Wankel 엔진은 편심 운동 메커니즘을 사용하여 자동차의 전원을 생성하는 특수 유형의 로터리 엔진입니다.
왕복 국소 연소 엔진은 수십 년 동안 유비쿼터스 회전 전력 공급원이었습니다. 그러나, 그것은 자체 합병증 세트와 함께 제공되어 회전 운동을 생성하기 위해 왕복 운동을 사용하는 것이 낭비되는 것을 발견 한 한 특정 신사에게는 불만족스럽게 만들었습니다. 그의 좌절로 인해 Wankel 엔진이 개발되었습니다.
Wankel 엔진이란 무엇입니까?
Wankel 엔진은 편심 로터리 모션으로 전력을 생성합니다 (사진 크레디트 :HDP/Wikimedia Commons)
Wankel Engine은 왕복 운동보다는 로터리 모션에 의해 크랭크 전력을 생성하는 내연 엔진 유형입니다. 엔진은 17 세에 불과했을 때이 아이디어를 생각해 낸 발명가 인 Felix Wankel을 기리기 위해 지명되었습니다.
이 디자인은 움직이는 부품이 적고 효율성이 적고 단일 방향으로 회전하는 단순하고 더 컴팩트 한 장치로 고안되었습니다. 이것은 많은 움직이는 부품을 가지고 있으며 이들 부품의 거의 즉각적인 운동 반전과 관련된 기존의 왕복 기관과는 매우 달랐습니다.
.Wankel 엔진의 구성
회전 물체의 중심 이외의 지점에서 발생하는 회전 운동을 편심 운동이라고합니다. Wankel 엔진은 크랭크 샤프트에서 생성 된 회전력이 움직이는 부분의 편심 운동으로 인한 것이므로 편심 운동 엔진으로 간주됩니다. 내부 연소 엔진과 비교할 때 움직이는 부품을 적게 사용한다는 점에서 구조가 간단합니다.
1. 로터
주택에 Wankel 엔진의 로터 (사진 크레디트 :Roman Belogorodov/Shutterstock)
로터는 Wankel 엔진의 가장 중요한 부분입니다. 그것은 reeleaux 삼각형 주위에 느슨하게 형성된 3 차원 구조로, 약간 둥근 측면이있는 정측 삼각형입니다. 로터는 연소를 수용하기 위해 측면에 내장 된 챔버로 구성됩니다. 또한 연소로 인해 발생하는 에너지 누출로 인한 손실을 방지하기 위해 정점과 얼굴에 밀봉 표면이 있습니다.
2. 주택
하우징은 모양이 상피의 모양으로, 길쭉한 타원형 (사진 신용 :Bigalbaloo/Shutterstock)과 거의 비슷합니다.
로터가 움직이는 하우징은 에피 트로 쉐이드라고도 알려진 대략 길쭉한 타원형으로 설계됩니다. 그러한 모양의 이점은 로터의 모든 정점이 항상 하우징과 접촉하고 있다는 것입니다. 또한 로터의 얼굴과 하우징의 내부 표면 사이에는 항상 작은 간격이 있다는 점에 유의해야합니다.
하우징에는 또한 가스 유도 및 배출을위한 입구 및 배기구 용 구멍이 있습니다.
3. 출력 샤프트
로터에 맞는 편심 로브가있는 출력 샤프트 (사진 신용 :Jurgis Mankauskas/Shutterstock)
출력 샤프트는 연소 중에 하우징 내의 로터의 움직임에 디자인이 중요한 핵심 구성 요소입니다. 그것은 메인 샤프트의 축에서 오프셋되어 로터에 맞는 원형 로브로 구성됩니다. 이 원형 로브는 출력 샤프트의 순수한 회전 운동을 통해 로터의 편심 운동을 변환합니다.
Wankel 엔진 작업
Wankel Engine in Action (사진 크레디트 :Y_TAMBE/WIKIMEDIA COMMONS)
모든 엔진에는 가연성 전하라고도하는 작동 매체가 있습니다. 가연성 전하는 최적의 연소를 달성하기 위해 특정 비율로 혼합 된 공기 및 연료로 구성됩니다. Wankel 엔진은 Otto 사이클로 알려진 열역학적 사이클에서 작동합니다. 이주기에는 다음 단계가 있으며 아래 다이어그램과 함께 이해할 수 있습니다.
Wankel 엔진에서 오토 사이클의 단계별 고장 (사진 크레디트 :Fred the Oyster/Wikimedia Commons)
로터의 시계 방향 회전을 가정합니다 :
1. 섭취 (대기압에서의 전하)
vertex 1이 입구 포트를 가로 지르면서 vertex 2는 여전히 입구와 배기 포트 사이에 있으며, 신선한 가연성 전하가 챔버로 끌어집니다.
2. 압축 (일정한 에너지에서의 전하량 감소)
Vertex 2가 입구 포트를 가로 지르면서 1과 2 사이의 가연성 전하는 로터와 하우징 사이에서 '압착'되어 압축을 초래합니다.
.3. 점화 (일정한 부피에서의 열 첨가)
전하가 압축되는 동안 스파크를 통해 점화됩니다. 이로 인해 일정한 부피에서 열 발생이 발생합니다. 이로 인해 1과 2로 둘러싸인 구역의 압력도 상승하기 시작하여 로터가 움직이고 '편안하게'강요됩니다.
.4. 배기 (일정한 열에서 부피의 팽창)
점화로 인한 엄청난 압력으로 인해 로터는 팽창을 허용하기 위해 움직입니다. 1과 2는 확장으로 이동했지만 Vertex 3은 유도에 적합한 위치를 가정합니다. 한편, 1과 2 사이의 배기 포트는 소비 된 가스의 퇴학을 허용하여 연속주기입니다.
Wankel 엔진의 장점 및 단점
Wankel 엔진이 개발되었을 때, 100 명의 제조업체가 자체 버전의 설계를 구현하기 위해 서두르고있었습니다. Wankel 로타리 엔진은 여러 가지 이유로 왕복 엔진을 승리했습니다.
장점
Wankel 엔진은 왕복 상대 (사진 크레디트 :Flickr)보다 컴팩트합니다.
1. 기계적 구성 요소가 적어 마모가 줄어 듭니다.
2. Wankel 엔진은 왕복 엔진 크기의 1/3에서 동등한 전력을 만들 수 있으므로 전력 대량 비율이 향상됩니다.
3. 겹치는 연소 사이클은 엔진이 더 높은 RPM에서 작동 할 수있게하는 동시에 전력의 우수하고 부드러운 전달을 만듭니다.
4. Wankel 엔진은 자연스럽게 균형을 이루고 불균형 힘으로 인해 발생하는 문제에 직면하지 않으며, 이는 왕복 엔진의 주요 문제입니다.
5. 왕복 피스톤 엔진과 달리 Wankel 엔진은 압수 할 수 없습니다.
그러나 많은 기계적 우수성이 있음에도 불구하고 Wankel 엔진은 주류 옵션이되지 못했습니다.
단점
1. 하나의 피스톤이 하나의 사이클 만 해결하는 왕복 엔진과 달리, Wankel 엔진의 로터는 서로 다른 온도에서 작동하는 3 개의 영역이있어서 고르지 않은 확장과 결과적으로 에너지 분리가 열악합니다.
2. 연소 챔버는 균일 한 단면이 없지만 대신 두 표면 사이에 퍼져 있습니다. 이로 인해 느리고 불완전한 프로세스가 발생하여 시스템으로부터 회전되지 않은 전하가 추방되어 비 효율성이 증가합니다.
3. 원형 피스톤 링을 통해 밀봉 된 왕복 엔진과 달리 정점의 밀봉 요소가 장기간 엄청난 압력을 견딜 수 없으므로 로터를 밀봉하기가 어렵습니다.
Wankel 엔진의 응용
Mazda RX-8은 Wankel 엔진을 사용합니다 (Photo Credit :Joeborg/Shutterstock)
1. Motorsports-다중 로터 Wankel 엔진은 과거에 큰 성공을 거둔 자동차 및 오토바이 경주에서 사용되었습니다. 그들은 Mazda, Citroen, Rolls Royce, Norton 및 MZ와 같은 제조업체에서 눈에 띄게 사용되었습니다.
2. 항공 - RPM 운영 용량과 소형으로 인해 가벼운 항공기에 적합합니다. Wankel Engines는 공회전하고 워밍업하는 데 많은 시간이 필요하지 않으므로 결과적으로 비행 전 검사 테스트 중 항공기 대기 시간을 줄일 수 있습니다.
미래가 Wankel 엔진에 어떤 영향을 미치는지
Wankel 엔진은 왕복 엔진에 비해 고유 한 이점이 있지만, 연소 관련 비 효율성은 자동차 응용 프로그램에 불리합니다. 그러나 그들의 소형 특성은 전기 자동차의 보조 전력 지원에 도움이되며, 중간에 충전이 부족한 경우. 연소 관련 응용 프로그램 외에도 Wankel Engines는 밀봉 관련 손실이 장치의 성능에 실제로 영향을 미치지 않는 압축기 및 펌프에서도 사용하기 위해 탐색되고 있습니다.
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