Silnik rotacyjny: Jakie są jego zalety?
Dzisiejszy artykuł skupi się na silniku rotacyjnym z ruchem posuwisto-zwrotnym tłoka i obrotową skrzynią korbową. Ponieważ mówimy o silniku rotacyjnym z ruchem posuwisto-zwrotnym tłoka, nie będziemy omawiać silnika Wankla, mimo że należy on do grupy silników rotacyjnych, ponieważ jego tłok obrotowy obraca się wokół mimośrodowego wału.
Nas będzie zatem interesował zupełnie inny typ silnika, jakim jest silnik rotacyjny, którego tłoki wykonują ruch posuwisto-zwrotny i którego skrzynia korbowa obraca się (obraca) razem z całym silnikiem.
Inhaltsverzeichnis
Co to jest silnik rotacyjny?
Silnik rotacyjny jest rodzajem silnika promieniowego, zwykle zaprojektowanego z nieparzystą liczbą cylindrów, którego wał korbowy jest sztywno przymocowany do konstrukcji samolotu, samochodu lub motocykla, a jego skrzynia korbowa wraz z cylindrami obraca się (obraca się) wokół niego.
Silnik Wankla: Jak działa i jakie ma zalety?
W przeszłości silnik rotacyjny tego typu był używany głównie do napędzania samolotów, ale znalazł również zastosowanie w motocyklach i samochodach.
Historia silnika rotacyjnego w pigułce
Pierwszy silnik rotacyjny z ruchem posuwisto-zwrotnym tłoka i obracającej się obudowy został wprowadzony w 1889 roku w Paryżu. Jego wynalazcą był Félix Millet, który opatentował ten silnik w 1888 roku.
Silnik rotacyjny był używany głównie w samolotach podczas I wojny światowej, ale także w latach tuż przed jej wybuchem. Ten typ silnika spełniał wszystkie kryteria stawiane silnikowi w tamtych czasach. Był mocny, stosunkowo niezawodny i miał mniejszą masę w porównaniu z innymi typami silników, ponieważ nie potrzebował koła zamachowego, dzięki płynniejszej pracy.
Oprócz zalet silniki rotacyjne miały również wady. Głównym z nich było zbyt wysokie zużycie paliwa, częściowo z powodu pracy silnika na pełnych obrotach, ale także z powodu złego rozrządu. Jednak pod koniec wojny silnik rotacyjny stał się przestarzały i powoli wychodził z użytku, zastępując go silnikami promieniowymi.
Wdrożenie silników rotacyjnych
Jak wspomniano, silniki rotacyjne były używane głównie w samolotach, ale kilka samochodów i motocykli było wyposażonych w silniki rotacyjne. Do pierwszych motocykli napędzanych silnikiem rotacyjnym można zaliczyć motocykl Millet z 1892 roku, który wygrał wiele wyścigów.
Kolejnym motocyklem z silnikiem rotacyjnym był motocykl Charles Redrup, który został wyposażony w trzycylindrowy silnik rotacyjny o pojemności 303 cm3.
Samochody z silnikami rotacyjnymi były produkowane przez amerykańskie firmy Adams-Farwell, Bailey, Balzer i Intrepid. Na przykład firma samochodowa Adams-Farwell produkowała samochody z 3-cylindrowymi silnikami rotacyjnymi w 1898 roku, a wkrótce potem przeszła na 5-cylindrowe silniki rotacyjne.
Silnik obrotowy i jego budowa
Silnik rotacyjny wykorzystuje głównie cykl czterosuwowy i ma cylindry rozmieszczone wokół wału korbowego, podobnie jak silnik gwiazdowy. Jednak zamiast stałego bloku cylindrów i obracającego się wału silnik rotacyjny jest wyposażony w nieruchomy (stały) wał korbowy, wokół którego obraca się cały blok cylindrów. Wał korbowy tego silnika jest przymocowany do konstrukcji samolotu, motocykla lub samochodu.
Silnik gwiazdowy: Czy wiesz, jaki to rodzaj silnika?
Istnieje wiele innych podobieństw między silnikami obrotowymi i promieniowymi. Podobnie jak silnik gwiazdowy, silnik rotacyjny jest często wyposażony w nieparzystą liczbę cylindrów, które zapalają się i zapewniają płynną pracę silnika. Silniki rotacyjne o parzystej liczbie cylindrów były zwykle dwurzędowe. Jeśli jest to jednorzędowy silnik rotacyjny, jest to również silnik płaski.
Większość silników rotacyjnych ma cylindry rozmieszczone wokół pojedynczego wału korbowego, podobnie jak silnik gwiazdowy. Były też obrotowe silniki bokserskie, a nawet jednocylindrowe wirniki.
Silnik obrotowy i jego zalety
Największą zaletą silnika rotacyjnego jest fakt, że cały silnik obraca się i zachowuje jak koło zamachowe, dzięki czemu silnik pracuje płynniej, a także ma mniejsze wibracje.
Wibracje są poważnym problemem we wszystkich silnikach lotniczych. Jest to również niepożądane w silnikach samochodowych, ponieważ konieczne jest wyposażenie silnika w ciężkie koło zamachowe w celu jego zmniejszenia.
Inne zalety silnika rotacyjnego to doskonałe chłodzenie powietrzem nawet przy niskich obrotach lub na biegu jałowym.
Silnik obrotowy i jego wady
Największa wada silników rotacyjnych objawia się przy zwiększaniu mocy. Wraz ze wzrostem mocy rośnie również ciężar silnika, a tym samym moment żyroskopowy, który próbuje obrócić cały samolot (lub inną maszynę) w kierunku obrotów silnika.
Problem ten można częściowo rozwiązać w samolotach, zapewniając przeciwny obrót śmigła samolotu.
Moc i moment obrotowy silnika: który z tych parametrów jest ważniejszy?
Inną wadą silników rotacyjnych jest wysokie zużycie paliwa w porównaniu z innymi typami silników. Fakt ten znacząco przyczynił się do upadku silników rotacyjnych i zastąpienia ich innymi, bardziej ekonomicznymi silnikami.
Inne silniki rotacyjne
Oprócz konfiguracji cylindrów poruszających się wokół nieruchomego wału korbowego istnieje kilka innych konstrukcji silników rotacyjnych. Do najbardziej znanych należy silnik Wankla, który ma nieruchomy (stały) wałek mimośrodowy, wokół którego obraca się obrotowy tłok.