Rotačný motor: O aký typ motora ide a aké sú jeho výhody a nevýhody?
V dnešnom článku si posvietime na rotačný motor s priamočiarym vratným pohybom piesta a rotujúcou kľukovou skriňou. Keďže hovoríme o rotačnom motore s priamočiarym vratným pohybom piesta nebudeme rozoberať Wankelov motor aj napriek tomu že patrí do skupiny rotačných motorov, pretože jeho rotačný piest krúži okolo excentrického hriadeľa.
Nás však dnes bude zaujímať úplne iný typ motora a tým je rotačný motor, ktorého piesty vykonávajú priamočiary vratný pohyb a ktorého kľuková skriňa sa spolu s celým motorom otáča (rotuje).
Obsah
Čo je rotačný motor?
Rotačný motor je druh hviezdicového motora, zvyčajne navrhnutého s nepárnym počtom valcov, ktorého kľukový hriadeľ je pevne uchytený ku konštrukcii lietadla, auta alebo motorky a jeho kľuková skriňa spolu s valcami okolo neho rotuje (otáča sa).
Wankelov motor: Ako funguje a aké sú jeho výhody?
Rotačný motor tohoto typu bol v minulosti prevažne používaný na pohon lietadiel, no našiel svoje uplatnenie aj v motorkách či automobiloch.
História rotačného motora v skratke
Prvý rotačný motor s priamočiarym vratným pohybom piesta a rotujúcou skriňou bol predstavený v roku 1889 v Paríži. Jeho vynálezcom bol Félix Millet, ktorý si nechal tento motor patentovať v roku 1888.
Rotačný motor bol používaný najmä v lietadlách a to počas prvej svetovej vojny ale aj v rokoch tesne pred začatím vojny. Tento typ motora totiž spĺňal všetky kritériá, ktoré sa v tých časoch od motora požadovali. Bol výkonný, pomerne spoľahlivý a mal nižšiu hmotnosť v porovnaní s inými typmi motorov, pretože vďaka svojmu hladšiemu chodu nepotreboval zotrvačník.
Rotačné motory však mali okrem svojich výhod aj nevýhody. Tou hlavnou bola príliš vysoká spotreba paliva, čiastočne preto, že motor bežal na plný plyn ale taktiež pre mizerné časovanie ventilov. Avšak v čase, keď vojna skončila, sa stal rotačný motor zastaralým a pomaly sa prestal používať, pretože bol nahradený hviezdicovými motormi.
Nasadenie rotačných motorov:
Ako som už spomínal, rotačné motory sa používali hlavne v lietadlách, no vzniklo aj niekoľko áut či motocyklov, ktoré boli vybavené rotačnými motormi. Medzi prvé motocykle, ktoré boli poháňané rotačným motorom môžeme zaradiť motocykel Millet z roku 1892, ktorý vyhral veľa pretekov. Ďalším motocyklom s rotačným motorom bol motocykel Charles Redrup, ktorý bol vybavený trojvalcovým rotačným motorom o objeme 303 cm3.
Autá s rotačnými motormi vyrábali americké spoločnosti Adams-Farwell, Bailey, Balzer a Intrepid. Napríklad automobilka Adams-Farwell vyrábala v roku 1898 automobily s 3-valcovými rotačnými motormi a krátko na to prešli na 5-valcové rotačné motory.
Rotačný motor a jeho konštrukcia:
Rotačný motor prevažne využíva štvortaktný cyklus a má valce usporiadané okolo kľukového hriadeľa rovnako ako hviezdicový motor. Avšak namiesto pevného bloku valcov a otočného hriadeľa je rotačný motor vybavený stacionárnym (pevným) kľukovým hriadeľom, okolo ktorého sa otáča celý blok valcov. Kľukový hriadeľ tohoto motora je totiž pripevnený buď to ku konštrukcii lietadla, motorky alebo automobilu.
Hviezdicový motor: Vedel si o aký typ motora ide?
Medzi rotačným motorom a hviezdicovým motorom je však veľa ďalších podobností. Rovnako ako hviezdicový motor, aj rotačný motor je najčastejšie vybavený nepárnym počtom valcov, aby tak vychádzalo zapaľovanie a aby sa zabezpečil plynulý chod motora. Rotačné motory s párnym počtom valcov boli zvyčajne dvojradové. Ak sa však jedná o jednoradový rotačný motor, ide zároveň aj o plochý motor.
Väčšina rotačných motorov má valce usporiadané okolo jedného kľukového hriadeľa rovnako ako hviezdicový motor. Existovali však aj rotačné boxery či dokonca aj jednovalcové rotory.
Rotačný motor a jeho výhody:
Najväčšou výhodou rotačného motora je fakt, že sa celý motor otáča a správa sa ako zotrvačník, vďaka čomu je zabezpečený hladší chod motora a tiež aj menšie vibrácie. Vibrácie predstavujú vážny problém pri všetkých leteckých motoroch, no nie sú žiadúce ani pri automobilových motoroch, pretože na ich zníženie je potrebné vybaviť motor ťažkým zotrvačníkom.
Medzi ďalšie výhody rotačného motora môžeme zaradiť veľmi dobré chladenie vzduchom aj pri nízkych rýchlostiach či počas voľnobehu.
Rotačný motor a jeho nevýhody:
Najväčšia nevýhoda rotačných motorov sa prejaví pri zvyšovaní výkonu. S rastúcim výkonom totiž rastie aj hmotnosť motora a tým pádom aj gyroskopický moment, ktorý sa snaží otočiť celým lietadlom (či iným strojom) v smere otáčania motora. Tento problém sa dá pri lietadlách čiastočne rieši tak, že sa zabezpečí opačné otáčanie vrtule lietadla.
Výkon a krútiaci moment motora: Ktorý z týchto parametrov je dôležitejší?
Medzi ďalšie nevýhody rotačných motorov môžeme zaradiť ich vysokú spotrebu paliva v porovnaní s typmi motorov. Tento fakt výrazne prispel k zániku rotačných motorov a ich nahradeniu inými ekonomickejšími motormi.
Ostatné rotačné motory:
Okrem konfigurácie valcov pohybujúcich sa okolo pevného kľukového hriadeľa, existuje niekoľko ďalších konštrukcií rotačných motorov. Medzi najznámejšie z nich patrí už spomínaný Wankelov motor, ktorý je vybavený stacionárnym (pevným) excentrickým hriadeľom, okolo ktorého krúži rotačný piest.