Subkategoria 2
[PM] Silnik Wankla
- Drukuj
- 09 cze 2014
- PORADY MOTORYZACYJNE
- 34629 czytań
- 0 komentarzy
Co to jest?
Silnik Wankla, to inaczej silnik z tłokiem obrotowym. Wiruje on wewnątrz cylindra i ma kształt przypominający graniastosłup, jednak jego ściany są wypukłe. Już pod koniec XVIII wieku, James Watt zaprojektował i skonstruował maszynę parową, napędzaną takim właśnie, wirującym tłokiem. Jest to bardzo ciekawe rozwiązanie ze względu na absolutną prostotę konstrukcji. W początkowej fazie badań silnik ten stwarzał problemy, ponieważ wymaga on materiałów bardzo odpornych na ścieranie, tłok bowiem styka się z komorą silnika podczas pracy, wiruje i trze wierzchołkami o jej ścianki.
W związku z tym materiał bardzo szybko się zużywał i w silniku powstawały przedmuchy, dlatego pierwsze próby wykorzystania tego typu motoru spełzły na niczym. Taki materiał, który uszczelniłby skutecznie silnik i jednocześnie nie starł się zbyt szybko był po prostu niedostępny w czasach, kiedy silnik Wankla został wynaleziony.
Gdzie jest montowany?
Obecnie silniki Wankla są już montowane w samochodach marki Mazda. Są to modele RX-7 i RX-8. Na szczęście, dostępność materiałów, takich jak spieki ceramiczne, pozwala na w miarę efektywne uszczelnienie silnika Wankla.
Jak działa silnik Wankla ?
Wirujący tłok
Tłok silnika Wankla przypomina graniastosłup, z tym że jego ściany są wypukłe. Na każdym z wierzchołków umieszczony jest ceramiczny uszczelniacz, gdyż tłok porusza się w cylindrze o kształcie przypominającym elipsę i styka się z nim wierzchołkami. W wolnych od tłoka miejscach powstają ruchome komory, w których kolejno zachodzi sprężanie, spalanie (to tu generuje się moc silnika), wydech i zassanie mieszanki paliwowej.
Poruszający się tłok powoduje zmniejszenie objętości tych komór, przez co mieszanka zostaje zassana, sprężona i następnie wypchnięta z cylindra. Tłok umieszczony jest na mimośrodzie wału silnika, a połączone są przekładnią zębatą. To dzięki temu połączeniu praca tłoka zmieniona jest na moment obrotowy, gdyż ten wirując w swoisty sposób ciągnie za sobą wał.
Takty
Takty silnika Wankla są podobne do suwów w każdym innym silniku spalinowym czterosuwowym. W pierwszej fazie tłok zasysa do cylindra mieszankę paliwowo powietrzną. Ten takt nazywany jest dolotem. Obracając się tłok przepycha mieszankę dalej jednocześnie sprężając ją, gdyż jego kształt powoduje zmniejszenie komory podczas ruchu. Ten takt nazywa się sprężaniem.
Potem następuje zapłon, który powoduje obrócenie się tłoka i takt ten nazywany jest pracą. Obracając się dalej, tłok powoduje wypchnięcie spalin z cylindra, a ten takt nazywany jest wylotem.
W tym silniku tłok w kształcie zbliżonym do trójkąta (trójkąt Reuleaux o lekko wypukłych bokach) (1), mimośrodowo umieszczony w epitrochoidalnym korpusie (2), obracając się, tworzy komory: ssawną, sprężania, rozprężania (pracy) i wydechową. W zależności od kąta obrotu tłoka komory te zmieniają kształt i objętość.
W czasie jednego obrotu wału silnik wykonuje 3 cykle pracy - ssanie, sprężanie, wydech - silnik dwusuwowy wykonuje w czasie jednego obrotu wału jeden cykl pracy, czterosuwowy zaś na jeden cykl pracy potrzebuje dwóch obrotów wału. W momencie gdy mieszanka paliwowo-powietrzna jest maksymalnie sprężona, następuje zapłon. Mieszanka paliwowo-powietrzna dostarczana jest przez kanał doprowadzający (3), a spaliny odprowadzane przez kanał odprowadzający (4).
Ruch tłoka jest przenoszony na mimośrodowe odcinki wału centralnego. Ruch rotora jest kształtowany przez koła zębate nieruchomo przymocowane do płaskich ścian komory i współosiowe z wałem centralnym.
Animacja pracy silnika Wankla
Zalety
Jest to silnik o bardzo prostej konstrukcji. Jego rozmiary i masa są zdecydowanie mniejsze, niż w przypadku tradycyjnych silników benzynowych lub wysokoprężnych. Jego wibracje są w zasadzie minimalne, a poziom hałasu bardzo niski. Ma wysoką sprawność mechaniczną, co oznacza, że z małych pojemności można osiągnąć bardzo duże moce. Szybko wchodzi na wysokie obroty, co jest ważne w kwestii przyspieszenia.
Wady
Silnik Wankla ma główną wadę w budowie, mianowicie jego tłok wymaga uszczelnienia materiałem, który będzie bardzo wytrzymały. Niestety, taki materiał jeszcze nie jest znany i stosowane są w tym celu np. spieki ceramiczne. Wystarczają one na jakiś czas pracy, jednak po długiej eksploatacji wycierają się i w cylindrze powstają przedmuchy, na skutek, których zmniejszone jest ciśnienie sprężania, inaczej kompresja. Wtedy silnik traci moc. Motor ten również zużywa stosunkowo dużo paliwa, a co za tym idzie, emituje dużo spalin nieprzyjaznych środowisku.
Jest to konstrukcja, która wymaga niezwykle wytrzymałych materiałów. Jest jednak bardzo prosta, dlatego jest możliwe, że producenci skupią się na niej w najbliższym czasie.
Silnik Wankla, to inaczej silnik z tłokiem obrotowym. Wiruje on wewnątrz cylindra i ma kształt przypominający graniastosłup, jednak jego ściany są wypukłe. Już pod koniec XVIII wieku, James Watt zaprojektował i skonstruował maszynę parową, napędzaną takim właśnie, wirującym tłokiem. Jest to bardzo ciekawe rozwiązanie ze względu na absolutną prostotę konstrukcji. W początkowej fazie badań silnik ten stwarzał problemy, ponieważ wymaga on materiałów bardzo odpornych na ścieranie, tłok bowiem styka się z komorą silnika podczas pracy, wiruje i trze wierzchołkami o jej ścianki.
W związku z tym materiał bardzo szybko się zużywał i w silniku powstawały przedmuchy, dlatego pierwsze próby wykorzystania tego typu motoru spełzły na niczym. Taki materiał, który uszczelniłby skutecznie silnik i jednocześnie nie starł się zbyt szybko był po prostu niedostępny w czasach, kiedy silnik Wankla został wynaleziony.
Gdzie jest montowany?
Obecnie silniki Wankla są już montowane w samochodach marki Mazda. Są to modele RX-7 i RX-8. Na szczęście, dostępność materiałów, takich jak spieki ceramiczne, pozwala na w miarę efektywne uszczelnienie silnika Wankla.
Jak działa silnik Wankla ?
Wirujący tłokTłok silnika Wankla przypomina graniastosłup, z tym że jego ściany są wypukłe. Na każdym z wierzchołków umieszczony jest ceramiczny uszczelniacz, gdyż tłok porusza się w cylindrze o kształcie przypominającym elipsę i styka się z nim wierzchołkami. W wolnych od tłoka miejscach powstają ruchome komory, w których kolejno zachodzi sprężanie, spalanie (to tu generuje się moc silnika), wydech i zassanie mieszanki paliwowej.
Poruszający się tłok powoduje zmniejszenie objętości tych komór, przez co mieszanka zostaje zassana, sprężona i następnie wypchnięta z cylindra. Tłok umieszczony jest na mimośrodzie wału silnika, a połączone są przekładnią zębatą. To dzięki temu połączeniu praca tłoka zmieniona jest na moment obrotowy, gdyż ten wirując w swoisty sposób ciągnie za sobą wał.
Takty
Takty silnika Wankla są podobne do suwów w każdym innym silniku spalinowym czterosuwowym. W pierwszej fazie tłok zasysa do cylindra mieszankę paliwowo powietrzną. Ten takt nazywany jest dolotem. Obracając się tłok przepycha mieszankę dalej jednocześnie sprężając ją, gdyż jego kształt powoduje zmniejszenie komory podczas ruchu. Ten takt nazywa się sprężaniem.
Potem następuje zapłon, który powoduje obrócenie się tłoka i takt ten nazywany jest pracą. Obracając się dalej, tłok powoduje wypchnięcie spalin z cylindra, a ten takt nazywany jest wylotem.
W tym silniku tłok w kształcie zbliżonym do trójkąta (trójkąt Reuleaux o lekko wypukłych bokach) (1), mimośrodowo umieszczony w epitrochoidalnym korpusie (2), obracając się, tworzy komory: ssawną, sprężania, rozprężania (pracy) i wydechową. W zależności od kąta obrotu tłoka komory te zmieniają kształt i objętość. W czasie jednego obrotu wału silnik wykonuje 3 cykle pracy - ssanie, sprężanie, wydech - silnik dwusuwowy wykonuje w czasie jednego obrotu wału jeden cykl pracy, czterosuwowy zaś na jeden cykl pracy potrzebuje dwóch obrotów wału. W momencie gdy mieszanka paliwowo-powietrzna jest maksymalnie sprężona, następuje zapłon. Mieszanka paliwowo-powietrzna dostarczana jest przez kanał doprowadzający (3), a spaliny odprowadzane przez kanał odprowadzający (4).
Ruch tłoka jest przenoszony na mimośrodowe odcinki wału centralnego. Ruch rotora jest kształtowany przez koła zębate nieruchomo przymocowane do płaskich ścian komory i współosiowe z wałem centralnym.
Zalety
Jest to silnik o bardzo prostej konstrukcji. Jego rozmiary i masa są zdecydowanie mniejsze, niż w przypadku tradycyjnych silników benzynowych lub wysokoprężnych. Jego wibracje są w zasadzie minimalne, a poziom hałasu bardzo niski. Ma wysoką sprawność mechaniczną, co oznacza, że z małych pojemności można osiągnąć bardzo duże moce. Szybko wchodzi na wysokie obroty, co jest ważne w kwestii przyspieszenia.
Wady
Silnik Wankla ma główną wadę w budowie, mianowicie jego tłok wymaga uszczelnienia materiałem, który będzie bardzo wytrzymały. Niestety, taki materiał jeszcze nie jest znany i stosowane są w tym celu np. spieki ceramiczne. Wystarczają one na jakiś czas pracy, jednak po długiej eksploatacji wycierają się i w cylindrze powstają przedmuchy, na skutek, których zmniejszone jest ciśnienie sprężania, inaczej kompresja. Wtedy silnik traci moc. Motor ten również zużywa stosunkowo dużo paliwa, a co za tym idzie, emituje dużo spalin nieprzyjaznych środowisku.
Jest to konstrukcja, która wymaga niezwykle wytrzymałych materiałów. Jest jednak bardzo prosta, dlatego jest możliwe, że producenci skupią się na niej w najbliższym czasie.
| Poleć ten artykuł | |
| Podziel się z innymi: |
|
| URL: |
Dodaj komentarz
Zaloguj się, aby móc dodać komentarz.
Oceny
Tylko zarejestrowani użytkownicy mogą oceniać zawartość strony
Zaloguj się lub zarejestruj, żeby móc zagłosować.
Zaloguj się lub zarejestruj, żeby móc zagłosować.
Brak ocen. Może czas dodać swoją?