회전식 내연 기관

나는 회전자 엔진을 생각했다.

마쓰다 (Mazida) 는 이 기술을 채택한 스포츠카를 가지고 있다.

회전자 엔진 소개

현재 왕복동 피스톤 엔진은 상용차에 널리 사용되고 있다. 잘 알려져 있지만 거의 사용되지 않는 엔진도 있다. 바로 삼각 피스톤 회전자 엔진이다. 회전자 엔진은 밀러 사이클 엔진이라고도 합니다. 삼각형 회전자의 회전 동작을 이용하여 압축과 배출을 제어하는데, 전통적인 피스톤 왕복동 엔진의 직선 운동과는 매우 다르다. 이런 엔진은 독일인 피가스 반켈이 발명한 것이다. 선인의 연구 성과를 총결하는 기초 위에서 몇 가지 주요 기술 문제를 해결하여 첫 번째 회전자 엔진을 성공적으로 개발하였다. 일반 엔진은 왕복동 엔진이다. 일할 때 피스톤은 실린더 안에서 왕복 직선 운동을 한다. 피스톤의 직선 동작을 회전 동작으로 변환하려면 크랭크 링크 매커니즘을 사용해야 합니다. 회전자 엔진은 달리 가연성 가스의 연소 팽창력을 구동 토크로 직접 변환합니다. 왕복동 엔진과 비교해, 회 전자 엔진은 쓸모 없는 직선 운동을 제거 한다, 그래서 동일한 힘을 가진 회 전자 엔진은 더 작다, 더 가벼운 무게, 진동 및 소음은 더 낮다, 중대 한 이점이 있다. 회전자 엔진의 운동 특징은 삼각형 회전자의 중심이 출력축의 중심을 중심으로 회전할 때 삼각형 회전자 자체도 중심을 중심으로 회전하는 것입니다. 삼각형 회전자가 회전할 때 삼각형 회전자를 중심으로 한 내부 톱니바퀴는 출력 축을 중심으로 하는 기어와 맞물려 있고 기어는 실린더에 고정되어 있으며 내부 톱니바퀴의 톱니 수는 기어의 톱니 수에 비해 3 대 2 입니다. 위의 모션 관계는 삼각형 회전자 정점 (즉, 배럴 벽 모양) 의 모션 트랙을 "8" 처럼 보이게 합니다. 삼각형 회전자는 실린더를 세 개의 개별 공간으로 나눕니다. 세 공간 각각은 흡기, 압축, 작업 및 배출을 차례로 완료합니다. 삼각 회전자는 일주일 동안 회전하고, 엔진 점화는 세 번 작동한다. 위 운동관계로 인해 출력축의 회전 속도는 회전자 속도의 3 배이며 왕복동 엔진의 피스톤과 크랭크축의 운동 관계 1: 1 과는 완전히 다릅니다.

[이 단락 편집] 로터 엔진 개발 역사

회전자 엔진 (왕켈 엔진) 은 밀러 사이클 엔진이라고도 불린다. 삼각형 회전자의 회전 동작을 이용하여 압축과 배출을 제어하는데, 전통적인 피스톤 왕복동 엔진의 직선 운동과는 매우 다르다. 이 엔진은 독일인 필리 왕켈 (1902- 1988) 이 발명한 것이다. 선인의 연구 성과를 기초로 몇 가지 주요 기술 문제를 해결하여 첫 번째 회전자 엔진을 성공적으로 개발하였다.

왕켈 1902 는 독일에서 태어났고, 192 1 끝 1926 은 하이델베르크의 한 과학기술출판사 영업부에 고용되었다. 1924 년, 왕켈은 하이델부르크에 자체 회사를 설립하여 많은 시간을 들여 회전자 엔진을 개발했다. 65438 에서 0927 까지 기밀성, 윤활 등 일련의 기술적 난제를 극복했다. 제 2 차 세계 대전 중 왕켈은 독일 공군에서 복무했다.

195 1 년, Figas Wankel 은 독일 NSU 사와 계약을 맺고 회전자 엔진을 공동 개발했습니다. 1954 년 4 월 3 일 NSU 는 첫 번째 회전자 엔진을 성공적으로 개발하여 5438+0958 년 6 월에 이 엔진에 대해 일련의 실험을 진행했다. 1960 년, 왕켈 회전자 엔진은 독일 공학회 세미나에서 처음으로 공개 토론을 했다. 3 년 후 NSU 는 프랑크푸르트 모터쇼에서 Wankel 회전자 엔진이 장착된 새로운 차종을 선보였다. 1964 년, NSU 와 시트로엥은 제네바에 합자회사 코모빌을 설립했고, 회전자 엔진은 처음으로 자동차를 장착하여 정식 제품이 되었다. 1967 년 일본 동양공업주식회사도 마자다 자동차에 회전자 엔진을 설치하고 대량 생산을 시작했다. 당시 업계 관계자들은 이 엔진이 작고 가볍고 조용하며 운행이 원활해 전통적인 피스톤 엔진을 대체할 가능성이 있다고 생각했다.

줄곧 신기술에 대해 독보적이었던 마쓰다 (Mazida) 는 거금을 들여 Wankel 에서 이 기술을 구입했다. 이것은 하이테크 기술이기 때문에, 이 기술을 아는 사람은 거의 없고, 엔진이 고장나도 수리할 수 없고, 기름 소모량도 매우 크다. 일부 자동차 업계 인사들은 이 엔진의 시장 전망에 대해 의심을 표했다. 1970 년대 석유 위기가 발발했을 때 각국은 각종 어려움에 대처하느라 회전자 엔진을 개발할 수 없었다. 마쓰다 회사만이 여전히 회전자 엔진의 잠재력을 믿고, 회전자 엔진을 독립적으로 연구하고 생산하며, 이를 위해 상당한 대가를 치렀다. 그들은 점차 회전자 엔진의 결함을 극복하고 실험생산에서 상업생산으로 성공적으로 옮겨갔고, 회전자 엔진이 장착된 RX-7 스포츠카로 미국 시장에 진출해 인상적이었다.

전 세계 환경 의식이 강화되고 석유 자원이 고갈됨에 따라 수소를 에너지로서의 연구는 이미 중대한 과제가 되었다. 마자다가 당시 고수했던 회전자 엔진은 구조적으로 수소를 태우는 데 가장 적합하고' 깨끗한' 것이다. 수소가 연소된 후 배출되는 것은 수증기이기 때문에 환경을 오염시키지 않기 때문이다. 마즈다는 수소를 연료로 사용할 수 있도록 RX-7 스포츠카의 회전자 엔진을 개조했다. 이 엔진은 마즈다 HR-X 에 조립돼 1 입방미터의 연료 탱크에 43 입방미터에 해당하는 압축 수소를 저장해 시속 60 킬로미터로 230 킬로미터를 주행해 각계 인사들의 관심을 받고 있다. 생산조립에서 유지 보수까지 회전자 엔진은 기존 엔진과 크게 다르기 때문에 개발 비용이 많이 든다. 또한 왕복피스톤 엔진의 전력, 무게, 배출, 에너지 소비가 과거보다 눈에 띄게 높아졌으며 회전자 엔진은 뚜렷한 장점을 보이지 않았다. 이 때문에 각 대형 자동차 업체들은 그것을 개발하는 열정이 없었고, 마즈다만이 애써 지탱하고 있다.

일반 엔진은 왕복동 엔진이다. 일할 때 피스톤은 실린더 안에서 왕복 직선 운동을 한다. 피스톤의 직선 동작을 회전 동작으로 변환하려면 크랭크 링크 매커니즘을 사용해야 합니다. 회전자 엔진은 달리 가연성 가스의 연소 팽창력을 구동 토크로 직접 변환합니다. 왕복동 엔진과 비교해, 회 전자 엔진은 쓸모 없는 직선 운동을 제거 한다, 그래서 동일한 힘을 가진 회 전자 엔진은 더 작다, 더 가벼운 무게, 진동 및 소음은 더 낮다, 중대 한 이점이 있다.

회전자 엔진의 움직임은 삼각형 회전자의 중심이 출력축의 중심을 중심으로 회전하는 반면 삼각형 회전자 자체는 중심을 중심으로 회전하는 것이 특징입니다. 삼각형 회전자가 회전할 때 삼각형 회전자를 중심으로 한 내부 톱니바퀴는 출력 축을 중심으로 하는 기어와 맞물려 있으며 기어는 실린더에 고정되어 회전하지 않습니다. 내부 기어의 톱니 수와 기어의 톱니 수 비율은 3:2 입니다. 위의 모션 관계는 삼각형 회전자 정점 (즉, 배럴 벽 모양) 의 모션 트랙을 "8" 처럼 보이게 합니다. 삼각형 회전자는 실린더를 세 개의 개별 공간으로 나눕니다. 세 공간 각각은 흡기, 압축, 작업 및 배출을 차례로 완료합니다. 삼각 회전자는 일주일 동안 회전하고, 엔진 점화는 세 번 작동한다. 위 운동관계로 인해 출력축의 회전 속도는 회전자 속도의 3 배이며 왕복동 엔진의 피스톤과 크랭크축의 운동 관계 1: 1 과는 완전히 다릅니다.

[이 단락 편집] 로터 엔진 작동 원리

회전자 엔진의 움직임은 삼각형 회전자의 중심이 출력축의 중심을 중심으로 회전하는 반면 삼각형 회전자 자체는 중심을 중심으로 회전하는 것이 특징입니다. 삼각형 회전자가 회전할 때 삼각형 회전자를 중심으로 한 내부 톱니바퀴는 출력 축을 중심으로 하는 기어와 맞물려 있으며 기어는 실린더에 고정되어 회전하지 않습니다. 내부 기어의 톱니 수와 기어의 톱니 수 비율은 3: 2 입니다. 위의 모션 관계는 삼각형 회전자 정점 (즉, 배럴 벽 모양) 의 모션 트랙을 "8" 처럼 보이게 합니다. 삼각형 회전자는 실린더를 세 개의 개별 공간으로 나눕니다. 세 공간 각각은 흡기, 압축, 작업 및 배출을 차례로 완료합니다. 삼각 회전자는 일주일 동안 회전하고, 엔진 점화는 세 번 작동한다. 위 운동관계로 인해 출력축의 회전 속도는 회전자 속도의 3 배이며 왕복동 엔진의 피스톤과 크랭크축의 운동 관계 1: 1 과는 완전히 다릅니다.

회전식 엔진과 전통적인 왕복식 엔진의 비교왕복식 엔진과 회전식 엔진은 모두 공기 연료 혼합물 연소로 인한 팽창 압력에 의존하여 회전력을 얻는다. 두 엔진의 기계적 차이는 팽창 압력을 이용하는 방식에 있다. 왕복동 엔진에서 피스톤 윗면에서 발생하는 팽창 압력은 피스톤을 아래로 밀고, 기계력은 커넥팅로드로 전달되고, 크랭크축 회전을 유도한다.

회전자 엔진의 경우 팽창 압력이 회전자 쪽에 작용합니다. 삼각형 회전자의 세 면 중 하나를 편심 축의 중심으로 밀어 넣습니다 (그림의 힘 PG 참조). 이런 운동은 두 분력의 작용으로 진행된다. 하나는 출력 축의 중심을 가리키는 구심력 (그림의 Pb 참조) 이고, 다른 하나는 출력 축을 회전하는 접선력 (ft) 입니다.

껍데기의 내부 공간 (또는 방적실) 은 항상 세 개의 작업실로 나뉜다. 회전자 운동 과정에서, 이 세 작업강의 용적은 끊임없이 변화하여, 진열통에서 연이어 흡기, 압축, 연소, 배기의 네 가지 과정을 완성하였다. 각 과정은 진열대의 다른 위치에서 진행되며 왕복식 엔진과는 확연히 다르다. 왕복식 엔진의 네 가지 과정은 모두 하나의 실린더 안에서 진행된다.

회전자 엔진의 변위는 일반적으로 단위 스튜디오 용적과 회전자 수로 표현됩니다. 예를 들어 모델 13B 의 이중 회전자 엔진은 "654cc × 2" 입니다.

단위 스튜디오 용적은 스튜디오의 최대 용적과 최소 용적 차이를 말합니다. 압축비는 최소 볼륨에 대한 최대 볼륨의 비율입니다. 왕복동 엔진에도 동일한 정의가 적용됩니다.

아래 그림에서 회전자 엔진의 작동 용적 변화와 4 행정 왕복식 엔진과의 비교. 이 두 엔진 모두에서 작업강 용적은 파도처럼 부드럽게 변하지만, 두 엔진 사이에는 뚜렷한 차이가 있다. 첫 번째는 각 프로세스의 회전 각도입니다. 왕복동 엔진 회전 180 도, 회전식 엔진 회전 270 도, 왕복동 엔진의 1.5 배입니다. 즉, 왕복동 엔진에서 크랭크 샤프트 (출력축) 는 네 가지 작업 중 두 번 (720 도) 회전합니다. 그러나 회전식 엔진에서 편심축은 세 바퀴 (1080 도) 회전하고 회전자는 한 바퀴 회전합니다. 이렇게 하면 회전자 엔진이 처리 시간이 길어져 작은 토크 파동을 형성하여 원활히 작동할 수 있습니다.

또한 고속으로 가동할 때에도 회전자의 회전 속도가 상당히 느려 흡기 시간을 더욱 느슨하게 하여 더 높은 동력성능을 얻을 수 있는 시스템의 가동을 용이하게 한다.

[이 단락 편집] 로터 엔진 적용

이제 마자다의 회전 엔진이 RX-8 에 전달되었습니다. 이번에는 RENESIS 가 어떻게 진행되고 있습니까? 첫째, 흡기구 면적이 30% 증가하여 엔진 흡기량이 10000 회전의 수요를 충족시키기에 충분하다. 그러나, 우리 모두 알고 있듯이, 이 저속 속도는 매우 나쁠 것입니다. 그래서 마쓰다 (Mazida) 는 원래의 3 진 2 단 설계를 3 진 3 단 설계로 변화시켜 저속 약점을 최대한 피했습니다. 회전 속도를 높이기 위해 처음으로 회전자를 파내어 회전자의 무게를 크게 줄여 자연 흡입 RX-8 이 회전 속도를 당겨 250 마력의 수준에 도달할 수 있게 했다. 하지만 RENESIS 엔진의 가장 혁신적인 부분은 배기구이다. 이전에는 회전자 엔진의 배기구가 가스실 벽에 만들어졌으며, 종종 연소되지 않은 기름과 약간의 윤활유가 이곳의 배기관에 긁혀 오염 문제를 일으켰다.

RENESIS 에서 배기구는 흡입구와 마찬가지로 앞뒤 벽에 위치하여 과거의 HC 오염 문제를 현장에서 해결하고, 흡입구가 배기관으로 새지 않도록 완전히 겹치지 않습니다. 앞뒤 벽에 각각 배기구를 하나씩 열어 엔진 배기구를 두 개로 만들어 배기 효율을 높여 고속의 목적을 달성할 수도 있다. 이미 280ps RX-7 에 있다고 들었어요. ) 이것이 RX-8 이 1.3L 의 배출량 하에서 250 마력을 생산할 수 있고, 또한 자연 흡기 상태에 있는 이유이다. 마쓰다 (Mazida) 의 로터 엔진 성과는 단번에 이뤄지는 것이 아니라 조금씩 끊임없이 수정해야만 현재의 RX-8 을 만들 수 있다!

[이 단락 편집] 장점 및 단점

회전자 엔진의 회전자는 일주일에 한 번씩 작동하며, 일반적으로 두 바퀴씩 작동하는 4 행정 엔진에 비해 마력 용적 비율이 높다는 장점이 있습니다 (작은 엔진 용적은 더 많은 전력을 출력할 수 있음). 또한 회전자 엔진의 축 작동 특성으로 인해 정확한 크랭크축 균형 없이 더 빠른 작동 속도를 얻을 수 있습니다. 전체 엔진에는 회전 부품이 두 개밖에 없다. 일반 4 행정 엔진에 흡기 배기문 등 20 여 개의 운동 부품에 비해 구조가 크게 단순화되어 고장 가능성이 크게 낮아졌다. 이러한 장점 외에도 회전자 엔진의 장점으로는 작은 크기, 가벼운 무게, 낮은 무게 중심이 있습니다.

반대로, 회전자 엔진의 세 개의 연소실은 완전히 격리되어 있지 않기 때문에, 엔진이 일정 기간 사용한 후에는 유봉 재료의 마모로 인해 공기가 새어 기름 소비와 오염이 크게 증가하기 쉽다. 그것의 독특한 기계 구조도 이런 엔진을 유지하기 어렵게 한다.

회전자 엔진은 작은 배기량, 고속으로 높은 출력을 생성하는 특징을 가지고 있지만, 왕복동 엔진의 작동 특성과는 달리 세계 각국은 엔진 배기량과 관련된 세금을 제정할 때 회전자 엔진의 실제 배기량에 2 를 곱해 왕복동 엔진과의 비교 기준으로 삼고 있다. 예를 들어 일본 마자다가 보유하고 있는 회전자 엔진이 장착된 RX-8 스포츠카는 실제 배기량이 1.308 입방센티미터에 불과하지만 일본에서는 26 1.6 입방센티미터의 배기량을 세금 분류 계산의 기준으로 삼고 있다.