดแผนการผลิตรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์โรตารีลง อย่างไรก็ตาม มีเพียงมาสด้าเท่านั้นที่ยังคงผลิตรถยนต์ประเภทนี้ต่อไป ยอดขายของบริษัทในอเมริกาลดลงอย่างเห็นได้ชัด

ข้อเสียของ RPD: ความเปราะบางและไม่น่าเชื่อถือ

นอกจากข้อดีแล้ว เครื่องยนต์โรตารียังมีข้อเสียที่สำคัญอีกด้วย ประการแรก พวกมันมีอายุสั้นมาก ดังนั้นหนึ่งในโมเดล RPD แรก ๆ ในระหว่างการทดสอบทำให้อายุการใช้งานหมดลงใน 2 ชั่วโมง ต้นแบบที่ประสบความสำเร็จมากขึ้นสามารถทนทานได้ 100 ชั่วโมง อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ได้รับประกันการทำงานปกติของเครื่อง ปัญหาหลักคือการสึกหรอที่ไม่สม่ำเสมอบนพื้นผิวด้านในของห้อง ในระหว่างการทำงานมีร่องตามขวางเกิดขึ้น พวกเขาได้รับชื่อที่มีคารมคมคายมาก: "เครื่องหมายของมาร" หลังจากได้รับใบอนุญาตแล้ว Mazda ได้ก่อตั้งแผนกพิเศษที่เกี่ยวข้องกับการปรับปรุงเครื่องยนต์ ในไม่ช้าก็เห็นได้ชัดว่าในขณะที่โรเตอร์หมุน ปลั๊กที่อยู่ด้านบนก็เริ่มสั่น ด้วยเหตุนี้ร่องเหล่านี้จึงปรากฏขึ้น ปัจจุบันปัญหาด้านความทนทานและความน่าเชื่อถือได้รับการแก้ไขแล้ว เพื่อจุดประสงค์นี้จึงใช้การเคลือบคุณภาพสูงรวมถึงเซรามิกในการผลิต

ความเป็นพิษสูงของไอเสีย

นี่เป็นข้อเสียอีกประการหนึ่งของ RPD เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์แบบเดิม เครื่องยนต์ Wankel ปล่อยไนโตรเจนออกไซด์น้อยกว่า แต่มีไฮโดรคาร์บอนมากกว่าหลายเท่า ซึ่งเกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่ไม่สมบูรณ์ วิศวกรของ Mazda พบวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพอย่างรวดเร็ว ผู้เชี่ยวชาญได้สร้าง "เครื่องปฏิกรณ์ความร้อน" การเผาไหม้ของไฮโดรคาร์บอนภายหลังเกิดขึ้น Mazda R 100 เป็นรถคันแรกที่ใช้องค์ประกอบนี้ ในปี พ.ศ. 2511 มีการเปิดตัวรุ่นอื่นที่มี "เครื่องปฏิกรณ์ความร้อน" - Familia Presto Rotary รถคันนี้เป็นหนึ่งในไม่กี่คันที่ผ่านการทดสอบด้านสิ่งแวดล้อมที่ค่อนข้างเข้มงวดซึ่งเสนอโดยสหรัฐอเมริกาในปี 1970 สำหรับรถยนต์นำเข้า

ประหยัด

นี่เป็นอีกปัญหาหนึ่งของ RPD ส่วนหนึ่งเป็นไปตามที่อธิบายไว้ข้างต้น อัตราสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงใน RPD มาตรฐานนั้นสูงกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในอย่างมาก ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขอีกครั้งโดยผู้เชี่ยวชาญของ Mazda ด้วยการแนะนำชุดมาตรการ รวมถึงการออกแบบคาร์บูเรเตอร์และเทอร์โมรีแอคเตอร์ใหม่ การเพิ่มตัวแลกเปลี่ยนความร้อนให้กับระบบไอเสีย การสร้างการจุดระเบิดใหม่ และพัฒนาคอนเวคเตอร์ตัวเร่งปฏิกิริยา วิศวกรสามารถลดการบริโภคลง 40% ทำให้สามารถเปิดตัวรุ่น RX-7 ได้ในปี 1978

การผลิตภายในประเทศ

นอกจาก Mazda แล้ว AvtoVAZ ยังผลิตรถยนต์ที่มี RPD อีกด้วย ในปี พ.ศ. 2517 ได้มีการจัดตั้งสำนักออกแบบพิเศษขึ้นที่โรงงานแห่งนี้ การก่อสร้างโรงปฏิบัติงานสำหรับการผลิต RPD เป็นชุดเริ่มขึ้นในเมือง Tolyatti เนื่องจากในตอนแรกสันนิษฐานว่า VAZ จะลอกเลียนแบบเทคโนโลยีของตะวันตกจึงตัดสินใจสร้างเครื่องยนต์ Mazda ขึ้นมาใหม่ ในเวลาเดียวกัน การพัฒนาระยะยาวของสถาบันสร้างเครื่องยนต์ในประเทศก็ถูกเพิกเฉยโดยสิ้นเชิง

การเจรจาใช้เวลานานระหว่าง Wankel และเจ้าหน้าที่โซเวียต การประชุมบางรายการเกิดขึ้นโดยตรงในมอสโก อย่างไรก็ตาม มีเงินไม่เพียงพอ เทคโนโลยีบางอย่างจึงไม่เคยถูกนำมาใช้ ในปี 1976 เครื่องยนต์ VAZ-311 ส่วนเดียวตัวแรกได้เปิดตัว กำลังของมันคือ 65 แรงม้า กับ. ในอีกห้าปีข้างหน้า การออกแบบก็ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น หลังจากนั้น โรงงานได้ผลิตรถยนต์ต้นแบบที่ใช้เครื่องยนต์ Wankel จำนวน 50 คัน พวกมันแพร่กระจายไปในหมู่พนักงานของบริษัททันที อย่างไรก็ตาม ในไม่ช้าก็เห็นได้ชัดว่าเครื่องยนต์ในรถยนต์มีลักษณะภายนอกคล้ายกับเครื่องยนต์ของญี่ปุ่นเท่านั้น การออกแบบมันไม่น่าเชื่อถืออย่างยิ่ง ภายในหกเดือน เครื่องยนต์ทั้งหมดถูกเปลี่ยน และลดจำนวนเจ้าหน้าที่สำนักออกแบบลง

อย่างไรก็ตาม การผลิตเครื่องยนต์ในประเทศได้รับการช่วยเหลือด้วยบริการพิเศษ พวกเขาไม่ได้กังวลเกี่ยวกับอายุการใช้งานของโครงสร้างและการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงมากนัก พวกเขาถูกดึงดูดมากขึ้นด้วยลักษณะไดนามิกของเครื่องยนต์ ในช่วงเวลาสั้น ๆ มีการประกอบสองส่วนหนึ่งจากเครื่องยนต์ VAZ-311 สองเครื่อง กำลังของมันเพิ่มขึ้นเกือบสองเท่า - เป็น 120 แรงม้า กับ. พวกเขาเริ่มติดตั้งเครื่องยนต์ในหน่วยพิเศษ - VAZ-21019 รุ่นนี้ได้รับชื่ออย่างไม่เป็นทางการว่า "Arkan"

การนำกลับมาใช้ใหม่

คำสั่งพิเศษทำให้สำนักออกแบบมีชีวิตใหม่ VAZ เริ่มผลิตเครื่องยนต์สำหรับรถยนต์และกีฬาทางน้ำ รถยนต์เริ่มมักจะชนะอันดับหนึ่ง เจ้าหน้าที่กีฬาก็ถูกบังคับให้ห้ามการใช้ RPD ในปี 1987 Shnyakin เข้ามาแทนที่ Pospelov (หัวหน้าสำนักออกแบบ) เขาไม่ชอบการขนส่งภาคพื้นดินและมุ่งความสนใจไปที่การบินมากกว่า นับตั้งแต่เริ่มต้นการเป็นผู้นำ SKB ได้มุ่งเน้นกิจกรรมการผลิตเครื่องยนต์สำหรับเครื่องบินอีกครั้ง นี่เป็นกลยุทธ์ที่ผิด เนื่องจากประเทศผลิตเครื่องบินน้อยกว่ารถยนต์มาก โรงงานมีกำไรจากการขายมอเตอร์เป็นหลัก

ข้อผิดพลาดต่อไปคือการปรับทิศทางของเครื่องยนต์กำลังต่ำ ญี่ปุ่นติดตั้ง RPD บนรถสปอร์ต และ VAZ ก็ผลิตรุ่น Oka ขนาดกะทัดรัดแม้ว่าจะเป็นการง่ายกว่าที่จะติดตั้งเครื่องยนต์แบบไดนามิกในรถยนต์ที่เร็วกว่าก็ตาม ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งรถมินิคาร์ Oka ที่มี RPD หลายคันก็ปรากฏตัวบนถนนในประเทศ ภายในปี 1998 ในที่สุดการเตรียมเครื่องยนต์โรตารี 1.3 ลิตรสองสูบรุ่นพลเรือนก็เสร็จสมบูรณ์ ติดตั้งในรุ่น VAZ 2107-2109 และ 2105

ในที่สุด

เหตุใดผู้ผลิตชั้นนำของโลกจึงยังไม่เปลี่ยนมาผลิตรถยนต์ที่มี RPD โดยสิ้นเชิง ความจริงก็คือการผลิตมอเตอร์ดังกล่าวจำเป็นต้องมีเทคโนโลยีที่แม่นยำเป็นอันดับแรกซึ่งรวมถึงความแตกต่างที่แตกต่างกันมากมาย ไม่ใช่ทุกคน แม้แต่บริษัทขนาดใหญ่ ก็สามารถเดินตามเส้นทางของ Mazda ได้ นอกจากนี้ยังเป็นเรื่องของอุปกรณ์อีกด้วย ในการผลิตเครื่องยนต์ Wankel นั้น จำเป็นต้องใช้เครื่องจักรที่มีความแม่นยำสูงในการกลึงพื้นผิวด้วยอีพิโทรคอยด์ สำหรับอุปกรณ์ที่ใช้ในโรงงานทุกวันนี้งานดังกล่าวทำได้ค่อนข้างมาก ปัจจุบัน มีเพียง Mazda เท่านั้นที่มีส่วนร่วมในการวิจัยอย่างจริงจังเกี่ยวกับ RPD วิศวกรของบริษัทกำลังปรับปรุงการออกแบบและแก้ไขปัญหาต่างๆ อย่างต่อเนื่อง เครื่องยนต์โรตารีที่ผลิตในญี่ปุ่นเป็นไปตามมาตรฐานที่ยอมรับในระดับสากลในด้านความน่าเชื่อถือ การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

ดังที่คุณทราบ หลักการทำงานของเครื่องยนต์โรตารีนั้นขึ้นอยู่กับความเร็วสูงและการไม่มีการเคลื่อนไหวที่ทำให้เครื่องยนต์สันดาปภายในแตกต่าง นี่คือสิ่งที่ทำให้หน่วยแตกต่างจาก RPD เรียกอีกอย่างว่าเครื่องยนต์ Wankel และวันนี้เราจะมาดูการทำงานและข้อดีที่ชัดเจนของมัน

วิดีโออธิบายหลักการออกแบบและการทำงานของเครื่องยนต์โรตารี Zheltyshev:

น่าแปลกที่พวกเขาพยายามแนะนำ RPD ในประเทศของเรา เครื่องยนต์ดังกล่าวได้รับการพัฒนาเพื่อติดตั้งบน VAZ 21079 ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นยานพาหนะสำหรับบริการพิเศษ แต่น่าเสียดายที่โครงการนี้ไม่หยั่งราก เช่นเคย เงินงบประมาณของรัฐมีไม่เพียงพอ ซึ่งถูกดูดออกจากคลังอย่างน่าอัศจรรย์

แต่คนญี่ปุ่นก็ทำได้ และพวกเขาไม่ต้องการหยุดอยู่แค่นั้น จากข้อมูลล่าสุดผู้ผลิต Mazda จะปรับปรุงเครื่องยนต์และจะเปิดตัวพร้อมกับหน่วยที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงในไม่ช้า

มาดูภายใน RPD กันดีกว่า

รูปแบบการทำงานของเครื่องยนต์โรตารีแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบทั่วไป อันดับแรกเราต้องทิ้งการออกแบบเครื่องยนต์สันดาปภายในไว้เบื้องหลังอย่างที่เราทราบกันดี และประการที่สอง พยายามซึมซับความรู้และแนวคิดใหม่ๆ

RPD ได้รับการตั้งชื่อเช่นนั้นเนื่องจากโรเตอร์ซึ่งก็คือการเคลื่อนที่ ด้วยการเคลื่อนไหวนี้ กำลังจึงถูกถ่ายโอนไปยังคลัตช์และกระปุกเกียร์ โดยพื้นฐานแล้ว โรเตอร์จะผลักพลังงานออกจากเชื้อเพลิง ซึ่งจากนั้นจะถูกถ่ายโอนไปยังล้อผ่านระบบส่งกำลัง ตัวโรเตอร์นั้นทำจากเหล็กอัลลอยด์และมีรูปร่างเป็นรูปสามเหลี่ยมตามที่กล่าวไว้ข้างต้น

วิดีโอแสดงหลักการทำงานของเครื่องยนต์ลูกสูบโรตารี Zuev:

แคปซูลที่โรเตอร์ตั้งอยู่นั้นเป็นเมทริกซ์ชนิดหนึ่งซึ่งเป็นศูนย์กลางของจักรวาลที่ซึ่งกระบวนการทั้งหมดเกิดขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง สิ่งที่เกิดขึ้นในร่างกายรูปไข่นี้:

• การบีบอัดส่วนผสม
• การฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง;
• ปริมาณออกซิเจน
• การจุดไฟของส่วนผสม
• ปล่อยองค์ประกอบที่ถูกเผาออกสู่ทางออก

หกในหนึ่งถ้าคุณต้องการ

ตัวโรเตอร์นั้นติดตั้งอยู่บนกลไกพิเศษและไม่หมุนรอบแกนเดียว แต่ดูเหมือนว่าจะทำงาน ดังนั้นโพรงที่แยกออกจากกันจึงถูกสร้างขึ้นภายในร่างกายรูปไข่ ซึ่งแต่ละกระบวนการเกิดขึ้น เนื่องจากโรเตอร์เป็นรูปสามเหลี่ยม จึงมีเพียงสามช่องเท่านั้น

ทุกอย่างเริ่มต้นเช่นนี้ ในช่องแรกที่เกิดขึ้น การดูดจะเกิดขึ้น นั่นคือห้องจะเต็มไปด้วยอากาศซึ่งผสมอยู่ที่นี่

หลังจากนั้น โรเตอร์จะหมุนและดันส่วนผสมที่ผสมนี้ไปยังอีกห้องหนึ่ง ที่นี่ส่วนผสมถูกบีบอัดและจุดไฟโดยใช้เทียนสองเล่ม

จากนั้นส่วนผสมจะเข้าไปในช่องที่สาม ซึ่งเป็นส่วนต่างๆ ของเชื้อเพลิงที่ใช้แล้วจะถูกแทนที่

นี่คือการดำเนินการ RPD แบบครบวงจร แต่มันไม่ง่ายขนาดนั้น เราตรวจสอบโครงการ RPD จากด้านเดียวเท่านั้น และการกระทำเหล่านี้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง กล่าวให้แตกต่างออกไป กระบวนการต่างๆ จะเกิดขึ้นที่โรเตอร์ทั้งสามด้านพร้อมกัน ผลก็คือ ในการปฏิวัติหน่วยเพียงครั้งเดียว จะมีการทำซ้ำสามรอบ

นอกจากนี้ยังสามารถปรับปรุงเครื่องยนต์โรตารีได้อีกด้วย ปัจจุบัน เครื่องยนต์โรตารีของ Mazda ไม่มีโรเตอร์เพียงตัวเดียว แต่มีโรเตอร์สองหรือสามตัว ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบทั่วไป สำหรับการเปรียบเทียบ: RPD แบบ 2 โรเตอร์เทียบได้กับเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบ 6 สูบ และแบบ 3 โรเตอร์ก็เทียบได้กับเครื่องยนต์ 12 สูบ ปรากฎว่าชาวญี่ปุ่นมีสายตาที่มองการณ์ไกลและรับรู้ถึงข้อดีของเครื่องยนต์โรตารีในทันที

ขอย้ำอีกครั้งว่าประสิทธิภาพไม่ใช่ข้อดีเพียงอย่างเดียวของ RPD เขามีจำนวนมาก ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น เครื่องยนต์โรตารีมีขนาดกะทัดรัดมากและใช้ชิ้นส่วนน้อยกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบเดียวกันถึงพันชิ้น RPD มีเพียงสองส่วนหลักเท่านั้น - โรเตอร์และสเตเตอร์ และคุณไม่สามารถจินตนาการถึงอะไรที่เรียบง่ายไปกว่านี้อีกแล้ว

หลักการทำงานของเครื่องยนต์ลูกสูบโรตารีเคยทำให้วิศวกรผู้มีความสามารถหลายคนเลิกคิ้วด้วยความประหลาดใจ และในปัจจุบันวิศวกรที่มีความสามารถสมควรได้รับการยกย่องและอนุมัติ ไม่ใช่เรื่องตลก เชื่อในประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ที่ดูเหมือนถูกฝังไว้ และมอบชีวิตที่สองให้กับมัน และช่างเป็นชีวิตที่สองจริงๆ!

เครื่องยนต์สันดาปภายในและเครื่องยนต์ไอน้ำประเภทหลักๆ มีข้อเสียเปรียบเหมือนกันประการหนึ่ง ประกอบด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าการเคลื่อนที่แบบลูกสูบต้องเปลี่ยนเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุน ในทางกลับกันทำให้เกิดประสิทธิภาพต่ำรวมถึงการสึกหรอของชิ้นส่วนกลไกที่ค่อนข้างสูงซึ่งรวมอยู่ในเครื่องยนต์ประเภทต่างๆ

หลายคนมีความคิดเกี่ยวกับการสร้างมอเตอร์ที่องค์ประกอบที่เคลื่อนไหวหมุนได้เท่านั้น อย่างไรก็ตาม มีเพียงคนเดียวเท่านั้นที่สามารถแก้ไขปัญหานี้ได้ Felix Wankel ซึ่งเป็นช่างเครื่องที่เรียนรู้ด้วยตนเอง ได้กลายเป็นผู้ประดิษฐ์เครื่องยนต์ลูกสูบโรตารี ในช่วงชีวิตของเขา ชายคนนี้ไม่ได้รับการศึกษาพิเศษหรือการศึกษาระดับสูงใดๆ มาดูเครื่องยนต์ลูกสูบหมุน Wankel กันดีกว่า

ประวัติโดยย่อของนักประดิษฐ์

Felix G. Wankel เกิดเมื่อปี 1902 เมื่อวันที่ 13 สิงหาคม ในเมืองเล็กๆ แห่ง Lahr (ประเทศเยอรมนี) ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 พ่อของนักประดิษฐ์ในอนาคตเสียชีวิต ด้วยเหตุนี้ Wankel จึงต้องลาออกจากการเรียนที่โรงยิมและไปทำงานเป็นผู้ช่วยฝ่ายขายในร้านหนังสือในสำนักพิมพ์ ด้วยเหตุนี้เขาจึงเริ่มติดการอ่าน เฟลิกซ์ศึกษาข้อมูลจำเพาะของเครื่องยนต์ วิศวกรรมยานยนต์ และกลไกด้วยตัวเขาเอง เขาได้ความรู้จากหนังสือที่ขายในร้าน เชื่อกันว่าวงจรเครื่องยนต์ Wankel ที่นำไปใช้ในภายหลัง (แม่นยำยิ่งขึ้นคือแนวคิดในการสร้างสรรค์) มาหาฉันในความฝัน ไม่มีใครรู้ว่าสิ่งนี้จริงหรือไม่ แต่เราสามารถพูดได้อย่างแน่นอนว่านักประดิษฐ์มีความสามารถพิเศษหลงใหลในกลไกและมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว

ข้อดีและข้อเสีย

การเคลื่อนที่แบบลูกสูบกลับไม่มีอยู่ในเครื่องยนต์โรตารีเลย แรงดันถูกสร้างขึ้นในห้องเหล่านั้นที่สร้างขึ้นโดยใช้พื้นผิวนูนของโรเตอร์สามเหลี่ยมและส่วนต่างๆ ของตัวเครื่อง โรเตอร์ทำการเคลื่อนที่แบบหมุนโดยอาศัยการเผาไหม้ ซึ่งสามารถลดการสั่นสะเทือนและเพิ่มความเร็วในการหมุนได้ เนื่องจากประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นซึ่งเป็นผลมาจากสิ่งนี้ เครื่องยนต์โรตารีจึงมีขนาดเล็กกว่าเครื่องยนต์ลูกสูบทั่วไปที่มีกำลังเท่ากันมาก

เครื่องยนต์โรตารีมีส่วนประกอบหลักเพียงชิ้นเดียวจากส่วนประกอบทั้งหมด ส่วนประกอบที่สำคัญนี้เรียกว่าโรเตอร์สามเหลี่ยม ซึ่งหมุนภายในสเตเตอร์ การหมุนนี้ทำให้จุดยอดทั้งสามของโรเตอร์มีการเชื่อมต่อกับผนังด้านในของตัวเครื่องอย่างต่อเนื่อง ด้วยความช่วยเหลือของการสัมผัสนี้จะเกิดห้องเผาไหม้หรือมีปริมาตรก๊าซชนิดปิดสามชนิด เมื่อโรเตอร์หมุนภายในตัวเครื่อง ปริมาตรของห้องเผาไหม้ทั้งสามห้องจะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ซึ่งชวนให้นึกถึงการทำงานของปั๊มทั่วไป พื้นผิวทั้งสามด้านของโรเตอร์ทำหน้าที่เหมือนลูกสูบ

ภายในโรเตอร์จะมีเฟืองขนาดเล็กที่มีฟันด้านนอกซึ่งติดอยู่กับตัวเรือน เฟืองซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าจะเชื่อมต่อกับเฟืองคงที่นี้ ซึ่งกำหนดวิถีการเคลื่อนที่ของการหมุนของโรเตอร์ภายในตัวเรือน ฟันในเฟืองที่ใหญ่กว่านั้นอยู่ภายใน

เนื่องจากโรเตอร์เชื่อมต่ออย่างเยื้องศูนย์กับเพลาเอาท์พุต การหมุนของเพลาจึงเกิดขึ้นในลักษณะเดียวกับที่ด้ามจับหมุนเพลาข้อเหวี่ยง เพลาส่งออกจะหมุนสามครั้งสำหรับการหมุนของโรเตอร์แต่ละครั้ง

เครื่องยนต์โรตารีมีข้อดีคือมีน้ำหนักเบา บล็อกเครื่องยนต์โรตารีขั้นพื้นฐานที่สุดคือขนาดและน้ำหนักที่เล็ก ในขณะเดียวกันความสามารถในการควบคุมและประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ก็จะดีกว่า มีน้ำหนักน้อยกว่าเนื่องจากไม่ต้องใช้เพลาข้อเหวี่ยง ก้านสูบ และลูกสูบ

เครื่องยนต์โรตารีมีขนาดที่เล็กกว่าเครื่องยนต์ทั่วไปที่มีกำลังเท่ากันมาก ด้วยขนาดเครื่องยนต์ที่เล็กลง การบังคับรถจึงดีขึ้นมาก และตัวรถก็จะมีพื้นที่กว้างขวางมากขึ้นทั้งสำหรับผู้โดยสารและคนขับ

ชิ้นส่วนทั้งหมดของเครื่องยนต์โรตารีมีการเคลื่อนที่แบบหมุนอย่างต่อเนื่องไปในทิศทางเดียวกัน การเปลี่ยนการเคลื่อนที่เกิดขึ้นในลักษณะเดียวกับลูกสูบของเครื่องยนต์แบบเดิม เครื่องยนต์โรตารีมีความสมดุลภายใน สิ่งนี้ทำให้ระดับการสั่นสะเทือนลดลง กำลังของเครื่องยนต์โรตารีให้ความรู้สึกนุ่มนวลและสม่ำเสมอยิ่งขึ้น

เครื่องยนต์ Wankel มีโรเตอร์นูนพิเศษที่มีขอบสามด้านซึ่งเรียกได้ว่าเป็นหัวใจ โรเตอร์นี้ทำการเคลื่อนที่แบบหมุนภายในพื้นผิวทรงกระบอกของสเตเตอร์ เครื่องยนต์โรตารีของ Mazda เป็นเครื่องยนต์โรตารีตัวแรกของโลกที่พัฒนาขึ้นเพื่อการผลิตจำนวนมากโดยเฉพาะ การพัฒนานี้เริ่มต้นในปี 1963

RPD คืออะไร?

ในเครื่องยนต์สี่จังหวะแบบคลาสสิก กระบอกสูบเดียวกันนั้นใช้สำหรับการทำงานที่แตกต่างกัน - การฉีด การบีบอัด การเผาไหม้ และไอเสียในเครื่องยนต์โรตารี แต่ละกระบวนการจะดำเนินการในช่องห้องแยกต่างหาก ผลลัพธ์ที่ได้ไม่ต่างจากการแบ่งกระบอกสูบออกเป็นสี่ช่องสำหรับการทำงานแต่ละครั้ง
ในเครื่องยนต์แบบลูกสูบ แรงดันที่เกิดจากการเผาไหม้ของส่วนผสมจะบังคับให้ลูกสูบเคลื่อนที่ไปมาในกระบอกสูบ ก้านสูบและเพลาข้อเหวี่ยงจะแปลงแรงผลักนี้เป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนที่จำเป็นในการขับเคลื่อนยานพาหนะ
ในเครื่องยนต์โรตารี ไม่มีการเคลื่อนที่เชิงเส้นที่จะต้องแปลงเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุน แรงดันถูกสร้างขึ้นในช่องหนึ่งของห้องทำให้โรเตอร์หมุน ซึ่งจะช่วยลดการสั่นสะเทือนและเพิ่มความเร็วของเครื่องยนต์ ผลลัพธ์ที่ได้คือประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและขนาดที่เล็กลงด้วยกำลังเท่ากันกับเครื่องยนต์ลูกสูบทั่วไป

RPD ทำงานอย่างไร?

การทำงานของลูกสูบใน RPD นั้นดำเนินการโดยโรเตอร์สามจุดยอด ซึ่งจะแปลงแรงดันแก๊สให้เป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนของเพลาเยื้องศูนย์ การเคลื่อนที่ของโรเตอร์ที่สัมพันธ์กับสเตเตอร์ (ตัวเรือนด้านนอก) นั้นมั่นใจได้ด้วยเกียร์คู่หนึ่งซึ่งหนึ่งในนั้นจะจับจ้องไปที่โรเตอร์อย่างแน่นหนาและอันที่สองไปที่ฝาครอบด้านข้างของสเตเตอร์ ตัวเกียร์นั้นติดตั้งอย่างแน่นหนาบนตัวเครื่อง เฟืองโรเตอร์อยู่ในตาข่ายกับมัน และดูเหมือนล้อเฟืองจะหมุนไปรอบๆ
เพลาหมุนในแบริ่งที่อยู่บนตัวเรือนและมีทรงกระบอกประหลาดที่โรเตอร์หมุน การทำงานร่วมกันของเกียร์เหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการเคลื่อนที่ที่เหมาะสมของโรเตอร์โดยสัมพันธ์กับตัวเรือน ซึ่งเป็นผลมาจากช่องปริมาตรแปรผันสามห้องที่แยกจากกัน อัตราทดเกียร์คือ 2:3 ดังนั้นสำหรับการหมุนเพลาเยื้องศูนย์ครั้งหนึ่ง โรเตอร์จะหมุนกลับ 120 องศา และสำหรับการหมุนโรเตอร์เต็ม รอบสี่จังหวะเต็มจะเกิดขึ้นในแต่ละห้อง

การแลกเปลี่ยนก๊าซถูกควบคุมโดยส่วนปลายของโรเตอร์ในขณะที่ไหลผ่านพอร์ตทางเข้าและทางออก การออกแบบนี้ช่วยให้สามารถปั่น 4 จังหวะได้โดยไม่ต้องใช้กลไกการจ่ายก๊าซแบบพิเศษ

การปิดผนึกของห้องนั้นมั่นใจได้ด้วยแผ่นปิดผนึกแนวรัศมีและปลายซึ่งกดกับกระบอกสูบด้วยแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ แรงดันแก๊ส และแถบสปริง ได้รับแรงบิดอันเป็นผลมาจากการกระทำของแรงก๊าซผ่านโรเตอร์บนเพลาเยื้องศูนย์ การก่อตัวของส่วนผสม การอักเสบ การหล่อลื่น การระบายความร้อน การสตาร์ท - โดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับในเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบทั่วไป

การก่อตัวของการผสม

ตามทฤษฎี การก่อตัวของส่วนผสมหลายประเภทถูกนำมาใช้ใน RPD: ภายนอกและภายใน โดยอิงจากเชื้อเพลิงของเหลว ของแข็ง และก๊าซ
เกี่ยวกับเชื้อเพลิงแข็งเป็นที่น่าสังเกตว่าในตอนแรกพวกมันจะถูกทำให้เป็นแก๊สในเครื่องกำเนิดแก๊สเนื่องจากพวกมันทำให้เกิดเถ้าเพิ่มขึ้นในกระบอกสูบ ดังนั้นเชื้อเพลิงก๊าซและของเหลวจึงแพร่หลายมากขึ้นในทางปฏิบัติ
กลไกการเกิดส่วนผสมในเครื่องยนต์ Wankel จะขึ้นอยู่กับประเภทของเชื้อเพลิงที่ใช้
เมื่อใช้เชื้อเพลิงก๊าซจะผสมกับอากาศในช่องพิเศษที่ทางเข้าเครื่องยนต์ ส่วนผสมที่ติดไฟได้จะเข้าสู่กระบอกสูบในรูปแบบสำเร็จรูป

ส่วนผสมเตรียมจากเชื้อเพลิงเหลวดังนี้

1. อากาศจะถูกผสมกับเชื้อเพลิงเหลวก่อนเข้าสู่กระบอกสูบ ซึ่งเป็นบริเวณที่ส่วนผสมที่ติดไฟได้เข้าไป
2. เชื้อเพลิงเหลวและอากาศจะเข้าสู่กระบอกสูบของเครื่องยนต์แยกจากกัน และจะผสมกันภายในกระบอกสูบ จะได้ส่วนผสมที่ใช้งานได้เมื่อสัมผัสกับก๊าซตกค้าง

ดังนั้นจึงสามารถเตรียมส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศภายนอกกระบอกสูบหรือภายในกระบอกสูบได้ สิ่งนี้นำไปสู่การแยกเครื่องยนต์ด้วยการก่อตัวของส่วนผสมภายในหรือภายนอก

ลักษณะทางเทคนิคของเครื่องยนต์ลูกสูบโรตารี

ตัวเลือก	วอซ-4132	วอซ-415
จำนวนส่วน	2	2
การกระจัดของห้องเครื่องยนต์ ซีซี	1,308	1,308
อัตราส่วนการบีบอัด	9,4	9,4
กำลังไฟพิกัด kW (hp) / min-1	103 (140) / 6000	103 (140) / 6000
แรงบิดสูงสุด N * m (kgf * m) / min-1	186 (19) / 4500	186 (19) / 4500
ความเร็วการหมุนเพลาเยื้องศูนย์ขั้นต่ำที่รอบเดินเบา min-1	1000	900
น้ำหนักเครื่องยนต์ กก
ขนาดโดยรวม, มม
ปริมาณการใช้น้ำมันคิดเป็น % ของปริมาณการใช้เชื้อเพลิง
อายุการใช้งานเครื่องยนต์ก่อนยกเครื่องครั้งใหญ่ครั้งแรก พันกม
การนัดหมาย	วาซ-21059/21079	วาซ-2108/2109/21099/2115/2110

มีการผลิตโมเดล

	เครื่องยนต์อาร์พีดี	เวลาเร่งความเร็ว 0-100 วินาที	ความเร็วสูงสุด กม./ชม
	ประสิทธิภาพขั้นสุดท้ายของมอเตอร์ประกอบด้วยสามส่วนหลัก: การวิจัยในพื้นที่นี้แสดงให้เห็นว่ามีเพียง 75% ของเชื้อเพลิงที่เผาไหม้จนหมด เชื่อว่าปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยการแยกกระบวนการเผาไหม้และการขยายตัวของก๊าซออกจากกัน มีความจำเป็นต้องจัดเตรียมห้องพิเศษภายใต้สภาวะที่เหมาะสม การเผาไหม้จะต้องเกิดขึ้นในปริมาตรปิด ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดันที่เพิ่มขึ้น กระบวนการขยายตัวจะต้องเกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำ ประสิทธิภาพทางกล (ระบุลักษณะของงานที่ส่งผลให้เกิดแรงบิดของแกนหลักที่ส่งไปยังผู้บริโภค) งานของเครื่องยนต์ประมาณ 10% ใช้ในการขับเคลื่อนส่วนประกอบและกลไกเสริม ข้อบกพร่องนี้สามารถแก้ไขได้โดยทำการเปลี่ยนแปลงการออกแบบเครื่องยนต์: เมื่อองค์ประกอบการทำงานหลักที่เคลื่อนไหวไม่ได้สัมผัสกับตัวเครื่องที่อยู่นิ่ง ต้องมีแขนแรงบิดคงที่ตลอดเส้นทางขององค์ประกอบการทำงานหลัก ประสิทธิภาพเชิงความร้อน (ตัวบ่งชี้ที่สะท้อนปริมาณพลังงานความร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงซึ่งแปลงเป็นงานที่มีประโยชน์) ในทางปฏิบัติ 65% ของพลังงานความร้อนที่สร้างขึ้นจะหลบหนีออกไปพร้อมกับก๊าซไอเสียออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอก การศึกษาจำนวนหนึ่งแสดงให้เห็นว่ามีความเป็นไปได้ที่จะเพิ่มประสิทธิภาพเชิงความร้อนในกรณีที่การออกแบบมอเตอร์ยอมให้มีการเผาไหม้เชื้อเพลิงในห้องที่หุ้มฉนวนความร้อน เพื่อให้บรรลุอุณหภูมิสูงสุดตั้งแต่เริ่มต้น และที่ ท้ายที่สุดอุณหภูมินี้จึงลดลงเหลือค่าต่ำสุดโดยเปิดเฟสไอ เครื่องยนต์ลูกสูบโรตารี Wankel