Chúng tôi mắc nợ việc tạo ra động cơ quay cho một Dr. Felix Wankel . Năm 1924, ở tuổi 22, ông thành lập phòng thí nghiệm nghiên cứu của mình dành riêng cho việc thiết kế động cơ quay. Quan tâm đến công việc của ông, Bộ Hàng không Đức tài trợ cho nghiên cứu của mình trong Chiến tranh thế giới thứ hai, tin rằng đây sẽ là tương lai của ngành kỹ thuật. Sau chiến tranh, một nhà sản xuất xe máy, NSU, tạo mối quan hệ đối tác với Wankel.
Năm 1958, động cơ quay đầu tiên có chức năng và thực tế ra đời, KKM. Với một rôto, KKM có độ dịch chuyển tổng cộng là 400cm³. NSU chính thức thông báo, vào năm 1959, sự thành công của động cơ Wankelrotary. Hơn một trăm công ty trên khắp thế giới đến thời điểm này nắm quyền sở hữu các kế hoạch kỹ thuật của động cơ này. 38 trong số đó là Nhật Bản.
Một số nhà sản xuất đã cố gắng phát triển khái niệm này mà không đưa ra được thành phẩm. Thật kỳ lạ, chỉ có một công ty nhỏ của Nhật Bản tên là Toyo Kogyo tiếp tục nghiên cứu, trong khi những người khác từ bỏ. Jujiro Matsuda, khi đó là chủ tịch của công ty, bị thuyết phục về tiềm năng của động cơ mang tính cách mạng này. Năm 1961, ông ký hợp đồng với NSU để cùng thiết kế một nguyên mẫu khả thi. Tiếp nối thành công của bộ phận thành công nhất của mình, Toyo Kogyo được đổi tên theo tên của nhà sản xuất nổi tiếng mà mọi người biết đến ngày nay là Mazda .
Năm 1963, Mazda mở bộ phận tìm kiếm chỉ dành riêng cho động cơ quay. KenichiYamamoto, người sau đó là người đứng đầu bộ phận này, có hơn 47 nhân viên phục vụ của mình. Nhiệm vụ của anh ta? Tìm cách sử dụng thực tế của động cơ chuyển động để nhắm mục tiêu sản xuất hàng loạt và bán thương mại. Các vấn đề của Twomajor làm trì hoãn hoạt động tiếp thị của nó:các linh kiện bên trong bị mài mòn sớm và lượng dầu tiêu thụ rất cao. Sau nhiều tháng tìm kiếm và hơn 300 giờ thử nghiệm, phớt mới và dầu nhớt được thiết kế đặc biệt cho động cơ quay đã giải quyết được hai vấn đề chính này.
Không giống như ý tưởng ban đầu, Mazda ưu tiên thiết kế động cơ đa chuyển động. Mẫu rôto đơn do NSU chế tạo, ở tốc độ thấp, khá thiếu máu khi xảy ra lốc xoáy và bị thiếu ổn định dẫn đến rung lắc khó chịu. nhanh chóng được đưa vào dây chuyền sản xuất với mật danh 10A.
10A là máy quay đầu tiên được bán trên thị trường trên ô tô. Lần xuất hiện đầu tiên của nó là vào ngày 30 tháng 5 năm 1967, khi Mazda bán Cosmo Sport, chiếc xe một động cơ duy nhất trên thế giới. Được trang bị bộ chế hòa khí bốn nòng kép được gắn hai bên trên các cổng nạp và bugi cho mỗi rôto, 10A phát triển công suất đầu ra 110 mã lực. Xét về độ nhẹ của chiếc xe và công nghệ có sẵn vào thời điểm đó, Cosmo Sport được báo chí ô tô coi là một kỳ tích công nghệ.
Mãi đến năm 1970, Mazda mới bắt đầu xuất khẩu xe sang Bắc Mỹ. Thật không may, vào thời điểm đó, Hoa Kỳ đang trong quá trình áp dụng các tiêu chuẩn khí thải nghiêm ngặt nhất. Hơn nữa, họ đang ở giữa cuộc khủng hoảng dầu mỏ. Để giải quyết vấn đề, Mazda tạo ra một lò phản ứng nhiệt đốt cháy khí thải gây ô nhiễm. Nhà sản xuất cuối cùng cũng có thể tiếp thị chiếc ô tô động cơ quay đầu tiên ở Bắc Mỹ, R100 .
Những cải tiến khác, chẳng hạn như hệ thống đánh lửa cường độ cao và ống xả phản ứng, cho phép Mazda giảm mức tiêu thụ nhiên liệu lên đến 40%, đảm bảo khả năng hoạt động của động cơ quay ở Bắc Mỹ.
Nhờ thành công trong việc giảm thiểu lượng khí thải ô nhiễm và mức tiêu thụ nhiên liệu, Mazda đang đẩy mạnh nghiên cứu để tối đa hóa hiệu suất của động cơ quay. Một trong những cải tiến đầu tiên được thực hiện là thiết kế sáu cổng nạp cho động cơ quay 12A (hai buồng 573 cc). Mỗi rôto được trang bị ba cổng nạp mà việc mở được điều khiển trong hai giai đoạn. Cơ chế này cải thiện hiệu suất nhiên liệu mà không làm giảm hiệu suất cao cấp. Một trong những chiếc xe đầu tiên - và chắc chắn là một trong những chiếc được biết đến nhiều nhất - được hưởng lợi từ động cơ này là phiên bản đầu tiên của RX-7, FB3S, ra đời vào tháng 3 năm 1982. Tuy nhiên, sẽ cần phải đợi đến năm 1983 trước khi thấy chiếcRX tăng áp đầu tiên -7.
Các động cơ tăng áp và rôto luôn hoạt động tốt. Điều này chủ yếu là do động cơ quay có xu hướng giải phóng năng lượng lớn hơn từ cổng xả khi so sánh với động cơ truyền thống. Đặc điểm tính cách này có thể được quy cho việc mở đột ngột các cổng xả, vốn là dòng gián tiếp với chuyển động trục xuất của rôto. Và tất nhiên, năng lượng thoát ra từ ống xả nhiều hơn cho phép sử dụng bộ tăng áp tốt hơn.
Thế hệ thứ hai của RX-7, FC3S, có lẽ được biết đến nhiều hơn với động cơ quay neophytes. 4 phiên bản có sẵn tại thời điểm đó, đó là SE, GTU, GLX và Turbo II. Ba chiếc đầu tiên được cung cấp bởi phiên bản khí quyển và sử dụng động cơ 13B (hai buồng 672cc) phun điện tử. Được giới thiệu vào năm 1985 với tên gọi 1986 MY, FC3S là chiếc RX-7 đầu tiên có phanh đĩa trên cả bốn bánh. Mẫu SE cơ bản được trang bị bánh xe 14 inch và kẹp phanh hai pít-tông phía trước. GTU, được coi là phiên bản thể thao của nhóm, có mui xe bằng nhôm cũng như kẹp phanh bốn pít-tông và hộp số Turbo IIversion. GLX được trang bị cụm điện và bánh xe 15 inch. Cuối cùng, phiên bản Turbo II là phiên bản mạnh nhất với cơ chế 13B-T. Mazda tuyên bố rằng phiên bản turbo của 13B đang phát triển 180 mã lực ở tay quay.
Vào năm 1988, FC3S được chỉnh sửa lại một số chi tiết về mặt thẩm mỹ và có một cú hích tốt về hiệu suất chống thấm ngược. Kỵ binh của 13B tăng từ 145hp lên 160hp trong khi 13B-T cung cấp khoảng 200hp. Sự khác biệt về hình ảnh là rất tinh tế; điểm khác biệt giữa hai thế hệ là đèn hậu mới của mẫu xe năm 1988, tròn ở mỗi đầu thay vì đèn hình chữ nhật như những năm trước.
Phiên bản cuối cùng của RX-7 có tên mã FD3S. Chiếc xe thể thao cỡ lớn này được giới thiệu vào năm 1992 dưới dạng mẫu xe năm 1993. Mặc dù bản thân chiếc xe ngày nay vẫn được coi là cách giải thích đẹp nhất của động cơ truyền động, đó là nhờ những điều kỳ diệu ẩn dưới mui xe. Theengine được gọi là 13B-REW (REW cho Động cơ quay Twin Turbo) sử dụng twoturbos ở chế độ tuần tự, đạt tới 255hp khá tốt với redzone bắt đầu từ 8000 vòng / phút!
Về lý thuyết, chế độ tuần tự không đơn giản. Ở vòng tua máy thấp, chỉ có một turbo được sử dụng. Rõ ràng là vận hành một turbo đơn sẽ dễ dàng hơn hai. Điều này cải thiện phản ứng của động cơ ở tốc độ thấp. Không khí được điều áp bởi turbothen thứ nhất cho phép động cơ tạo ra đủ công suất để lái chiếc thứ hai mà không làm tổn hại đến dải công suất ở tốc độ thấp trong khi thu được các ngoại suy ở tốc độ cao.
Bốn phiên bản đã được cung cấp tại Nam Mỹ, đó là mô hình cơ sở, Touring, PEP và R1 / R2. Phiên bản hạng sang TheTouring được trang bị các tùy chọn như bọc da, hệ thống âm thanh Bose, cửa sổ trời chỉnh điện, điều khiển hành trình. TheTouring cũng là phiên bản duy nhất được cung cấp dưới dạng tùy chọn với hộp số tự động. PEP hay “Gói trang bị phổ biến”, như tên gọi của nó, là gói phổ biến nhất và được trang bị tiêu chuẩn với cửa sổ trời, ghế da và điều khiển hành trình. R1, phiên bản đặc biệt dành cho những người yêu thích xe hiệu suất cao, nhận được hệ thống treo thể thao, bộ làm mát dầu đôi, thanh chống trước, ghế bọc da lộn và cánh gió sau. Vào năm 1994, chiếc R1 được thay thế bằng chiếc R2. Nhưng thật không may, Mazda cũng đang loại bỏ chiếc FD3S khỏi thị trường Mỹ.
Nếu bạn quan sát kỹ động cơ arotating, bạn sẽ nhận thấy rằng nó bao gồm một số tấm được lắp ráp giống như một chiếc bánh sandwich. Trong một động cơ quay truyền thống, tức là động cơ 2 rôto (trong trường hợp của chúng tôi là 13B), chúng tôi nhận thấy sự hiện diện của sáu tấm trong số này. Đặt trang bìa trước là ngoại lệ, chúng tôi sẽ tập trung vào năm trang khác trong thời gian này.
Hai tấm lớn hơn được gọi là vỏ rôto. Như tên gọi của chúng cho thấy, chúng chứa cả hai động cơ. Nội thất của vỏ đại diện cho bề mặt làm việc hoặc, nếu bạn thích, là buồng đốt. Bề mặt này ở dạng atrochoidal. Nói cách khác, hãy tưởng tượng một vòng tròn mà các đầu của nó sẽ được kéo dài trên một trục thẳng đứng để tạo cho nó một hình dạng thuôn dài. Thêm hai phần nhô ra phía trong một chút ở mỗi đầu của trục ngang và bạn sẽ có được một hình dạng trochoidal.
Nếu bạn quan sát ngôi nhà, bạn sẽ nhận thấy rằng có hai phong bì, một bên trong và một bên ngoài. Giữa cả hai, có hàng chục đoạn đường có hình dạng khác nhau. Các vòng tròn nhỏ nhất trên đường viền là các lỗ cho bu lông tăng áp. Đây là những gì kết nối các tấm. Các vòng tròn lớn hơn đại diện cho các đoạn bên trong dầu. Các lỗ hở khác của các dạng khác nhau là các ống dẫn chất làm mát.
Trên bề mặt bên trong của giày, có thể thấy hai lỗ nhỏ. Đây là vị trí của các bugi. Cái trên cùng được gọi là bugi sau và cái dưới cùng là bugi dẫn đầu. Hãy xem thêm về điều đó ở phần sau. Bây giờ, chúng ta hãy nhìn vào lỗ mở lớn ở phía bên của vỏ. Đó là cổng xả của rôto được sử dụng để loại bỏ các chất cặn bã của quá trình đốt cháy. Yếu tố quan trọng cuối cùng là lối đi ở phía trên bên trái của vỏ, được sử dụng để đưa dầu cần thiết đến các khớp chóp thông qua một khe hở nhẹ trên bề mặt bên trong. Động cơ bốn thì không thông thường sử dụng các vòng piston, không thể bôi trơn các khớp với bề mặt không tiếp xúc với lửa. Thật vậy, các con dấu ở đỉnh hoạt động như các vòng đệm và luôn được phơi sáng. Thay vào đó, dầu được bơm trực tiếp vào để bôi trơn các bộ phận, điều này giải thích cho việc tiêu thụ quá nhiều dầu của động cơ quay.
Ba tấm còn lại được gọi là vỏ bên và vỏ bên trung gian. Ngoài vai trò làm kín của chúng bên trong vỏ rôto, chúng còn chứa các cổng nạp của động cơ. Các cổng nạp trên tấm trung gian, có nghĩa là, một ở trung tâm của hai vỏ rôto, được gọi là các cổng chính. Phía trên các cổng này là hai lỗ mở ở tấm giữa cho các kim phun. Ở đây cần lưu ý rằng cửa nạp được đặt ngang với rôto và không đối diện với nó như các cổng xả. Các tấm bên cũng chứa cái gọi là cổng thứ hai. Sau năm 1984, các động cơ quay 13B không tăng áp, trên tấm hông của chúng có một cặp khẩu độ khác với tổng số sáu cửa. Hai cổng bổ sung này được đặt tên là “phụ trợ”. Chúng được mở bởi các bộ kích hoạt tốc độ cao để tối đa hóa hiệu suất và đóng ở tốc độ thấp để thúc đẩy mô-men xoắn.
Nếu bạn quan sát các lớp sơn, bạn sẽ nhận thấy rằng dầu đang lưu thông trên bề mặt của các tấm này. Thật vậy, khi rôto quay, nó tạo ra ma sát trên bề mặt bên, bề mặt này phải được bôi trơn để tránh làm mòn sớm các bộ phận bên trong. Cũng cần lưu ý rằng các đường dẫn dầu này hạn chế kích thước của các cửa nạp. Khi điều chỉnh máy quay, mục tiêu là tìm một cách khéo léo để tăng kích thước của các cổng này nhằm cung cấp không khí và nhiên liệu hiệu quả hơn đến động cơ trong khi vẫn tôn trọng các giới hạn của động cơ.
Các bộ phận quan trọng nhất chắc chắn là rôto và trục truyền động lệch tâm. Nếu bạn nhìn vào tâm của các cánh quạt, bạn có thể thấy một bề mặt răng cưa và bề mặt không nhẵn. Phần cuối cùng này đại diện cho ổ trục của rôto. Phần đã mài mòn được trộn với một phần răng cưa khác được gọi là bánh răng tĩnh. Chúng được gắn vào các tấm bên. Trục truyền động trung tâm trượt qua tất cả các bộ phận, từ đĩa đến rôto và qua các bánh răng đứng yên.
Các rôto chỉ không quay trên trục cố định. Chuyển động của chúng là tổng của hai chuyển động rất riêng biệt. Đầu tiên là xoay đơn giản. Các rôto đạt được điều này thông qua các ổ trục của chúng (bề mặt nhẵn) liên tục không tiếp xúc với hai thùy của trục lệch tâm. Các thùy này nằm ngoài trục quay của trục, chúng ngăn không cho rôto chuyển động cùng một mức. Các thùy làm cho rôto quay quanh trục quay của trục lệch tâm. Do đó, chuyển động cuối cùng là sự kết hợp giữa chuyển động quay và quỹ đạo của các rôto.
Để hiểu rõ hơn về nguyên lý cơ bản về cách hoạt động của động cơ quay, chúng ta sẽ sử dụng một số thuật ngữ được sử dụng với động cơ bốn thì truyền thống. TDC (tâm điểm chết trên) là điểm tại đó piston đạt đến chiều cao tối đa, do đó giảm thiểu không gian có sẵn bên trong buồng đốt. BDC (tâm chết dưới) là điểm mà piston ở điểm thấp nhất, do đó cung cấp không gian tối đa . Chúng tôi sẽ sử dụng các điều khoảnTDC và BDC theo không gian tối đa hoặc tối thiểu mà rôto sẽ cung cấp.
Nếu bạn bắt đầu từ TDC, lấy đầu trên bên trái của rôto và quay theo chiều kim đồng hồ, thì sẽ bắt đầu chu trình nạp. Điều này kết thúc khi đầu tương tự đạt đến BDC. Ở đây cần lưu ý rằng rôto quay theo chiều kim đồng hồ với tốc độ bằng một phần ba tốc độ của trục lệch tâm. Giữa TDC và BDC, trục tâm sẽ quay 270 °. Cao hơn 90 ° so với 180 ° cần thiết cho động cơ bốn thì cho cùng một hoạt động.
Một lần nữa, từ BDC đếnTDC, cần 270 ° để hoàn thành chu kỳ nén. Chú ý hỗn hợp không khí / nhiên liệu được nén vào tường như thế nào. Tại thời điểm này, bugi sáng lên để tạo ra quá trình đốt cháy. Thêm 270 ° nữa và bạn sẽ đạt đến BDC kết thúc chu trình đốt cháy. Sau đó, rôto đẩy khí thải ra ngoài qua cổng xả của vỏ động cơ, di chuyển 270 ° cuối cùng để quay trở lại điểm xuất phát.
Mỗi mặt của rôto cách nhau 120 ° và đồng thời thực hiện một chu kỳ khác với các mặt khác. Bằng cách này, trên 360 °, ba mặt của rôto điều khiển thành MỘT chu kỳ công suất cho MỘT vòng quay của trục lệch tâm. Trên động cơ bốn thì truyền thống, cần có hai vòng quay 360 °. Kết quả là, động cơ quay có khả năng của động cơ bốn thì gấp đôi lượng dịch chuyển của nó. Động cơ 13B dung tích 1.3L tương đương với động cơ 2.6L. Đây là nơi thể hiện sức mạnh của động cơ quay. Trong khi cực kỳ nhỏ gọn, chúng có tiềm năng của một động cơ lớn hơn nhiều.
Như đã đề cập trước đây, có hai bugi trên mỗi tấm. Cái ở dưới cùng là cái dẫn đầu và cái ở trên cùng là bugi chạy sau. Nếu chúng ta tính đến việc sử dụng rôto phía trước mang số 1 và phía sau là số 2, tên của mỗi bugi sẽ là L1, L2, T1 và T2. Khi buồng đốt (phần lồi trên bề mặt rôto) đạt đến TDC gần nhất trong suốt chu kỳ nén, bugi dẫn đầu đánh lửa hỗn hợp này trước. Trailing bugi sau đó kích hoạt khoảng 10 ° đến 15 ° sau đó. Điều quan trọng là phải xác định rằng bugi được kích hoạt lần thứ ba trong chu kỳ. Hiện tượng này được gọi là "bãi rác". Để đơn giản hóa hệ thống đánh lửa, các bugi sử dụng cuộn dây cùng tên, do đó cùng một tín hiệu. Bugi L1 và L2 được kích hoạt cùng một lúc. Động cơ quay hiện đại sử dụng cảm biến vị trí trục lệch tâm cũng như ba cuộn dây, một cho cả hai phích cắm đầu và một cho mỗi phích cắm sau.
Động cơ Renesis của RX-8 được cho là cải tiến vượt bậc so với người anh em của nó, 13B-REW. TheRenesis cũng nhỏ gọn hơn và nhẹ hơn 30%. Khái niệm về các cảng Sixintake là deja-vu, nhưng vị trí của các cảng xả là sự đổi mới mang tính đồng bộ. So với các động cơ trước đây, Renesis không có các cổng xả ở ngoại vi của vỏ rôto. Itrather sử dụng hai cổng, một cổng trực tiếp trên tấm trung gian và cổng khác trên tấm bên. Các kỹ sư cho biết sự chồng chéo của van đã được giảm bớt, cải thiện 40% hiệu suất nhiên liệu khi không tải so với 13B-REW. Tóm lại, Renesis tạo ra ít khí thải hơn, không tiêu tốn nhiên liệu và quá trình đốt cháy được cải thiện đáng kể.
Có một số kho báu ẩn giấu trong thế giới động cơ quay mà rất ít người biết đến. Một ví dụ như vậy là 20B-REW, một ba rô-to biturbo được cung cấp trong Eunos Cosmo, một chiếc xe hơi Nhật Bản được bán từ tháng 1 năm 1990 đến tháng 3 năm 1996. Với dịch chuyển là 1962 cm³, 20B-REW về cơ bản có các khả năng tương tự như một động cơ V8 nhỏ. Với áp suất 10,29 psi đến từ các turbo, công suất đạt tới 280hp, tất cả có thể bị giới hạn bởi các hạn chế do luật pháp Nhật Bản áp đặt. Để cung cấp cho bạn một ý tưởng, động cơ tương tự này ở chế độ khí quyển sẽ phát triển 250hp, 320hp nếu được sản xuất phù hợp. Khó tin rằng áp suất 10 psi chỉ tạo ra 50hp hơn. Trên thực tế, với một bộ điều khiển áp suất đơn giản, có thể dễ dàng đạt đến mốc 400hp. Với sự quan tâm và tận tâm hơn một chút, 700hp sẽ không thể đạt được.
Nếu công suất như vậy có thể đạt được với động cơ ba rôto, chỉ cần tưởng tượng điều gì sẽ có thể xảy ra với bốn! Loại động cơ này rất tiếc là không có sẵn, ngoại trừ trong các cuộc đua. Trong số những chiếc được biết đến nhiều nhất là chiếc 26B được trang bị cho Mazda 787B, chiếc xe đua Nhật Bản đầu tiên giành chiến thắng trong 24h của Le Mans. Đối với những người quan tâm, động cơ này phát triển không dưới 700 mã lực tại 9000 vòng / phút và mô-men xoắn 448 lb-ft tại 6500 vòng / phút, tất cả đều ở chế độ khí quyển. Động cơ có một số bộ phận chung với 13B, một số người nói rằng có thể tạo ra động cơ bốn rôto tùy chỉnh sử dụng hai động cơ 13B.
Nếu một ý tưởng như vậy chắc chắn có vẻ thú vị, thì không khó để tưởng tượng một ngân sách xây dựng thiết lập sẽ yêu cầu lớn như thế nào!
Bản dựng lại động cơ 101
Cảm biến dịch vụ ô tô 101
ECU:Nó là gì và cách điều chỉnh nó | Auto Mechanic 101
Các vấn đề về độ tin cậy của động cơ quay và cách giải quyết hầu như tất cả