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02-08-2024  (5297 lectures) Categoria: Articles

Wankel - Galloway

Wankel Motor rotativo

Por qu茅 (y c贸mo) un motor debe revolucionar suavemente

Desde Desde tiempos inmemoriales, la investigaci贸n se ha dirigido a encontrar sustitutos para fuentes cl谩sicas de energ铆a: la fuerza muscular del hombre o de los animales de tiro.

El Las primeras m谩quinas utilizaban energ铆a e贸lica o hidr谩ulica; Luego vino la m谩quina de vapor, seguido por el motor de combusti贸n interna. Con el motor de combusti贸n, los dise帽adores han tenido que asegurarse de que la salida de La m谩quina produce un movimiento giratorio, que es necesario durante casi cualquier aplicaci贸n pr谩ctica de la energ铆a producida.

[Fig 1]

[Fig 2]

Hay dos Tipos b谩sicos de motores de combusti贸n interna: los convencionales motor de pist贸n alternativo y el motor de pist贸n rotativo; aqu茅l se caracteriza por un mecanismo de manivela de conexi贸n (el cig眉e帽al) que transforma el movimiento lineal del pist贸n en circular movimiento.

[Figura 1]

Pist贸n rotativo Los motores no emplean un cig眉e帽al; El pist贸n lineal se sustituye por un pist贸n giratorio acoplado a un eje giratorio que realiza una movimiento giratorio variable sin verse afectado por la alternancia inercial fuerzas debidas a cambios en la velocidad del pist贸n, particularmente en la parte superior muerta centro y punto muerto inferior. Dado que el movimiento producido es rotativo, se puede utilizar directamente sin tener que ser Transformado.

[Figura 2]

Historia de Una invenci贸n

1588
Ramelli, un Un ingeniero italiano invent贸 una bomba de agua que se sigue utilizando en bombas de aceite y compresores.

1636

Pappenheim, un Un ingeniero alem谩n invent贸 la bomba de engranajes que todav铆a se usa para lubricar motores. Esta bomba de engranajes permiti贸 prescindir de la v谩lvulas de corredera rec铆procas utilizadas por Ramelli.

[Fig. 3]
Pappenheim conduc铆a su m谩quina por una rueda hidr谩ulica que se desplazaba junto a un arroyo y se utilizaba para alimentar fuentes de agua. El emperador Fernando II le concedi贸 un "privilegio", el equivalente a una patente con respecto a esta invenci贸n.
Aun En el siglo XVII, los ingenieros intentaban resolver el problema de la "a prueba de fugas" entre las partes m贸viles y este problema sigue siendo el tal贸n de Aquiles del motor de pist贸n rotativo, aunque Mazda parecer铆a haber reducido este problema a proporciones manejables.

1650

Otto von Guericke construy贸 una bomba de vac铆o que empleaba arandelas de cuero para evitar Fuga entre el cilindro y el pist贸n.
A帽o 1782

James Watt, quien invent贸 el mecanismo de manivela de biela de la m谩quina de vapor que hizo Es posible convertir el movimiento alternativo del pist贸n en giratorio motion dise帽贸 una m谩quina de pistones oscilantes en la que un ala La cuchilla giratoria realiz贸 una revoluci贸n casi completa descubriendo la entrada puertos en una c谩mara separada por una pared radial curva.

[Figura 4]

1799

Uno de los compa帽eros de trabajo, Murdock, adapt贸 la bomba de engranajes de Pappenheim para crear una M谩quina de vapor de pist贸n.

[Figura 5]

1846

El铆as Galloway construy贸 el primer motor de pist贸n rotativo con epicicloide interior y l铆nea exterior envolvente.

[Figura 6]

1859

Jones, modificado La bomba de engranajes de Pappenheim y produjo un rotor doble con solo dos dientes por marcha. Los compresores y bombas Rootes emplean esto principio.

[Figura 7]

1900

Alotham y Franchot dise帽贸 un compresor de paletas compuesto por un busto que giraba dentro de un Carcasa cicloidal.

[Figura 8]

1901

El americano, Cooley, present贸 una patente para un motor de pist贸n rotativo con un C谩mara exterior epicicloide y envolvente.

[Figura 9]

1908

El ingl茅s, Umpleby, transform贸 la m谩quina de vapor de Cooley en una m谩quina de combusti贸n interna motor, pero experiment贸 problemas con la estanqueidad al gas.

[Figura 10]

1923

Un sueco patente concedida a Wallinder y Skoog con respecto a una verdadera Motor t茅rmico de pist贸n con engrane dentado, interior envolvente Rotor hipocicloide e interno de cinco puntas con una relaci贸n de rotaci贸n de 5:6 que podr铆a usarse como combusti贸n interna de dos o cuatro tiempos motor.

[Figura 11]

1938

Sensaud y Lavaud, (los ingenieros franceses responsables de la Traction Avant caja de cambios autom谩tica que fue un fracaso) solicit贸 una patente para una Motor de pist贸n rotativo con engranajes de engrane interno en un carcasa hipocicloide y una relaci贸n de reducci贸n de 5:6. Tanto Renault como Citro毛n, a instancias del Ministerio del Aire franc茅s, proporcion贸 apoyo para este proyecto y se construyeron una serie de motores en Batignolles. Desafortunadamente, el motor no estuvo a la altura expectativas y el proyecto fue abandonado.

[Figura 12]

1943

Los suizos El fabricante Bernard Maillard construy贸 un compresor de aire basado en un Patente brit谩nica para una m谩quina de pist贸n rotativo con una relaci贸n de 2:3 y C谩maras internas hipocicloidales con superficie. Fugas bajo presi贸n hizo imposible el uso de este dise帽o como motor t茅rmico.

[Figura 13]

____________________________________


Motor rotativo Wankel

F脡LIX WANKEL

Wankel naci贸 en 1903 en Lahr, en el Schwarzwald, Alemania.

脡l era empleado en el departamento de ventas de una editorial cient铆fica en Heidelburg de 1921 a 1926.

En En 1924 estableci贸 un taller en Heidelburg donde realiz贸 sus primeros modelos de un motor de pist贸n rotativo. Al darse cuenta de que el problema principal Con tales dise帽os era la estanqueidad al gas, pas贸 un tiempo considerable intentando resolverlo. En 1927, los problemas eran en gran medida resuelto.

Durante Durante la Segunda Guerra Mundial, trabaj贸 para la Luftfahrtministerium alemana (Air Ministerio).

En 1951, Wankel y NSU firmaron un contrato que establece una asociaci贸n para desarrollar el motor de pist贸n rotativo.

En El 13 de abril de 1954, NSU - Vier construy贸 el primer motor rotativo Wankel Takte in einer Maschine, das sind vier Erfindungen in einer einzigen (Cuatro ciclos en un solo motor son no menos de cuatro invenciones en uno).

En En 1956, una motocicleta prototipo de NSU gan贸 todas las pruebas de su categor铆a y rompi贸 varios r茅cords mundiales en el Gran Lago Salado en los EE. UU. El motor era alimentado por un sobrealimentador Wankel.

En 1958, NSU comenz贸 las pruebas en el motor Wankel.

En 1960 el motor Wankel se discuti贸 por primera vez en p煤blico en el congreso de la Colegio Alem谩n de Ingenieros.

En 1963, NSU lanz贸 el Spider con motor Wankel en el Sal贸n del Autom贸vil de Frankfurt.

En 1964, la empresa COMOBIL se estableci贸 en Ginebra, una empresa conjunta entre NSU y Citro毛n, para desarrollar un autom贸vil con motor rotativo.

En En 1967 se cre贸 la empresa COMOTOR, otra empresa conjunta NSU/Citro毛n en Luxemburgo con el fin de fabricar y comercializar el Wankel motor. En el Sal贸n del Autom贸vil de Frankfurt, NSU present贸 el Ro80 que sali贸 a la venta en 1968.

En 1969, COMOTOR compr贸 850 000m3 de terreno en el Sarre para construir un f谩brica donde se producir铆a el motor Wankel.

En En 1970, Citro毛n produjo el聽prototipo M35.

Motor
: Rotor 煤nico Wankel
993 cm3 volumen
barrido聽6 CV fiscal Valoraci贸n
: 9:1 Relaci贸n
de compresi贸n聽49 bhp @ 5 500 rpm
7 mkg (50,6 lb ft) torque @ 2 745 rpm
Refrigerado por agua

Suspension
Hydropneumatic self levelling on all four wheels

Brakes
Front discs, rear drums

Body
Modified Ami 8 two door coup茅
Wheelbase 2,4m,
Front track 1,26m
Rear track 1,22m
Length 4,05m
Width 1,554m
Height 1,35m
Weight 815kg

Performance
Max speed 144 kph
0 - 100 kph 19 seconds
9,68 l/100km

Between 1971 and 1972, 267 M35s were provided to selected clients under the supervision of Citro毛n who maintained the vehicles.聽 30 000 km were covered by these mobile test beds and the information gathered allowed the design to be improved - particularly with regard to gas sealing, the trochoid鈥檚 wall lining and cooling.

In parallel, a new twin rotor engine, based on the M35 unit, was developed and in 1972, the first such engines were delivered from the COMOTOR plant at Altforweiler in the Saar.

How the COMOTOR engine works
The engine operates on the four stroke principle, viz:
Stage 1. The air/petrol mixture moves in through the inlet port.
Stage 2. The rotor then shuts off this port and compresses the mixture.
Stage 3聽 The fuel mixture is ignited by the spark plugs at the point of highest compression. The burning mixture expands causing the rotor to rotate thereby providing the motive power.
Stage 4聽 The rotor clears the exhaust port allowing evacuation of the exhaust gases.

The rotary piston, also known as the rotor is shaped like an equilateral triangle with curved side and moves within a stator or trochoid in a motion known as epitrochoid which allows for volume changes within the 鈥渃ombustion chamber鈥.聽 The gearing between the rotor and output shaft is such that for a rotor speed of 1 000 rpm, the output shaft revolves at 3 000 rpm.

The COMOTOR 624 engine was fitted in the short lived聽GZ Birotor
Number of rotors 2
Swept volume 1 990 cm3
11 CV fiscal rating
9:1 compression ratio
107 bhp @ 6 500rpm
14 mkg (101,3 lb.ft) @ 3 000 rpm

Problems with gas tightness, exhaust emissions and high fuel consumption which also coincided with both the Middle East oil crisis and the Peugeot take over led to the abandonment of the Wankel project by Citro毛n.聽 The Ro80 soldiered on for a few more years and nowadays, only Mazda builds Wankel powered cars, having solved the rotor tip wear problems.聽 Mercedes Benz, Rolls Royce and GM have all investigated the Wankel engine but the reality sadly did not meet expectations.

In theory, a rotary engine should be turbine smooth and much more efficient than a conventional engine.聽 Furthermore, the number of moving components is greatly reduced in comparison to a conventional engine while the total number of components is approximately ten per cent of those in a normal engine.聽 This results in a considerable reduction in weight, an improvement in efficiency and a reduction in manufacturing costs.

Certainly power outputs were considerably greater than an equivalent capacity reciprocating engine - the swept volume figures quoted here are actually double those of the actual cubic capacity; thus the M35 engine was really 497 cm3 and the Birotor was 995 cm3 .聽 The engines were indeed much smoother than conventional engines and were willing to rev quite freely - indeed it was felt necessary to fit both a warning buzzer and an ignition cut out to prevent over revving.聽 The prime shortcomings were an almost linear torque curve (which meant that both the Ro80 and Birotor had to be fitted with semi automatic gearboxes equipped with a torque converter to allow for torque multiplication at low engine speeds) and excessive rotor tip wear which led to high oil and fuel consumption, loss of power and high emissions.聽 With modern technology and electronic controls, the engine can be made to work reliably and is extremely attractive but high fuel consumption remains a bugbear.聽 In the seventies, the technology was simply not up to the task.聽 Had the engine been made to work efficiently, it is likely that it would have provided the power source for the CX; in the event, the CX was initially fitted with the engines from the DS.

NSU was absorbed within the Volkswagen/Audi group and Citro毛n within the Peugeot group.

[Figura 4]
[Figura 5]
[Figura 6]
[Figura 7]
[Figura 8]

Click for large image聽below - comparison between Wankel rotary engine and a conventional 4 cylinder engine

Click for large image

Por encima del Citro毛n proyecto de helic贸ptero iniciado a finales de la d茅cada de 1960 estaba equipado con un motor rotativo Wankel de doble rotor que desarrollaba 180 CV, el helic贸ptero fabricaba varios centenares de vuelos y ten铆a una velocidad m谩xima de m谩s de 200 km/h, pero cuando La producci贸n del Wankel termin贸 en 1979, el proyecto lleg贸 a su fin.

Izquierda y聽arriba - Montaje el茅ctrico del motor Wankel en el聽Mus茅e Auto Moto V茅lo de Ch芒tellerault

Encima NSU Spyder y聽M35 - dos motores Wankel Se
exhibe聽el prototipo Below M35 No. 442 en el聽Mus茅e Auto Moto V茅lo de Ch芒tellerault

Encima Tren
motriz Comotor聽Abajo, otra vista del prototipo No. 442 en exposici贸n en el聽Mus茅e Auto Moto V茅lo de Ch芒tellerault

C贸mo el Wankel Trabajos con motor rotativo

Las cuatro im谩genes de arriba que muestran el dos coches con motor Wankel de producci贸n de聽Citro毛n, el M35 y el Birotor, son聽漏 Klaus Na
漏 1999 Juli谩n Marsh