C ải thiện tớnh năng của động cơ đốt trong truyền thống
d. Nhiờn liệu tỏi sinh
6.1. Động piston quay
Động cơ piston quay đó được thiết kế và giới thiệu từ lõu với ưu điểm về kết cấu nhỏ gọn, làm việc khụng bị rung do cỏc lực quỏn tớnh. Nhưng do tại thời điểm ra đời cụng nghệ vật liệu cũng như cụng nghệ chế tạo chưa phỏt triển cho nờn, ngay sau khi ra đời khụng đỏp ứng được yờu
ThS.Tr ng M nh Hựng
cầu về độ bền do vậy, đó dừng chế tạo loại động cơ nàỵ Ngày nay cụng nghệ chế tạo cũng như cụng nghệ vật liệu phỏt triển cú thể chế tạo được loại động cơ này đỏp ứng yờu cầu về độ bền. Động cơ piston quay là một động cơ đốt trong, được phỏt minh bởi kỹ sư người Đức Felix Wankel (hay cũn được gọi là động cơ Wankel, hay động cơ xoay Wankel) sử dụng một rotor để thay thế cho piston. Điều đú sẽ cho phộp động cơ hoạt động ờm hơn ở vũng tua mỏy cao, và động cơ cũng gọn nhẹ hơn so với động cơ piston thụng thường.
Bờn trong piston của động cơ, cựng một thể tớch buồng đốt đó thực hiện lần lượt 4 giai đoạn khỏc nhau – nạp, nộn, chỏy và xả. Động cơ xoay cũng thực hiện 4 giai đoạn đú, nhưng khỏc biệt ở chỗ, mỗi giai đoạn được thực hiện trong một khoang riờng. Mỗi giai đoạn cú một xilanh riờng và rotor di chuyển liờn tục từ xilanh này tới xilanh kế tiếp.
Cũng tương tự như động cơ piston chuyển động tịnh tiến, động cơ xoay hoạt động dựa trờn ỏp lực được tạo ra khi hỗn hợp giữa nhiờn liệu và khụng khớ bị đốt chỏỵ Trong động cơ piston, ỏp lực đú được nộn trong xilanh và làm piston chuyển động lờn xuống. Cỏc cơ cấu thanh truyền và tay quay sẽ biến chuyển động lờn xuống của piston thành chuyển động xoay (momen xoắn) để chiếc xe hoạt động.
Trong động cơ xoay, ỏp lực từ buồng đốt được nộn lại trong một khoang chứa, khoang này chớnh là một phần của buồng đốt và tiếp giỏp với một bề mặt của roto hỡnh tam giỏc.
ThS.Tr ng M nh Hựng
Mazda chớnh là nhà sản xuất đầu tiờn ứng dụng loại động cơ xoay trong cỏc dũng xe của hóng. RX-7, dũng xe ra mắt năm 1978, chớnh là chiếc xe sử dụng động cơ xoay đó gặt hỏi được nhiều thành cụng nhất. Nhưng trước đú, từ những năm 60 đó cú rất nhiều dũng xe của hóng như xe tải, hay xe bus sử dụng động cơ xoay, khởi đầu với dũng xe Mazda Cosmos Sport năm 1967. RX-7 đó chấm dứt sản xuất từ năm 1995, tuy nhiờn động cơ xoay hứa hẹn sẽ trở lại trong thời gian sắp tớị
Hình 6.6. ễ tụ Maxda RX-8 dựng động cơ xoay
một dũng ụ tụ mới của Mazda được trang bị động cơ xoay hoàn toàn mới với tờn gọi RENESIS cụng suất 250 mó lực. Động cơ mới đó giành giải “động cơ của năm” năm 2003.
Trong động cơ xoay, cú một hệ thống đỏnh lửa và hệ thống cung cấp nhiờn liệu cũng tương tự như trong động cơ piston. Tuy nhiờn, cấu tạo của cỏc hệ thống lại hoàn toàn khỏc với động piston thụng thường.
Trờn Rotor cú 3 mặt lồi, mỗi mặt này hoạt động tương tự như một piston. Mỗi mặt của rotor được thiết kế một khoảng lừm vào để tăng thờm dung tớch buồng đốt của động cơ, cho phộp hỳt được nhiều hỗn hợp khớ và nhiờn liệu vào buồng đốt hơn.
ThS.Tr ng M nh Hựng
Hỡnh 6.7 Rotor động cơ xoay
Tại mỗi đỉnh của mỗi mặt rotor cú một thanh nối bằng kim loại (apex seal) để làm kớn giữa rotor với xy lanh của buồng đốt. Ngoài ra, nú cũn chứa những vũng kim loại (face seal) trờn mỗi mặt để đúng kớn với cỏc mặt của buồng đốt.
Bờn trong cú một vành răng trong và ăn khớp với bỏnh răng được gắn cố định trong động cơ. Bỏnh răng ăn khớp sẽ xỏc định phương hướng hoạt động của rotor trong khoang động cơ.
ThS.Tr ng M nh Hựng
Hỡnh 6.8. khoang làm việc của động cơ
Buồng đốt của động cơ cú hỡnh gần giống hỡnh oval. Buồng đốt được thiết kế như vậy để 3 đỉnh của rotor cú thể tiếp xỳc với bề mặt bờn trong của khoang đốt, và chia hỗn hợp nhiờn liệu ra làm 3 phần riờng biệt:
Mỗi phần của buồng đốt xỏc định một phần hành trỡnh làm việc của động cơ. Bốn hành trỡnh
đú là:
- Hỳt - Nộn - Chỏy - Xả
Cổng hỳt nhiờn liệu (intake porte) và cửa xả (exhaust port) khớ thải đặt ngay trong khoang. Ở mỗi bộ phận khụng cú xupap, thay vào đú cửa xả khớ thải nối liền với lỗ thoỏt khớ, và cổng hỳt khớ kết nối trực tiếp với bướm gạ
Trục ra của động cơ quay quanh những vấu được tăng dần lờn và lệch tõm, cú nghĩa là chỳng chừa lại những khoảng trống từ khoảng giữa của trục rạ Mỗi rotor nối với một trong những vấu nàỵ Những chiếc vấu hoạt động cũng tương tự như trục khủy của động cơ piston. Khi rotor quay theo hành trỡnh trong khoang đốt, nú sẽ ộp vào những chiếc vấu đú. Vỡ những chiếc vấu được gắn lệch tõm với trục ra nờn lực rotor tỏc động lờn những chiếc vấu sẽ tạo ra mụ men xoắn trờn trục ra, và làm trục ra quaỵ
ThS.Tr ng M nh Hựng
Hỡnh 6.9. Trục ra của động cơ xoay