Файл: Введение. Актуальность работы. Цели и задачи курсовой работы. Глава Конструкционный раздел.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 246
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
- затратное самообслуживание – требуется привлечение профессионалов;- дорогостоящий и сложный ремонт, ведь составные части отличаются своей повышенной стоимостью;- дороговизна силовой установки;- сложность конструкции;- увеличенный расход масла во время работы.Несмотря на описанные выше минусы, многие автопроизводители оснащают свои модели именно такими агрегатами. Компании-разработчики хорошенько взвешивают все аргументы за и против, прежде чем воспользоваться именно таким типом мотора. Основной плюс – большие возможности и широкие перспективы.
Так, все негативные аспекты, по сути, сводятся к дорогому обслуживанию, что может сказаться на выборе большинства автолюбителей не в пользу представленных агрегатов. Однако крупные производители (Porsche, Subaru) считают, что качество требует больших вложений в сервис. К примеру, японский автоконцерн не собирается возвращаться к традиционным двигателям внутреннего сгорания, ведь они полагают, что в таком случае совершат шаг назад в технологическом плане. Поскольку автомодели зарекомендовали себя лишь наилучшим образом, то уровень продаж никак не зависит от расценок на обслуживание.
Также существенным недостатком оппозитных двигателей считается значительный расход масла. Впрочем, и по такому показателю, как расход топлива, они пока уступают современным V-образным и рядным силовым агрегатам.
Рассмотрим работу конструкцию РПДВС.
После создания двигателя внутреннего сгорания началась эра автомобилей. Самое большое распространение при этом получил мотор поршневого типа. Но при этом с момента создания ДВС перед конструкторами стала задача извлечения максимального КПД при минимальных затратах топлива. Решалась эта задача несколькими путями – от технического улучшения уже имеющихся двигателей, до создания абсолютно новых, с другой конструкцией. Одним из таковых стал роторный двигатель.
РПДВС начали появляться значительно позже поршневого, в 30-х годах. Полноценно работоспособная же модель такого двигателя появилась и вовсе в 50-х годах. После появления, роторный двигатель вызвал заинтересованность у многих автопроизводителей и все они отправились разрабатывать свои модели роторных силовых установок, однако вскоре от них отказались в пользу обычных поршневых. Из приверженцев роторного мотора осталась только японская фирма Mazda, которая сделала такого типа мотор своей визитной карточкой.
Особенностью такого мотора является его конструкция, которая вообще не предусматривает наличие поршней. В целом это сильно сказалось на конструктивной простоте.
В поршневых моторах энергия сгораемого топлива воспринимается поршнем, который за счёт своего возвратно-поступательного движения передаёт её на кривошипы коленвала, обеспечивая ему вращение.
У роторных же двигателей энергия сразу преобразовывается во вращение вала, минуя возвратно-поступательное движение. Это сказывается на уменьшении потерь мощности на трение, меньшую металлоёмкость и простоту конструкции. За счёт этого КПД двигателя значительно возрастает.
Теперь о самом принципе работы. Выполнение определённой работы поршня внутри цилиндров называется тактами. Классический поршневой двигатель имеет четыре такта:●︎ Впуск - в цилиндр подаётся горючая смесь;●︎ Сжатие - увеличение давления в цилиндре за счёт уменьшения объёма;●︎ Рабочий ход - энергия, выделенная при сгорании смеси, преобразовывается во вращение вала;●︎ Выпуск - из цилиндра выводятся отработанные газы;
Данные такты имеют все двигатели внутреннего сгорания и сопровождаются они определенным движением поршня.
Однако они выполняются по-разному. Существуют двухтактные поршневые двигатели в которых такты совмещены, но такие моторы чаще применяются на мотоциклах и другой бензиновой технике, хотя раньше создавались и дизельные двухтактные моторы. В них одно движение поршня включает два такта. При движении поршня вверх - впуск и сжатие, а при движении вниз – рабочий ход и выпуск. Все это обеспечивается наличием впускных и выпускных окон.
Классические автомобильные поршневые двигатели обычно являются 4-тактными, где каждый такт отделен. Но для этого в двигатель включён механизм газораспределения, который значительно усложняет конструкцию.
Рис. 5 Изображение тактов классического ДВС.
Что касается роторного двигателя, то отсутствие поршня как такового позволило несколько совместить конструктивные особенности 2-тактных и 4-тактных моторов.
Рис. 6 Схема рабочих процессов РПДВС
Чтобы понять принцип работы, следует разобраться, какова конструкция роторного двигателя. Итак, вместо поршней энергия сгорания топлива у такого силового агрегата воспринимается ротором. Ротор имеет вид равностороннего треугольника. Каждая сторона этого треугольника и играет роль поршня.
Рис. 7 Конструкция ротора.1 - ребро жёсткости; 2 - внутренняя шестерня;3 - пружинный штифт; 4 - подшипник ротора; 5 - боковое уплотнение; 6 - форма кромки бокового уплотнения; 7 - пружина бокового уплотнения; 8 - ротор; 9 - уплотнение вершины ротора (апекс); 10 - уголок апекса;11 - пружины апекса;12 - камера сгорания ротора;13 - пружина углового уплотнения;14 - вставка углового уплотнения;15 - угловое уплотнение.Чтобы обеспечить процесс горения, ротор помещается в закрытое пространство, состоящее из трёх элементов – двух боковых корпусов, и одного центрального, называющегося статором. Пространство, в котором производится процесс горения, сделано в статоре, боковые корпуса обеспечивают только герметичность этого пространства.
Внутри статора сделан цилиндр, в котором и размещается ротор. Чтобы внутри этого цилиндра происходили все необходимые процессы, выполнен он в виде овала, с немного прижатыми боками.
Сам статор с одной стороны имеет окна для впуска топливовоздушной смеси или воздуха, и выпуска отработанных газов. Противоположно им сделано отверстие под свечи зажигания.
Рис. 8 Составные элементы ротора и статера двигателя.
Особенностью движения ротора в цилиндре статора является то, что его вершины постоянно контактируют с поверхностью цилиндра, его движение сделано по эксцентриковому типу. Он не только вращается вокруг своей оси, но ещё и смещается относительно неё.Для этого в роторе сделано большое отверстие, с одной стороны этого отверстия имеется зубчатый сектор. С другой стороны в ротор вставлен вал с эксцентриком.Чтобы обеспечить вращение в боковой корпус установлена неподвижная шестерня, входящая в зацепление с зубчатым сектором ротора, она является опорной точкой для него. При
своём эксцентриковом движении он опирается на неподвижную шестерню, а зацепление обеспечивает ему вращательное движение. Вращаясь, он обеспечивает и вращение вала с эксцентриком, на который он одет.
2.3. Особенности системы смазки и подачи топлива.Подача масла осуществляется под давлением к основным движущимся деталям. Система смазки работает следующим образом:- Масляный насос роторного типа всасывает масло из масляного бака.
- Через маслопровод и форсунки масло подаётся в замкнутый контур воздушного охлаждения.
- Масло попадает в рабочую полость, смешивается с тепловоздушной смесью, чем обеспечивает смазку узлов и механизмов, и сгорает вместе с ней.Система питания включается после того, как стартер обеспечит устойчивость жидкостного кольца в барабане.
Это происходит так:- При вращении ротора его торцевые радиальные выступы отсекают порции топливной смеси или воздуха.- Сжатые порции топливной смеси или воздуха поступают в камеры сгорания.Зажигание топливной смеси происходит по-разному, это зависит от используемого принципа смесеобразования.
В двигателях подобного типа используются масляный насос роторного типа.
Роторный масляный насос - объединяет два ротора - внутренний (ведущий) и внешний (ведомый), которые помещены в корпус. Масло всасывается в насос, захватывается лопастями роторов и нагнетается в систему. Также как в шестерном насосе, при необходимости срабатывает редукционный клапан. Указанную конструкцию имеет нерегулируемый роторный насос.Регулируемый роторный масляный насос - более совершенная конструкция роторного насоса, которая обеспечивает постоянное давление во всем диапазоне частоты вращения коленчатого вала. Для реализации функции регулирования давления в конструкцию роторного насоса добавлен подвижный статор с регулировочной пружиной. Регулирование производится путём изменения объёма полости между ведущим и ведомым роторами за счёт поворота статора. Применение регулируемого масляного насоса позволяет снизить величину отбираемой мощности от двигателя (в среднем на 30%), износ масла благодаря меньшей оборачиваемости, вспенивание масла.
(Рис. 9) Масляный насос роторного типа2.4. Особенности опоры вала
Вал в Роторном ДВС крепиться достаточно интересным способом.
Основная фиксация эксцентрикового вала находится в независимых шестернях, на внешних стенках корпуса двигателя. Там он крепится на втулках.
Выглядит он подобным образом: Рис. 10 Эксцентриковый вал.2.5. Характерные неисправности роторных двигателей.
- Катушки зажигания
- Свечи зажигания
- Масляные форсунки
- Износ апексов
- Износ коренных вкладышей
Далее будет подробное описание неисправностей.
Катушки зажигания
На каждой секции роторного двигателя установлено по две катушки зажигания, каждая из которых соединена со своей свечей зажигания. При подключении высоковольтных проводов важно не перепутать какой провод к какой свече подключается.Катушки зажигания на роторном двигателе были слабым местом - они служили около 30 000 км. Инженеры Mazda два раза улучшали их - надёжность третьего варианта катушек зажигания уже вопросов не вызывает (N3H1-18-100C).
Рис. 11 Катушка зажигания.Свечи зажиганияДве свечи на каждую секцию необходимы, чтобы «прожечь» длинную камеру сгорания. Свечи зажигания иридиевые и срабатывают последовательно. Свечи в каждой паре разные и важно не перепутать их при установке. Нижняя свеча является запальной, а верхняя – дожигательной. Свечи зажигания нужно менять каждые 30 000 км.
До 2006 года роторный двигатель 13B-MSP мог залить свечи во время запуска. Владельцам приходилось выкручивать свечи, вынимать предохранитель бензонасоса и крутить стартером до тех пор, пока ротор не проветрит секции.До сих пор важно помнить, что свечи могут оказаться залитыми, если двигатель заглушить на холодную. Этот мотор стоит глушить хорошо прогретым. Также знатоки рекомендуют глушить этот мотор
Так, все негативные аспекты, по сути, сводятся к дорогому обслуживанию, что может сказаться на выборе большинства автолюбителей не в пользу представленных агрегатов. Однако крупные производители (Porsche, Subaru) считают, что качество требует больших вложений в сервис. К примеру, японский автоконцерн не собирается возвращаться к традиционным двигателям внутреннего сгорания, ведь они полагают, что в таком случае совершат шаг назад в технологическом плане. Поскольку автомодели зарекомендовали себя лишь наилучшим образом, то уровень продаж никак не зависит от расценок на обслуживание.
Также существенным недостатком оппозитных двигателей считается значительный расход масла. Впрочем, и по такому показателю, как расход топлива, они пока уступают современным V-образным и рядным силовым агрегатам.
Рассмотрим работу конструкцию РПДВС.
После создания двигателя внутреннего сгорания началась эра автомобилей. Самое большое распространение при этом получил мотор поршневого типа. Но при этом с момента создания ДВС перед конструкторами стала задача извлечения максимального КПД при минимальных затратах топлива. Решалась эта задача несколькими путями – от технического улучшения уже имеющихся двигателей, до создания абсолютно новых, с другой конструкцией. Одним из таковых стал роторный двигатель.
РПДВС начали появляться значительно позже поршневого, в 30-х годах. Полноценно работоспособная же модель такого двигателя появилась и вовсе в 50-х годах. После появления, роторный двигатель вызвал заинтересованность у многих автопроизводителей и все они отправились разрабатывать свои модели роторных силовых установок, однако вскоре от них отказались в пользу обычных поршневых. Из приверженцев роторного мотора осталась только японская фирма Mazda, которая сделала такого типа мотор своей визитной карточкой.
Особенностью такого мотора является его конструкция, которая вообще не предусматривает наличие поршней. В целом это сильно сказалось на конструктивной простоте.
В поршневых моторах энергия сгораемого топлива воспринимается поршнем, который за счёт своего возвратно-поступательного движения передаёт её на кривошипы коленвала, обеспечивая ему вращение.
У роторных же двигателей энергия сразу преобразовывается во вращение вала, минуя возвратно-поступательное движение. Это сказывается на уменьшении потерь мощности на трение, меньшую металлоёмкость и простоту конструкции. За счёт этого КПД двигателя значительно возрастает.
Теперь о самом принципе работы. Выполнение определённой работы поршня внутри цилиндров называется тактами. Классический поршневой двигатель имеет четыре такта:●︎ Впуск - в цилиндр подаётся горючая смесь;●︎ Сжатие - увеличение давления в цилиндре за счёт уменьшения объёма;●︎ Рабочий ход - энергия, выделенная при сгорании смеси, преобразовывается во вращение вала;●︎ Выпуск - из цилиндра выводятся отработанные газы;
Данные такты имеют все двигатели внутреннего сгорания и сопровождаются они определенным движением поршня.
Однако они выполняются по-разному. Существуют двухтактные поршневые двигатели в которых такты совмещены, но такие моторы чаще применяются на мотоциклах и другой бензиновой технике, хотя раньше создавались и дизельные двухтактные моторы. В них одно движение поршня включает два такта. При движении поршня вверх - впуск и сжатие, а при движении вниз – рабочий ход и выпуск. Все это обеспечивается наличием впускных и выпускных окон.
Классические автомобильные поршневые двигатели обычно являются 4-тактными, где каждый такт отделен. Но для этого в двигатель включён механизм газораспределения, который значительно усложняет конструкцию.
Рис. 5 Изображение тактов классического ДВС.
Что касается роторного двигателя, то отсутствие поршня как такового позволило несколько совместить конструктивные особенности 2-тактных и 4-тактных моторов.
Рис. 6 Схема рабочих процессов РПДВС
Чтобы понять принцип работы, следует разобраться, какова конструкция роторного двигателя. Итак, вместо поршней энергия сгорания топлива у такого силового агрегата воспринимается ротором. Ротор имеет вид равностороннего треугольника. Каждая сторона этого треугольника и играет роль поршня.
Рис. 7 Конструкция ротора.1 - ребро жёсткости; 2 - внутренняя шестерня;3 - пружинный штифт; 4 - подшипник ротора; 5 - боковое уплотнение; 6 - форма кромки бокового уплотнения; 7 - пружина бокового уплотнения; 8 - ротор; 9 - уплотнение вершины ротора (апекс); 10 - уголок апекса;11 - пружины апекса;12 - камера сгорания ротора;13 - пружина углового уплотнения;14 - вставка углового уплотнения;15 - угловое уплотнение.Чтобы обеспечить процесс горения, ротор помещается в закрытое пространство, состоящее из трёх элементов – двух боковых корпусов, и одного центрального, называющегося статором. Пространство, в котором производится процесс горения, сделано в статоре, боковые корпуса обеспечивают только герметичность этого пространства.
Внутри статора сделан цилиндр, в котором и размещается ротор. Чтобы внутри этого цилиндра происходили все необходимые процессы, выполнен он в виде овала, с немного прижатыми боками.
Сам статор с одной стороны имеет окна для впуска топливовоздушной смеси или воздуха, и выпуска отработанных газов. Противоположно им сделано отверстие под свечи зажигания.
Рис. 8 Составные элементы ротора и статера двигателя.
Особенностью движения ротора в цилиндре статора является то, что его вершины постоянно контактируют с поверхностью цилиндра, его движение сделано по эксцентриковому типу. Он не только вращается вокруг своей оси, но ещё и смещается относительно неё.Для этого в роторе сделано большое отверстие, с одной стороны этого отверстия имеется зубчатый сектор. С другой стороны в ротор вставлен вал с эксцентриком.Чтобы обеспечить вращение в боковой корпус установлена неподвижная шестерня, входящая в зацепление с зубчатым сектором ротора, она является опорной точкой для него. При
своём эксцентриковом движении он опирается на неподвижную шестерню, а зацепление обеспечивает ему вращательное движение. Вращаясь, он обеспечивает и вращение вала с эксцентриком, на который он одет.
2.3. Особенности системы смазки и подачи топлива.Подача масла осуществляется под давлением к основным движущимся деталям. Система смазки работает следующим образом:- Масляный насос роторного типа всасывает масло из масляного бака.
- Через маслопровод и форсунки масло подаётся в замкнутый контур воздушного охлаждения.
- Масло попадает в рабочую полость, смешивается с тепловоздушной смесью, чем обеспечивает смазку узлов и механизмов, и сгорает вместе с ней.Система питания включается после того, как стартер обеспечит устойчивость жидкостного кольца в барабане.
Это происходит так:- При вращении ротора его торцевые радиальные выступы отсекают порции топливной смеси или воздуха.- Сжатые порции топливной смеси или воздуха поступают в камеры сгорания.Зажигание топливной смеси происходит по-разному, это зависит от используемого принципа смесеобразования.
В двигателях подобного типа используются масляный насос роторного типа.
Роторный масляный насос - объединяет два ротора - внутренний (ведущий) и внешний (ведомый), которые помещены в корпус. Масло всасывается в насос, захватывается лопастями роторов и нагнетается в систему. Также как в шестерном насосе, при необходимости срабатывает редукционный клапан. Указанную конструкцию имеет нерегулируемый роторный насос.Регулируемый роторный масляный насос - более совершенная конструкция роторного насоса, которая обеспечивает постоянное давление во всем диапазоне частоты вращения коленчатого вала. Для реализации функции регулирования давления в конструкцию роторного насоса добавлен подвижный статор с регулировочной пружиной. Регулирование производится путём изменения объёма полости между ведущим и ведомым роторами за счёт поворота статора. Применение регулируемого масляного насоса позволяет снизить величину отбираемой мощности от двигателя (в среднем на 30%), износ масла благодаря меньшей оборачиваемости, вспенивание масла.
(Рис. 9) Масляный насос роторного типа2.4. Особенности опоры вала
Вал в Роторном ДВС крепиться достаточно интересным способом.
Основная фиксация эксцентрикового вала находится в независимых шестернях, на внешних стенках корпуса двигателя. Там он крепится на втулках.
Выглядит он подобным образом: Рис. 10 Эксцентриковый вал.2.5. Характерные неисправности роторных двигателей.
- Катушки зажигания
- Свечи зажигания
- Масляные форсунки
- Износ апексов
- Износ коренных вкладышей
Далее будет подробное описание неисправностей.
Катушки зажигания
На каждой секции роторного двигателя установлено по две катушки зажигания, каждая из которых соединена со своей свечей зажигания. При подключении высоковольтных проводов важно не перепутать какой провод к какой свече подключается.Катушки зажигания на роторном двигателе были слабым местом - они служили около 30 000 км. Инженеры Mazda два раза улучшали их - надёжность третьего варианта катушек зажигания уже вопросов не вызывает (N3H1-18-100C).
Рис. 11 Катушка зажигания.Свечи зажиганияДве свечи на каждую секцию необходимы, чтобы «прожечь» длинную камеру сгорания. Свечи зажигания иридиевые и срабатывают последовательно. Свечи в каждой паре разные и важно не перепутать их при установке. Нижняя свеча является запальной, а верхняя – дожигательной. Свечи зажигания нужно менять каждые 30 000 км.До 2006 года роторный двигатель 13B-MSP мог залить свечи во время запуска. Владельцам приходилось выкручивать свечи, вынимать предохранитель бензонасоса и крутить стартером до тех пор, пока ротор не проветрит секции.До сих пор важно помнить, что свечи могут оказаться залитыми, если двигатель заглушить на холодную. Этот мотор стоит глушить хорошо прогретым. Также знатоки рекомендуют глушить этот мотор