1 motorul wankel
TRANSCRIPT
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
1/38
2. Motorul Wankel
Conf.dr.ing. Dnu Gabriel Marinescu
1MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALEPENTRU AUTOMOBILESISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
2/38
2MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALEPENTRU AUTOMOBILESISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
Cuprins
2.1. Introducere2.2. Construcia generala a motorului Wankel2.3. Funcionarea motorului Wankel2.4. Construcia componentelor motorului Wankel2.5. Parametri specifici i performane
2.6. Variante constructive realizate
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
3/38
3MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALEPENTRU AUTOMOBILESISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.1. Introducere
Motorul cu piston rotativ aplicabil n propulsia automobilelor a fost inventat deFelix Wankel (1) n Germania i a fost brevetat n anul 1954.
El reprezint una din soluiile remarcabile in domeniul motoarelor pentruautomobile si a constituit obiectul unor ample cercetri ale unor firme deprestigiu din Germania (NSU, Mercedes), Frana (Citroen) i Japonia(Mazda) n anii 60-70.
Acest motor este o variant de motor termic neconvenional, la caremecanismul motor este nlocuit de un mecanism excentric cu pistontriunghiular echilateral, cu laturi curbilinii, n care sunt practicate camerele deardere.
El aparine familiei de motoare termice rotative, motoare la care elementelemobile ale mecanismului motor au numai micare de rotaie sau roto-
translaie n jurul unor axe fixe.
Felix Wankel,inventatorul variantei de motor
rotativ fabricat n serie
1. Felix Wankel a inventat ansamblul format din mantaua-stator de form epitrohoidal i rotorul triunghiular curbiliniu. Ulterior firmagerman NSU condus de Walter G. Frobe a adus perfecionri motorului propus de Wankel prin introducerea micrii de roto-translaiea pistonului-rotor, impus acestuia de un excentric de pe arborele motori un mecanism de roi dinate cu angrenare interioar.
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
4/38
4MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALEPENTRU AUTOMOBILESISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.1. Introducere
Deoarece axele de rotaie ale organului de putere
(pistonul-rotor) i ale elementului de nchidere dupdirecie radial(mantaua-stator) nu sunt concentrice,la micarea pistonului se creeazspaii de lucru cuvolum variabil.
Dei micarea rotativ este preferabil micrii alternative a pistonului, motoarele rotative nus-au afirmat cu o larg aplicabilitate astzi n domeniul automobilelor.
Apariia lor pe scar larg s-a fcut ntr-un moment de cumpn pentru automobil, crizaenergetic de la nceputul anilor 70 cnd au devenit prioritare nu performanele dinamice, ci:
economia de combustibil; depoluarea.
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
5/38
5MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALEPENTRU AUTOMOBILESISTEME NECONVENIONALEDEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.2. Construcia generala a motorului
Wankel
Construcia motorului Wankel i schema cinematic suntprezentate n figura alaturata.
Motorul este construit din trei pri principale:
-arborele motor 1 cu excentricul 6,n jurul cruia rotorulexecut o micare complex (n jurul axei sale i n jurulaxei arborelui);
- rotorul 2, care ntr-o sectiune transversala este deform triunghiular, cu laturi curbilinii n care suntpracticate degajrile 8, corespunztoare camerelor deardere;
- statorul carterul sau blocul motorului 3,n interiorul
creia este prelucrat suprafaa interioar, al crei profilgeometric se realizeaz dup o epitrohoid (o formparticular a cicloidelor).
Schema de principiu (a) i prile constructive principale ale motorului
Wankel (b) : 1-arborele motor; 2-rotorul triunghiular; 3-carcasa; 4-coroana dinat fix; 5-dantura interioar a rotorului; 6-excentric; 7-
manta de rcire; 8-camera de ardere din rotor; 9-bujii; 10-garnitur de
etanare de vrf; 11-orificiu de admisie; 12-orificiu de evacuare.
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
6/38
6MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALEPENTRU AUTOMOBILESISTEME NECONVENIONALEDEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.2. Construcia generala a motorului
Wankel
Geometria suprafeei interioare i micarea complex arotorului sunt astfel corelate, nct vrfurile rotorului
triunghiular s etaneze trei spaii de lucru distincte ntimpul funcionrii.
Motorul funcioneaz dup ciclul convenional n patrutimpi. Cei patru timpi se realizeaz prin micareacomplex a rotorului, astfel nct volumul spaiului delucru se modific periodic, crescnd i descrescndpentru a asigura:
admisia; compresia; arderea-destinderea; evacuarea.
Pentru a obine micarea complex a rotorului arboreluimotor este prevzut cu un excentric circular 6 cucentrul uor deviat de la axa arborelui.
Schema de principiu (a) i prile constructive principale ale motorului
Wankel (b) : 1-arborele motor; 2-rotorul triunghiular; 3-carcasa; 4-coroana dinat fix; 5-dantura interioar a rotorului; 6-excentric; 7-
manta de rcire; 8-camera de ardere din rotor; 9-bujii; 10-garnitur de
etanare de vrf; 11-orificiu de admisie; 12-orificiu de evacuare.
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
7/38
7MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALEPENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.2. Construcia generala a motorului
Wankel
n centrul rotorului, n partea lateral a acestuia (veziseciunea longitudinal), este practicat un alezaj prin
intermediul cruia rotorul se adapteaz la excentricul depe arbore.
ntre rotor i excentric este inserat un rulment cu ace.Prin urmare, cnd arborele se rotete, rotorul va efectuao micare pe orbit relativ fa de axa arborelui motorn conformitate cu poziia excentricului.
Pentru a asigura transmiterea micrii de la rotor laarborele motor, pe unul din carcasele laterale n jurullagrului arborelui motor este fixat o coroan dinat cudantur exterioar4.
n interiorul rotorului este montat o coroan dinat cudantur interioar5, n aa fel nct alezajul dininteriorul rotorului s se adapteze perfect la excentriculde pe arborele motor.
Schema de principiu (a) i prile constructive principale ale motorului
Wankel (b) : 1-arborele motor; 2-rotorul triunghiular; 3-carcasa; 4-coroana dinat fix; 5-dantura interioar a rotorului; 6-excentric; 7-
manta de rcire; 8-camera de ardere din rotor; 9-bujii; 10-garnitur de
etanare de vrf; 11-orificiu de admisie; 12-orificiu de evacuare.
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
8/38
8MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALEPENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.2. Construcia generala a motorului
Wankel
Pentru a sincroniza micarea excentricului cu micarearotorului, astfel nct cele trei coluri ale acestuia s fie
permanent n contact cu pereii carcasei, raportul detransmitere este de 2/3, ceea ce nseamn c danturarotorului trebuie s aib trei dini la fiecare doi pecoroana fix.
Acest raport va determina ca la rotirea complet arotorului arborele motor s fac trei rotaii.
Orificiul de admisie 11 este practicat deasupra zoneimediane a carcasei n capacele laterale, iar orificiul deevacuare 12sub zona median n peretele carcasei.
Bujiile se introduc n orificii filetate pe partea opus a
orificiilor de admisie i evacuare a gazelor 9.Schema de principiu (a) i prile constructive principale ale motorului
Wankel (b) : 1-arborele motor; 2-rotorul triunghiular; 3-carcasa; 4-coroana dinat fix; 5-dantura interioar a rotorului; 6-excentric; 7-
manta de rcire; 8-camera de ardere din rotor; 9-bujii; 10-garnitur de
etanare de vrf; 11-orificiu de admisie; 12-orificiu de evacuare.
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
9/38
9MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALEPENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.2. Construcia generala a motorului
Wankel
1 - carter lateral
2 - carterul rotorului (stator)3 - rotor4 - arbre motor (excentric)5 - pinion fix6 - volant motor7 - segmenti axiali si laterali8 galerie de admisie
9 colector de evacuare10 suruburi de fixare a carterelor11 - turbocompresor
Componentele motorului Mazda RX-7
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
10/38
10MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALEPENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Fazele ciclului n patru timpi la motorul Wankel: a) admisia 1-2-3-4; b)
compresia i aprinderea 5-6-7; c) arderea i destinderea 8-9-10; d) evacuarea
11-12 (Doc. Daimler Chrysler)
a b
c d
Fenomenele gazodinamice i termodinamice censoesc desfurarea ciclului la motorul Wankel
prezint unele particulariti fa de cele de la motorulcu piston convenional dei ciclul de funcionare esteciclul motorului n patru timpi, cu aprindere prinscanteie.
Diagrama indicata a motorului Wankel
1
2
34
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
11/38
11MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALEPENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Fazele ciclului n patru timpi la motorul Wankel: a) admisia 1-2-3-4; b)
compresia i aprinderea 5-6-7; c) arderea i destinderea 8-9-10; d) evacuarea
11-12 (Doc. Daimler Chrysler)
a b
c d
Fazele realizrii ciclului motorului Wankel suntprezentate n figura alaturata n care se consider crotorul are o micare n sens orar.
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
12/38
12MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALEPENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Admisia
Procesul admisiei este este marcat pe diagrama
indicat prin evolutia 1-2
Diagrama indicata a motorului Wankel
1
2
34
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
13/38
13MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALEPENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Admisia
Fazele ciclului n patru timpi la motorul Wankel: a) admisia 1-2-3-4; b)
compresia i aprinderea 5-6-7; c) arderea i destinderea 8-9-10; d) evacuarea
11-12 (Doc. Daimler Chrysler)
a b
c d
Procesul ncepe cu volumul minim ntre flancurilerotorului i peretele carcasei cu segmentul de etanareA la o mic distan dincolo de orificiul de admisie(fig.a).
La miscarea rotorului volumul camerei de lucru se
mrete (evoluia 1-2-3-4).Admisia se ncheie dup ce segmentul urmtor, careetaneaz camera de lucru, a depit orificiul de
admisie (fig.d).
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
14/38
14MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALEPENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Admisia
Fazele ciclului n patru timpi la motorul Wankel: a) admisia 1-2-3-4; b)
compresia i aprinderea 5-6-7; c) arderea i destinderea 8-9-10; d) evacuarea
11-12 (Doc. Daimler Chrysler)
a b
c d
Deschiderea complet a orificiilor de admisie Iamotorul Wankel
se realizeazfoarte rapid (pe o
durat de 20 30 RAC) dup care se pstreaz untimp ndelungat aceeai seciune de trecere i n finalse nchid la fel de rapid.
La motorul clasic cu piston n micare alternativseciunea maxim de trecere prin supape se atinge
pentru scurt timp abia dup120 ... 150 RACde lanceperea deschiderii admisie.
Din aceste motive vitezele ncrcturii proaspete dinorificiile de admisie ale motorul Wankel sunt mult maimici dect la trecerea pe sub supape cu motorul cu
piston convenional, umplerea fiind mult mai bun.
+ -
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
15/38
15MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALEPENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Admisia
Fazele ciclului n patru timpi la motorul Wankel: a) admisia 1-2-3-4; b)
compresia i aprinderea 5-6-7; c) arderea i destinderea 8-9-10; d) evacuarea
11-12 (Doc. Daimler Chrysler)
a b
c d
Umplerea mai este favorizatn plus de faptul c nconducta de admisie a motorului, Ia sarcini turaiedeterminat, se stabilete un curent continuudeoarece amestecul (sau aerul in cazul injectiedirecte de benzina) este admis printr-un singur orificiu
de admisie.
La motorul convenional cu mai muli cilindri sestabilete un astfel de curent numai pe primul tronsonal conductei de admisie, respectiv de la carburator(corpul clapetei) pn la ramificarea conductei.
+ -
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
16/38
16MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALEPENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Admisia
Fazele ciclului n patru timpi la motorul Wankel: a) admisia 1-2-3-4; b)
compresia i aprinderea 5-6-7; c) arderea i destinderea 8-9-10; d) evacuarea
11-12 (Doc. Daimler Chrysler)
a b
c d
Datoritcontinuitii curentuluin conducta deadmisie i a vitezei relativ ridicate acesteia, trecereaamestecului n spaiul de lucru al motorului lanceputul deschiderii orificiului de admisie se facefoarte rapid, favoriznd umplerea.
Pentru intensificarea acestui fenomen se deschideorificiul de admisie mai trziu dect la motorul
convenional.
ntrzierea la nchiderea admisiei este mai mic dect
la motorul convenional, deoarece postumplerea lamotorul Wankel este mult mai dificil, curentul deamestec fiind puternic deviat de de etanare de pe
vrfurile rotorului.
+ -
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
17/38
17MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALEPENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Comprimarea
Procesul comprimarii este este marcat pe diagramaindicat prin evolutia 2-3
Diagrama indicata a motorului Wankel
1
2
34
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
18/38
18MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALEPENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Comprimarea
Fazele ciclului n patru timpi la motorul Wankel: a) admisia 1-2-3-4; b)
compresia i aprinderea 5-6-7; c) arderea i destinderea 8-9-10; d) evacuarea
11-12 (Doc. Daimler Chrysler)
a b
c d
Dup ce segmentul posterior al camerei de lucrudepete orificiul de admisie, ncrctura proaspteste reinut ntre flancul rotorului, elementele deetanare i peretele carcasei.
In spaiul de lucru urmtor prin orificiul de admisie
care este deschis ptrunde ncrctura proasptpentru umplere.
In continuare, prin micarea rotorului se reduceuniform spaiul de lucru nchis realizndu-seprogresiv procesul comprimrii (evolutia 5-6-7).
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
19/38
19MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALEPENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Comprimarea
Fazele ciclului n patru timpi la motorul Wankel: a) admisia 1-2-3-4; b)
compresia i aprinderea 5-6-7; c) arderea i destinderea 8-9-10; d) evacuarea
11-12 (Doc. Daimler Chrysler)
a b
c d
Comprimarea amestecului are loc n condiiile unuicontact al ncrcturii cu pereii carcasei mult mai recidect pereii motorului convenional.
De aceea, temperatura amestecului crete mai puin
n timpul comprimrii, iar raportul de comprimarepoate fi mai mare dect la motorul convenional(pentru acelai combustibil).
+ -
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
20/38
20MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALEPENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Comprimarea
Fazele ciclului n patru timpi la motorul Wankel: a) admisia 1-2-3-4; b)
compresia i aprinderea 5-6-7; c) arderea i destinderea 8-9-10; d) evacuarea
11-12 (Doc. Daimler Chrysler)
a b
c d
Pe de alt parte raportul de comprimare poate fi mritdeoarece amestecul comprimat nu mai primetecldura de la organele de evacuare puternic nclziteca la motorul convenional. Valoarea acestuia este deordinul 8 ... 11.
Se ajunge la finalul procesului de comprimare la
temperaturi de ordinul 500 ... 600K .
n timpul comprimrii presiunea crete de la 2 ... 3bar, la 8 ... 14 bar la sarcina totala.
+ -
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
21/38
21MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALE
PENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Arderea i destinderea
Procesul arderii si destinderii este este marcat pediagrama indicat prin evolutia 3-4
Diagrama indicata a motorului Wankel
1
2
34
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
22/38
22MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALE
PENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Arderea i destinderea
Fazele ciclului n patru timpi la motorul Wankel: a) admisia 1-2-3-4; b)
compresia i aprinderea 5-6-7; c) arderea i destinderea 8-9-10; d) evacuarea
11-12 (Doc. Daimler Chrysler)
a b
c d
Spre sfritul procesului comprimrii, volumul minimal spaiului de lucru (volumul camerei de ardere) serealizeaz atunci cnd segmentul A a trecut de bujiei poziia medie a flancului rotorului i este adiacent
poriunii de mijloc a peretelui carcasei (fig. 2.4,c).
n acest moment se declaneaz scnteia si are loc ocretere rapid a presiunii determinnd procesuldestinderii cu micarea rotorului, mrirea spaiului delucru i scderea presiunii
Ca rezultat se aplic rotorului i danturii interioare ofor de apsare n sensul de rotaie, care prin lobulexcentric i reaciunea danturii exterioare fixeforeaz arborele excentric s se roteasc cu o viteztripl fa de viteza rotorului.
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
23/38
23MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALE
PENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Arderea i destinderea
Fazele ciclului n patru timpi la motorul Wankel: a) admisia 1-2-3-4; b)
compresia i aprinderea 5-6-7; c) arderea i destinderea 8-9-10; d) evacuarea
11-12 (Doc. Daimler Chrysler)
a b
c d
Dup cum se poate observa camera de ardere amotorului Wankel are o form alungiti nu se poatemodifica dect n limite restrnse deoarece estedelimitat de pereii rotorului i carcasei.
n zona de ardere a amestecului temperaturaamestecului este mai ridicat, ns datorit lungimii
camerei de ardere durata arderii se mrete.
Bujia nu este splat de ncrctura proaspt ntimpul admisiei i comprimrii, deci temperatura saeste mai mare dect la motorul convenional.
+ -
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
24/38
24MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALE
PENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Arderea i destinderea
Fazele ciclului n patru timpi la motorul Wankel: a) admisia 1-2-3-4; b)
compresia i aprinderea 5-6-7; c) arderea i destinderea 8-9-10; d) evacuarea
11-12 (Doc. Daimler Chrysler)
a b
c d
Procesul de ardere poate fi mbuntit, n general,prin montarea a dou bujii: una n zona anterioarcamerei de ardere i a doua n zona posterioara aacesteia.
Poziionarea unei bujii n zona posterioar de
presiune ridicat a camerei de ardere tinde smreasc lucrul mecanic indicat i s contribuie lareducerea consumului de combustibil, n timp ce dacbujia este plasat n zona anterioar a camerei deardere se obine o pornire mai uoari o mai bunfuncionare la mers n gol.
+ -
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
25/38
25MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALE
PENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Evacuarea
Procesul evacuarii este este marcat pe diagramaindicat prin evolutia 4-1
Diagrama indicata a motorului Wankel
1
2
34
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
26/38
26MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALE
PENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Evacuarea
Fazele ciclului n patru timpi la motorul Wankel: a) admisia 1-2-3-4; b)
compresia i aprinderea 5-6-7; c) arderea i destinderea 8-9-10; d) evacuarea
11-12 (Doc. Daimler Chrysler)
a b
c d
n continuarea rotirii rotorului segmentul deschideorificiul de evacuare, permind golirea spaiului delucru 10 (fig.b) de gazele de ardere sub influenapropriei energii cinetice i a modificrii volumuluispaiului de lucru, evolutia 11-12 (fig. c,d).
Presiunea scade de la 3 4 bar pn la presiunea
atmosferic. Se asigur evacuarea complet aspaiului de lucru de gazele de ardere.
Procesul de evacuare se caracterizeaz prin vitezamare de curgere a gazelor n conducta de evacuarede Ia nceputul pn la sfritul acestui proces.
+ -
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
27/38
27MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALE
PENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Evacuarea
Fazele ciclului n patru timpi la motorul Wankel: a) admisia 1-2-3-4; b)
compresia i aprinderea 5-6-7; c) arderea i destinderea 8-9-10; d) evacuarea
11-12 (Doc. Daimler Chrysler)
a b
c d
Din aceast cauz la sfritul evacurii dintr-o spatiude lucru, cnd debitul de gaze evacuate scade, naval de orificiu de evacuare se creeazo depresiunede scurt durat care favorizeaz eliminarea gazelorarse de la spatiul de lucru ce vine succesiv n
comunicaie cu orificiul de evacuare.
De un astfel de fenomen nu beneficiaz motorulconvenional.
+ -
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
28/38
28MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALE
PENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Evacuarea
Fazele ciclului n patru timpi la motorul Wankel: a) admisia 1-2-3-4; b)
compresia i aprinderea 5-6-7; c) arderea i destinderea 8-9-10; d) evacuarea
11-12 (Doc. Daimler Chrysler)
a b
c d
Descriind principiul de funcionare, se constat cmotorul realizeaz trei cicluri de funcionare n patrutimpi la o rotaie a rotorului i trei rotaii ale arborelui
motor.
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
29/38
29MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALE
PENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Evacuarea
Fazele ciclului n patru timpi la motorul Wankel: a) admisia 1-2-3-4; b)
compresia i aprinderea 5-6-7; c) arderea i destinderea 8-9-10; d) evacuarea
11-12 (Doc. Daimler Chrysler)
a b
c d
Temperaturile pereilor cilindrului la motorulconvenional sunt mult diferite de temperaturilepereilor interiori ai carterului motorului Wankel, ceea
ce se explic prin condiiile diferite de funcionare.
La motorul Wankel pereii interiori indiferent depuncte sunt splai cu gaze ale cror temperaturi suntspecifice proceselor ce se desfoar n spaiile delucru respective.
Spre exemplu la spaiul n care se produce admisiai nceputul compresiei pereii interiori ai carcasei aucele mai sczute temperaturi (sub 100 C), valoriconfirmate de datele experimentale.
Diferenele de temperaturi influeneaz asupra striitermodinamice a gazelor i prin urmare asupracaracterului desfurrii proceselor de lucru naceste motoare.
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
30/38
30
MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALE
PENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Generarea momentului motorOricare ar fi tipul motorului termic, momentul motor este creat de exercitareapresiunii gazelor arse rezultate prin arderea amestecului aer -combustibil asupraunei suprafete a echipamentului mobil.
La motorul termic cu piston in miscare alternativa aceasta presiune se exercita
asupra partii superioare a pistonului.
Forta dezvoltata (B)este transmisa prin intermediul bielei arborelui cotit; ea aredoua componente: una (V) ce se exercita in directia palierului si o a II-aperpendiculara pe raza manetonului (r).
Aceasta din urma creaza momentul motor.
La motorul termic cu piston rotativ aceasta presiune se exercita asupra uneia dinfetele rotorului.
Forta rezultata (B) se pate descompune si ea in doua componente: una (V) cese exercita in directia palierului si o a II-a perpendiculara pe raza excentricului (r).
Aceasta din urma creaza momentul motor.
Rotativ
Alternativ
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
31/38
31
MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALE
PENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Comparatia functionarii motor alternativ- motor rotativ
Eliminarea elementelor cu gabarit sporit:biela si arborele cotit la motorul rotativ
induce si alte particularitati in ciclul defunctionare.
Astfel, daca la motorul alternativ necesita 2rotatii arbore cotit pentru a realiza un ciclude functionare in 4 timpi complet, motorulrotativ are nevoie de o rotatie in plus a
arborelui de iesire.
De fapt arborele de iesire la motorul rotativefectueaza trei rotatii pentru o rotatiecompleta a rotorului
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
32/38
32
MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALE
PENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Comparatia functionarii motor alternativ- motor rotativ
Pistonul sau are, de fapt, trei suprafete delucru, spre deosebire de motorul alternativcare nu are decat una.
Ca urmare la o rotatie a rotorului au loc treicicluri complete.
Coroborand aceste doua aspecteconstatam ca motorul rotativ realizeaza 6
cicluri la 6 rotatii ale arborelui de iesire pecand motorul alternativ numai trei pentruacelasi numar de rotatii.
Altfel spus, motorul rotativ efectueaza unciclu pe rotatie pe cand motorul alternativ ojumatate de ciclu pe rotatie.
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
33/38
33
MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALE
PENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.3. Funcionarea motorului Wankel
Comparatia functionarii motor alternativ- motor rotativ
Putem astfel concluziona ca un motor
rotativ birotor este echivalent unui motoralternativ cu 4 cilindri, un trirotor cu un 6cilindri.
Mazda precizeaza si un alt avantaj tehnic:nivelul redus al variatiilor de moment motor
ca urmare a efectuarii a trei cicluri pe rotatiedetermina restrictii mecanice mai redusepentru piesele motorului si transmisiei.
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
34/38
36
MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALE
PENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.4. Constructia componentelormotorului Wankel
Geometria suprafeei interioare a carteruluimotorului Wankel
Suprafaa interioar a carcasei motorului Wankel serealizeaz dup o curb numitepitrohoid (o form
particular a cicloidelor).
Aceast curb reprezint traiectoria descris de unpunct (P) situat pe un cerc de raza R/4 (cu centrul inO) cand un cerc concentric cu el si de raza R/2ruleaza fr alunecare pe un alt cerc stationar cu
raza R, numit cerc de baza.
Dupa o rostogolire completa curba generat va fi oepitrohoid cu doi lobi. Acest profil este ales pentrusuprafata interioara a statorului in care se va afla inmiscare de roto-translatie un rotor cu trei laturicubilinii.
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
35/38
54
MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALE
PENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.6. Variante constructive realizate
Motorul Wankel NSU M35 Motorul Wankel Comotor 624
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
36/38
55
MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALE
PENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.6. Variante constructive realizate
Grupul motopropulsor Citroen GS birotor cu motor Wankel Comotor 624 (doc. Citroen)(doc. Citroen)
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
37/38
56
MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALE
PENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.6. Variante constructive realizate
Motorul rotativ cu patru rotoare Mercedes M950
-
7/22/2019 1 Motorul Wankel
38/38
57
MOTOARE I TRANSMISII NECONVENIONALE
PENTRU AUTOMOBILE
SISTEME NECONVENIONALE
DEPROPULSIE I TRANSPORT
2. MOTORUL WANKEL
2.6. Variante constructive realizate
Motorul Wankel RENESIS RX-8produs de Mazda (Doc. Mazda)