Давайте разберёмся, почему роторные двигатели канули в лету

Первым в мире серийным автомобилем, оснащенным роторным Ванкелем стал NSU Spider 1964 года выпуска. С тех пор двигатель просуществовал до 2011…

Первым в мире серийным автомобилем, оснащенным роторным Ванкелем стал NSU Spider 1964 года выпуска. С тех пор двигатель просуществовал до 2011 года, и закончил свою жизнь под капотом Mazda RX-8. Возникает несколько вопросов:

— Как работает роторный двигатель?

— Каковы его преимущества? (Зачем его изобрели)

— Каковы его недостатки? (Почему его перестали производить)

Как работает роторный двигатель

Процесс, происходящий при работе роторного двигателя, весьма схож с обычным. Разница в том, что вместо поршней тут имеется ротор треугольной формы, а вместо цилиндра – овальная полость.

Впуск

Вращаясь внутри полости, ротор создает воздушный карман, тем самым создавая вакуум.

Вакуум распространяется на впускные каналы, из которых в камеру внутреннего сгорания и поступают топливо и воздух.

Сжатие

Ротор продолжает вращаться, сжимая смесь воздуха и топлива о прямую сторону овальной полости.

Мощность

Две свечи зажигания используются для розжига смеси топлива и воздуха, помогая ускорить процесс внутреннего сгорания и убедиться в том, что большая часть смеси выгорит. Выделяемая энергия позволяет ротору вращаться далее.

Выхлоп

Похож на цикл впуска, только теперь, вращаясь, ротор выталкивает под давлением выхлопные газы через выхлопные каналы. Важный момент состоит в том, что поскольку в двигателе имеется всего один ротор и одна полость, все эти процессы идут практически одновременно. Таким образом, с одной стороны происходит впуск с другой выделяется энергия, а с третьей выходят выхлопы.

Преимущества Ванкеля

Соотношение массы и мощности

Одним из самых крупных достоинств является небольшой размер Ванкеля. Несмотря на свои маленькие размеры, роторные движки выжимают неплохую мощность.

Меньше подвижных деталей

Частенько в инженерии самое легкое решение является самым лучшим. Роторный двигатель не требует большого количества подвижных деталей. Если быть точнее, то в двухроторном моторе подвижных деталей всего три.

Плавный набор высоких оборотов

Роторный двигатель не имеет возвратно-движущей массы, как клапаны и поршни в традиционном двигателе, что ведет к отличному балансу и плавному набору оборотов.

Почему Ванкель сняли с производства

Mazda RX-8 2011 была последним серийным автомобилем, который оснащался роторным двигателем Renesis 1.3 л. Как бы то ни было, весь мир автолюбителей пустил горькую слезу, закрывая важную страницу в истории двигателей внутреннего сгорания. Так что же произошло? RX-8 не удалось пройти по соответствию стандарту Euro-5, поэтому после 2010 года он не мог продаваться в странах Европы.

Хоть он все еще и разрешен в США, производитель был вынужден отречься от Ванкеля.

Недостатки роторного двигателя

Низкий тепловой КПД

В связи с наличием уникальной длинной камеры внутреннего сгорания, тепловой КПД Ванкеля значительно ниже, в сравнении с обычным двигателем. Это часто ведет к тому, что в выхлоп попадает масса несгоревшего топлива (поэтому они и считаются самыми огнедышащими)

Пей, малыш, пей

Ванкели априори жрут масло вёдрами. Во впускном коллекторе установлены разбрызгиватели масла, а также имеются инжекторы, подающие масло непосредственно в камеру внутреннего сгорания. Это значит не только то, что водитель должен постоянно следить за уровнем масла, но еще и то, что из вашей выхлопной трубы будет выходить масса дряни. Окружающая среда не одобряет.

Изоляция ротора

Изолировать роторный движок нелегко, поскольку, если вы помните, в нем одновременно происходит несколько процессов, которые оставляют после себя разные температуры. Например, верхняя часть движка сравнительно холодная, в то время как его днище горячо как ад. С точки зрения изоляции, это проблема, поскольку такая разница температур не дает выбрать один вариант изоляции. Можно, конечно, использовать охлаждающую рубашку, но это многого не изменит.

Выбросы в атмосферу

Именно этот пункт убил роторные движки. Совокупность неэффективного сгорания, прожорливости по маслу и сложностей с изоляцией привела в итоге к тому, что двигатель не проходит по современным стандартам.

Что касается показателей RX-8 в сравнении с другими автомобилями, то из плюсов можно сразу выделить низкий вес и высокую мощность, а из минусов, конечно, огромный расход. Впрочем RX-8, покупателю вряд ли есть дело до экономии топлива, поэтому он может насладиться автомобилем в полной мере.

Подпишись на наш Telegram-канал

Роторный двигатель внутреннего сгорания грехова а.н.

 

Изобретение относится к двигателестроению. Позволяет повысить объем, надежность и долговечность роторных двигателей внутреннего сгорания с центрально расположенным ротором. Сущность изобретения: двигатель содержит статор 1 с боковыми крышками 2 и 3, камерами сгорания и цилиндрической полостью, в пазах 4 которого с возможностью возвратно-поступательного перемещения и через равные центральные углы установлены разделительные пластины 5, и соосно установленный и контактирующий с разделительными пластинами 5 и боковыми крышками 2 и 3 ротор 7 с чередующимися между собой газораспределительными и рабочими двумя выступами, вершины которых выполнены с равными между собой радиусами, проведенными из геометрического центра ротора 7, причем между разделительными пластинами 5 образованы рабочие камеры. Выступы выполнены с угловым шагом g равным удвоенному угловому шагу расположения разделительных пластин 5. Как газораспределительные выступы, так и рабочие выступы ротора 7 выполнены со значительным объемом относительно объема каждой рабочей камеры. При этом каждым выступом ротора 7 обеспечивается практически полное вытеснение объема газа в каждой рабочей камере без контакта между вершинами выступов и цилиндрической поверхностью полости статора 1. По разные стороны вершины каждого газораспределительного выступа расположены впускные и выпускные окна, каждая перемычка между которыми совмещенная с вершинами, ограничена центральным углом s равным центральному углу между разделительными пластинами 5. При этом обеспечивается высокая герметичность рабочих камер независимо от величины зазора между вершинами выступов ротора 7 и цилиндрической поверхности полости статора 1. Кулачковый механизм (кулачки 20, ролики 19 и толкатели 18) привода разделительных пластин 5 и подшипники вала 6 расположены в двух масляных ваннах 32, сообщающихся между собой через полости 34 в разделительных пластинах 5. 1 з. п.ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в качестве двигателя внутреннего сгорания.

Известны РДВС (роторные двигатели внутреннего сгорания), содержащие статор с цилиндрической полостью, в которой через равные между собой центральные углы и с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлены разделительные пластины, постоянно контактирующие с ротором, который установлен соосно в цилиндрической полости статора, причем ротор выполнен с выступами и впадинами между ними. Одни выступы имеют впускные и выпускные каналы с окнами, расположенными по разные стороны вершины выступа, которые являются газораспределительными, а другие, чередующиеся с этими, без каналов рабочими.

Эти РДВС конструктивно достаточно просты, обладают невысокой удельной массой, но до настоящего времени не нашли широкого применения, так как находятся еще на ранней стадии своего развития и требуется значительное их совершенствование.

Известен РДВС (патент США N 3244157, кл. 123 8.45, опубл. 1966) с одной парой выступов ротора. Рабочий выступ ротора у него выполнен со значительным объемом, относительно объема каждой рабочей камеры, заключенной между смежными пластинами, т.е. с таким профилем выступа ротора, при котором объем рабочей камеры вытесняется выступом без непосредственного контакта между вершиной выступа и цилиндрической поверхностью полости статора, а газораспределительный выступ ротора имеет незначительный объем относительно объема каждой рабочей камеры, причем перемычка между впускным и выпускным окнами на газораспределительном выступе ротора у этого РДВС в несколько раз меньше углового шага расположения разделительных пластин. Вытеснение объемов рабочих камер при газообмене у этого РДВС осуществляется газораспределительным выступом путем разделения каждой рабочей камеры на две части переменного объема только при непосредственном контакте вершины этого выступа с цилиндрической поверхностью полости статора. Непосредственный контакт между вершиной газораспределительного выступа ротора и цилиндрической поверхностью полости статора практически осуществить невозможно, так как между ними необходим, по крайней мере, тепловой зазор. При этом отработавшие газы практически на протяжении всего такта впуска через зазор (тепловой) между вершиной газораспределительного выступа и цилиндрической поверхностью полости статора из уменьшающейся в объеме части рабочей камеры поступают в увеличивающуюся в объеме часть рабочей камеры, что приводит к резкому снижению удельной мощности двигателя, причем, по мере износа ротора этот зазор относительно быстро увеличивается, а даже при незначительном увеличении этого зазора рассматриваемый РДВС выходит из строя.

Этот недостаток устранен в известном РДВС (патент США N 4009690, кл. 02 В 53/00, 1977) за счет того, что вершина газораспределительного выступа у него выполнена в поперечном сечении ротора с дугой, равной центральному углу между пластинами, а перемычка между впускным и выпускным окнами большей этого угла.

Благодаря тому, что вершина газораспределительного выступа выполнена с дугой, равной центральному углу между разделительными пластинами, этот выступ ротора способен вытеснить практически весь объем каждой рабочей камеры без контакта своей вершиной с цилиндрической поверхностью полости статора. Благодаря тому, что перемычка между впускным и выпускным окнами выполнена большей центрального угла между разделительными пластинами, эти пластины поочередно уплотняют зазор между вершиной газораспределительного выступа и цилиндрической поверхностью полости статора, разделяя при этом впускное и выпускное окна. В результате этого при газообмене обеспечивается достаточно высокая герметичность рабочих камер. При этом увеличивается удельная мощность двигателя и резко повышается его долговечность.

В то же время превышение перемычкой центрального угла между разделительными пластинами приводит к сокращению рабочего объема.

Так как у этого РДВС вершина газораспределительного выступа по дуге в поперечном сечении не превышает центрального угла между разделительными пластинами, а перемычка между впускным и выпускным окнами, совмещенная с вершиной рассматриваемого выступа, больше центрального угла между пластинами, то при этом происходит запирание рабочего тела (иногда и топлива в жидком виде, которое не всегда в достаточной мере распыляется и полностью сгорает) между вершиной газораспределительного выступа и разделительными пластинами. При этом после прохождения задней кромки выпускного окна через линию касания ротора с разделительной пластиной образуется замкнутый объем, из которого по мере вращения ротора необходимо вытеснить рабочее тело, а после прохождения вершины газораспределительного выступа до момента прохода передней кромки впускного окна между вершиной выступа и разделительной пластиной образуется увеличивающийся замкнутый объем. В результате этого неоправданно затрудняется вращение ротора, а пластины при этом испытывают повышенную нагрузку, что приводит к сокращению срока службы этого РДВС.

Большим недостатком является то, что у этого РДВС слишком велико число пластин относительно числа выступов ротора. В результате чего профилированная поверхность ротора испытывает повышенный износ, что сокращает срок службы этого РДВС.

У этого РДВС вершина рабочего выступа выполнена с радиусом, проведенным из геометрического центра ротора, меньшим радиуса полости, где установлен ротор, и меньшим радиуса вершины газораспределительного выступа. При этом пространство (очень большой зазор), образованное между вершиной рабочего выступа и цилиндрической поверхностью полости статора выполняет функцию перепускного канала, по которому при такте сжатия перепускается рабочее тело, пропуская рабочий выступ через рабочую камеру, причем это пространство выполняет и функцию камеры сгорания. При этом сокращается рабочий объем двигателя.

В отличие от выше рассмотренных РДВС в известном РДВС (патент США N 4014298, кл. 02 В 53/00, опубл. 1977) все вершины выступов ротора выполнены с равными между собой радиусами, проведенными из геометрического центра ротора. РДВС содержит статор с цилиндрической полостью, закрытой боковыми крышками, в пазах которой с возможностью возвратно-поступательного перемещения с равномерным центральным углом установлены подпружиненные разделительные пластины, между которыми в теле статора в виде углублений на цилиндрической поверхности полости выполнены камеры сгорания Внутри цилиндрической полости статора с возможностью постоянного контакта с пластинами и боковыми крышками установлен центрально ротор с чередующимися между собой рабочими и газораспределительными выступами значительного объема относительно объема каждой рабочей камеры, заключенной между смежными разделительными пластинами.

Несмотря на то, что у этого РДВС все вершины выступов ротора выполнены с радиусами, проведенными из геометрического центра ротора, равными между собой, рабочий объем его слишком мал, так как одни вершины выступов ротора по дуге в поперечном сечении ротора превышают центральный угол между пластинами, а другие значительно меньше этого угла. При этом одни выступы ротора имеют недостаточный объем для вытеснения объема каждой рабочей камеры, а другие слишком большой, что сокращает объем впадин между ними.

Кроме того, угловой шаг между выступами ротора не равен удвоенному угловому шагу между пластинами, что резко сокращает рабочий объем этого РДВС.

Газораспределительная система у этого РДВС образована впускными и выпускными каналами, выполненными в газораспределительных выступах и боковых крышках статора, взаимодействующих как золотниковая система, которая слишком сложна и не способна в достаточной мере обеспечить газообмен в рабочих камерах, так как между торцами ротора и боковыми крышками статора необходим зазор (по крайней мере тепловой), через который впускные и выпускные окна, расположенные в торцах ротора и боковых крышек постоянно сообщаются между собой.

За счет взаимодействия пластин, как золотников, с впускными и выпускными окнами в выступах ротора у этого РДВС также невозможно в достаточной степени обеспечить газообмен в рабочих камерах. Во всех вариантах этого двигателя перемычка между впускными и выпускными окнами на вершинах газораспределительных выступов ротора меньше центрального угла между пластинами. Поэтому впускные и выпускные окна в пределах достаточно большого угла сообщаются между собой через (тепловой) зазор между вершиной выступа ротора и статорным кольцом. При этом часть отработавших газов остается в рабочей камере, препятствуя наполнению рабочей камеры свежим зарядом для следующего рабочего цикла. При этом удельная мощность этого двигателя снижается.

У всех вариантов этого двигателя перемычка между впускными и выпускными окнами на вершинах выступов ротора меньше не только центрального угла между разделительными пластинами, но и меньше дуги, в пределах которой выполнена камера сгорания. Поэтому впускные и выпускные окна в пределах достаточно большого угла сообщаются между собой не только через тепловой зазор между вершиной выступа ротора и статорным кольцом, но и через камеру сгорания. При этом большая часть отработавших газов остается в рабочей камере, препятствуя наполнению рабочей камеры свежим зарядом для следующего рабочего цикла. В результате этого удельная мощность этого двигателя невелика.

Камеры сгорания у этого двигателя меньше дуги между пластинами, при этом после прохождения передней кромки вершины выступа через камеру сгорания происходит запирание газов между вершинами выступов ротора и пластинами, что приводит к увеличению нагрузки на пластины и другие детали двигателя. В результате этого сокращается срок службы двигателя. При этом следует отметить, что разгрузочные проточки забиваются нагаром, а проточка снижает герметичность рабочих камер.

Запирание газов происходит и при движении выступа ротора к пластине, ограничивающей рабочую камеру.

В результате этого, как система газораспределения, так и конструкция этого РДВС ненадежна и недолговечна. Более того, работоспособность этого РДВС вызывает сомнение.

Ненадежность и недолговечность этого РДВС усугубляется и тем, что подпружиненные разделительные пластины приводятся в возвратно-поступательное движение непосредственно ротором при отсутствии системы смазки. При этом разделительные пластины в момент изменения направления движения в нижней точке (на дне впадины) и при движении в периферийную область статора испытывают чрезвычайно большую нагрузку, вплоть до заклинивания в пазах, а в момент изменения направления движения в периферийной области статора отрываются от вершин выступов ротора, нарушая при этом герметичность рабочих камер.

Цель изобретения значительное увеличение рабочего объема и повышение надежности и долговечности.

Цель достигается тем, что в роторном двигателе внутреннего сгорания, имеющем статор с боковыми крышками, камерами сгорания и цилиндрической полостью, в пазах которой с возможностью возвратно-поступательного перемещения и через равные между собой центральные углы установлены разделительные пластины, и соосно установленный с возможностью непрерыв- ного контакта с разделительными пластинами и боковыми крышками ротор с четным числом, чередующихся между собой, рабочих и газораспределительных выступов, причем, по разные стороны от вершины каждого газораспределительного выступа выполнены впускные и выпускные окна, а камеры сгорания расположены между каждыми двумя смежными пластинами в виде углублений на поверхности цилиндрической полости статора, каждая из которых ограничена смежными разделительными пластинами, выступы на роторе, расположенные с угловым шагом, равным удвоенному угловому шагу расположения пластин, угловое расстояние между смежными кромками впускного и выпускного окон каждого газораспределительного выступа, равное центральному углу между пластинами.

При этом, с целью повышения надежности и долговечности, двигатель снабжен кулачками, кинематически связанными с разделительными пластинами и соединенными с ротором, кулачки установлены в кольцевые масляные ванны, которые через полости рубашки в теле разделительных пластин сообщаются между собой.

Предложенный РДВС может быть выполнен с любым четным числом выступов ротора. Вариант РДВС с двумя выступами ротора является наиболее простым и потери энергии на преодоление сил трения между ротором и разделительными пластинами, а также другими деталями минимальны, относительно всех остальных вариантов предложенного РДВС. Но варианты предложенного РДВС с большим числом выступов ротора работают более плавно, их подшипники испытывают минимальную нагрузку.

На фиг.1 изображен РДВС с ротором, содержащим одну пару выступов, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг. 4 РДВС с ротором, содержащим две пары выступов, поперечный разрез; на фиг.5, 6, 7 и 8 показана работа РДВС.

РДВС содержит статор 1, соединенный с передней (боковой) крышкой 2 и задней (боковой) крышкой 3, в пазах 4 которых с угловым шагом радиально установлены разделительные пластины 5. Разделительные пластины 5 контактируют с жестко соединенным с центральным валом 6 прилегающим к боковым крышкам 2 и 3 ротором 7, на котором выполнены выступы 8 и 9, расположенные диаметрально противоположно с угловым шагом =2 . Вершины 10 и 11 выступов 8 и 9 выполнены с равными между собой радиусами r, проведенными из геометрического центра ротора 7. При этом каждый выступ 8 и 9 ротора 7 выполнен со значительным объемом относительно объема каждой рабочей камеры, т.е. с таким профилем, при котором вытесняется практически весь объем каждой рабочей камеры без контакта между вершинами 10 и 11 выступов 8 и 9 с цилиндрической поверхностью полости статора 1. Разделительные пластины 5 делят рабочую полость, образующуюся между статором 1, боковыми крышками 2 и 3 и ротором 7, на рабочие камеры 12. В пазах 13 разделительных пластин 5 установлены подпружиненные уплотнительные элементы 14, в статоре 1 подпружиненные уплотнительные элементы 15, в боковых крышках 2 и 3 подпружиненные уплотнительные элементы 16, в торцах ротора 7 подпружиненные уплотнительные элементы 17. Разделительные пластины 5 через толкатели 18 с роликами 19 связаны с соответствующими профилю ротора 7 кулачками 20, жестко соединенными в валом 6 и расположенными под крышками 21. С одной стороны вершины 10 газораспределительного выступа 8 выполнено впускное окно 22, а с другой стороны этой вершины выпускное окно 23, причем центральный угол , ограничивающий перемычку между впускным окном 22 и выпускным окном 23, совмещенную с вершиной 10, равен углу между разделительными пластинами 5, т. е. лучи центрального угла проходят через смежные границы контакта смежных разделительных пластин 5, на фиг.2 и 4 через смежные уплотнительные элементы 14 смежных разделительных пластин 5, с газораспределительным выступом 8 ротора 7. Следует иметь в виду, что не обязательно, чтобы угол равнялся угловому шагу расположения пластин 5 , хотя и этот случай не исключен. Угол равен углу только в том случае, если смежные уплотнительные элементы 14 смежных разделительных пластин 5 установлены на центральных осях разделительных пластин 5. Впускное окно 22 связывает рабочие камеры 12 с впускной кольцевой полостью 24, расположенной в роторе 7, а выпускное окно 23 связывает рабочие камеры 12 с выпускной кольцевой полостью 25, выполненной в боковой крышке 3. Впускная кольцевая полость 24 через окно 26 в боковой крышке 2 сообщается с карбюратором 27, а выпускная кольцевая полость 25 через окно 28 в боковой крышке 3 с выводной трубой 29. В цилиндрической полости статора 1 выполнены камеры сгорания 30 в виде углублений, ограниченных смежными разделительными пластинами 5. Каждая такая камера сгорания снабжена свечей зажигания 31 или форсункой при смесеобразовании в камерах сгорания 30.

Двигатель снабжен системой смазки, выполненной в виде двух сообщающихся между собой через каналы 33 в толкателях 18 и через полости (рубашки) 34 в разделительных пластинах 5 кольцевых масляных ванн 32, в которых размещен кулачковый механизм привода разделительных пластин 5 и подшипники вала 6. От полостей 34 в разделительных пластинах 5 выполнены капиллярные каналы 35, 36 и 37 к уплотнительным элементам 14, 15, 16 и 17.

Двигатель снабжен жидкостной системой охлаждения, состоящей из рубашки 38, выполненной в статоре 1 и боковых крышках 2 и 3, которая через каналы 39 и 40, расположенные в теле вала 6, сообщается с рубашкой 41, выполненной в роторе 7.

С целью упрощения чертежа радиаторы, насосы и фильтры систем смазки и охлаждения не показаны, так как во всем остальном эти системы аналогичны применяемым системам смазки и охлаждения в известных двигателях.

Предложенный РДВС работает следующим образом.

При повороте ротора 7 свежий заряд из карбюратора 27 через окно 26 в боковой крышке 2, кольцевую полость 24 и впускное окно 22 под действием разряжения в рабочих камерах 12 поочередно поступает в каждую рабочую камеру 12, затем в камеру сгорания 30. Одновременно с этим в рабочих камерах 12, находящихся в обратной последовательности относительно направления вращения ротора 7, происходят следующие такты: сжатие, рабочий ход и выпуск. Выпуск отработавших газов из рабочих камер 12 осуществляется через выпускное окно 23, кольцевую полость 25, окно 28 в боковой крышке 3 и выводную трубу 29. Эти циклы повторяются непрерывно. Число циклов за каждый оборот ротора 7 равно произведению числа пар выступов 8 и 9 ротора 7 на число рабочих камер 12.

Последовательность работы предложенного РДВС (с одной парой выступов) иллюстрируется на фиг. 5, 6, 7 и 8, его рабочие камеры отмечены в обратной последовательности относительно направления вращения ротора 7: К₁, К₂, К₃ и К₄.

На фиг.5: К₁ впуск; К₂ сжатие; К₃ раб.ход; К₄ выпуск.

На фиг.6: К₁ сжатие; К₂ раб.ход; К₃ выпуск; К₄ впуск.

На фиг.7: К₁ раб.ход; К₂ выпуск; К₃ впуск; К₄ сжатие.

На фиг.8: К₁ выпуск; К₂ впуск; К₃ сжатие; К₄ раб. ход.

Работа предложенного РДВС с образованием топливной смеси в камерах сгорания 30 отличается от работы рассмотренного варианта РДВС выше, только тем, что топливо подается непосредственно в камеры сгорания 30 через форсунки, установленные в место свечей зажигания 31, а воздух для образования горючей смеси поступает в рабочие камеры 12 и камеры сгорания 30 тем же путем, что и у варианта РДВС с карбюратором 27.

Другие варианты предложенного РДВС отличаются от рассмотренного выше тем, что выполнены они с большим числом пар выступов 8 и 9 ротора 7. Работают эти варианты более плавно относительно рассмотренного (фиг.1 и 2), подшипники вала испытывают минимальную нагрузку. Например, в РДВС, показанном на фиг.4, одноименные такты происходят одновременно диаметрально противоположно и при этом пробегают по всей окружности без пропусков, за каждый оборот ротора совершается шестнадцать рабочих циклов.

Учитывая, что газораспределительные выступы 8 ротора 7 у предложенного РДВС по профилю такие же, как и рабочие выступы 9, рабочий объем V_p предложенного РДВС можно определить по формуле V_p= V k n=V k 2k=2V k², где V объем, вытесняемый из одной рабочей камеры одним выступом 8 или 9 ротора 7; k число выступов 8 и 9 ротора 7; n число пластин 5 или рабочих камер 12.

Благодаря выполнению всех выступов 8 и 9 ротора 7 с угловым шагом, равным удвоенному угловому шагу между разделительными пластинами 5 достигается наибольший рабочий объем РДВС, так как только при этом возможна наибольшая частота чередования двух экстремальных значений рабочего объема рабочих камер 12.

Кроме того, благодаря выполнению всех выступов 8 и 9 ротора 7 с угловым шагом, равным удвоенному угловому шагу расположения пластин 5, сокращается число пластин 5 относительно числа выступов 8 и 9 ротора 7, в результате чего упрощается конструкция РДВС и снижается износ профилированной поверхности ротора 7, а при этом увеличивается надежность и долговечность РДВС.

Следует иметь в виду, что в рассмотренном выше известном РДВС соотношение углового шага расположения выступов ротора к удвоенному угловому шагу между разделительными пластинами, в отличие от предложенного РДВС, является не оптимальным, так как газораспределительный выступ у него выполнен с незначительным объемом относительно каждой рабочей камеры и перемычка между впускным и выпускным окнами значительно (в несколько раз) меньше углового шага расположения разделительных пластин. Поэтому это соотношение в предложенном РДВС нельзя считать, как ранее известным.

Благодаря тому, что каждая камера сгорания 30 выполнена на всем протяжении дуги между смежными разделительными пластинами 5, обеспечивается свободное перемещение через камеры сгорания 30 (как через перепускные каналы) сжимающейся перед вершиной 11 каждого рабочего выступа 9 рабочего тела за вершину этого выступа, что дает возможность рабочим выступам 9 при минимальном (тепловом) зазоре между их вершинами 11 и цилиндрической поверхностью полости статора 1 проходить через все рабочие камеры 12 на протяжении полного оборота ротора 7, т. е. при таком выполнении камер сгорания 30 исключается запирание рабочего тела, а иногда и топлива в жидком виде (например, во время запуска РДВС при не воспламенении по каким-либо причинам горючей смеси) между вершинами всех выступов ротора 8 и 9 и пластинами 5. В результате этого увеличивается надежность и долговечность РДВС.

Благодаря тому, что угловое расстояние между смежными кромками впускного окна 22 и выпускного окна 23 каждого газораспределительного выступа 8 равно центральному углу между разделительными пластинами 5, упрощается конструкция РДВС и повышается надежность и долговечность РДВС при максимально возможном объеме каждой рабочей камере 12, так как при этом отпадает необходимость в дополнительной газораспределительной системе, образованной впускными и выпускными окнами в торцах ротора и в боковых крышках, взаимодействующих между собой.

Благодаря наличию кулачкового механизма привода разделительных пластин 5, эти пластины 5 работают при минимальной нагрузке от силы трения между ними и профилированной поверхностью ротора 7.

Формула изобретения

1. Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий статор с боковыми крышками, камерами сгорания и цилиндрической полостью, в пазах которого с возможностью возвратно-поступательного движения и через равные между собой центральные углы установлены разделительные пластины, и соосно со статором установленный с возможностью непрерывного контакта с разделительными пластинами и боковыми крышками ротор с четным числом чередующихся между собой рабочих и газораспределительных выступов, причем по разные стороны от вершины каждого газораспределительного выступа выполнена впускные и выпускные окна, а камера сгорания расположены между каждыми двумя смежными пластинами и выполнены в виде углублений на поверхности цилиндрической полости статора, отличающийся тем, что каждая камера сгорания в окружном направлении ограничена смежными разделительными пластинами, выступы на роторе расположены с угловым шагом, равным удвоенному угловому шагу расположения разделительных пластин, а угловое расстояние между смежными кромками впускного и выпускного окон каждого газораспределительного выступа равно центральному углу между разделительными пластинами.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен кулачками, жестко соединенными с ротором и кинематически связанными с разделительными пластинами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8

Вот почему Mazda изначально решила прекратить выпуск своего роторного двигателя

В истории автомобилестроения некоторые компании пытались играть в игру по своим собственным правилам. Mazda с ее культовым ротором Ванкеля была одной из немногих, кто достиг вершины после того, как плыл против течения, каким мы его знаем сегодня, только на короткое время.

Роторный двигатель Mazda представляет собой двигатель Ванкеля, тип силовой установки внутреннего сгорания. Роторный двигатель Ванкеля состоит из трех основных частей. Треугольный ротор, эксцентриковый вал и корпус овальной формы.

В отличие от обычных поршневых двигателей, которые движутся линейно, роторный двигатель имеет вращательное движение, поэтому его называют «роторным». Эта культовая конструкция двигателя обеспечивала мощность некоторых из самых известных автомобилей в истории, включая легендарную Mazda RX-7 и 787b.

Несмотря на популярность роторных двигателей, Mazda сняла с производства последний автомобиль с роторным двигателем в 2012 году. Это решение вызвало много вопросов у любителей роторных двигателей, и важно знать, почему Mazda сделала такой выбор. Без дальнейших церемоний, давайте быстро пробежимся по истории необычного роторного двигателя Mazda.

СВЯЗАННЫЕ С: 10 потрясающих Mazda с роторным двигателем, о которых вы, вероятно, никогда не слышали Карл Бенц использовал его на первом серийном автомобиле в 1886 году. Но в начале 20 века молодой изобретатель по имени Феликс Ванкель изобрел новый тип двигателя внутреннего сгорания, который мог сделать больше, чем двигатель Отто.

Роторный двигатель Ванкеля был легче, меньше, проще и дешевле в изготовлении, и мог развивать большую мощность и обеспечивать ее более плавно. На бумаге ротор Ванкеля имел значительное преимущество перед двигателями Отто, и будущее за ним казалось многообещающим.

Многие компании, такие как General Motors и Mercedes-Benz, поспешили предложить право использовать ротор Ванкеля в своих автомобилях. Однако из-за низкой топливной экономичности и плохой надежности большинство компаний отказались от проектов разработки роторных двигателей.

Тем временем у небольшого японского автопроизводителя Mazda были другие идеи. Mazda открыла исследовательский отдел в 1963 году. Несколько лет спустя, в 1968 году, Mazda выпустила Cosmo Sport. Небольшое купе футуристического стиля с двухроторным двигателем.

Cosmo Sport имел всемирный успех и побудил Mazda использовать их роторные двигатели в других седанах и спортивных автомобилях.

С глобальным нефтяным кризисом 70-х годов популярность небольших японских автомобилей резко возросла, и теперь Mazda продавала свои автомобили с роторным двигателем по всему миру. Mazda продолжала работать над своим роторным двигателем, чтобы сделать его более надежным и эффективным, чем когда-либо. Компания выросла и продала много автомобилей в Европе и Северной Америке.

После нескольких лет разработки роторного двигателя Mazda в 1992 году выпустила третье поколение RX-7. Оснащенный двигателем 13b-REW с двойным турбонаддувом, RX-7 смог развить мощность 252 л.с. RX-7 третьего поколения обогнал конкурентов и добился успеха, который не мог повторить ни один другой автомобиль с роторным двигателем.

СВЯЗАННЫЕ С: 10 самых крутых концепт-каров Mazda

Почему Mazda изначально прекратила выпуск роторного двигателя

Через Mazda

Хотя роторный двигатель выдает хорошие цифры, он так и не стал здоровым двигателем из-за специфических конструктивных недостатков. Роторные двигатели имеют низкий тепловой КПД, что приводит к высоким выбросам и расходу топлива.

Помимо того, что роторный двигатель потребляет много бензина, он естественным образом сжигает смазочное масло, что еще больше увеличивает выбросы. Если эти проблемы не являются для вас препятствием, у Ротари также есть проблемы с долголетием.

Другим важным фактором, повлиявшим на решение Mazda, была стоимость производства. Роторные двигатели требуют более высокого уровня знаний для сборки, что приводит к более высоким производственным затратам. Кроме того, Mazda использовала Rotary только в спортивных моделях, продолжая производить поршневые двигатели для других автомобилей, которые они производили.

Снятие с производства роторных двигателей было вполне понятным решением, поскольку продолжать использовать эти двигатели в современных автомобилях крайне сложно. Роторным двигателям не хватает топливной экономичности и выбросов по сравнению с обычными двигателями, а их более высокая стоимость обслуживания может сделать их трудным выбором для потребителей. Однако наследие роторного двигателя осталось, и его запомнят нам, автолюбителям.

СВЯЗАННЫЕ: Вот почему Mazda возвращает роторный двигатель

Mazda снова производит роторные двигатели в качестве расширителей диапазона электромобилей

Via Mazda

Компания Mazda вернула в свои автомобили культовый роторный двигатель. Но не радуйтесь слишком рано, потому что это однороторный двигатель объемом 830 куб. см и мощностью 74 л.с. Автомобиль с этим новым роторным двигателем — Mazda MX-30 Skyactiv R-EV, гибридный вариант Mazda MX-30, дебютировавший в 2022 году.

Полностью электрическая модель MX-30 имеет запас хода всего сложный выбор на рынке. Добавление поворотного расширителя диапазона к MX-30 — это решение Mazda этой проблемы. Уменьшив емкость аккумулятора вдвое и добавив расширитель диапазона с топливным баком на 50 литров, MX-30 теперь обеспечивает запас хода 372 гибридных мили.

Хотя это и не совсем то, что мы ожидали, крупной компании имеет смысл производить такие модели, когда кроссоверы пользуются наибольшим спросом.

Почему новый роторный двигатель Mazda может оказаться неудачным? Роторный двигатель, найденный в культовой классике дрифта, был поразителен и получил много похвал за то, что он упаковал удар в маленькую упаковку.

И хотя это, без сомнения, имело огромный успех, он был несколько недолгим. Поскольку роторная технология стала жертвой ужесточения правил выбросов. Его большой удар в духе маленького пакета был упущен. Но мы могли бы воссоединиться с двигателем с одним из самых больших культов с интересным новым подключаемым двигателем кроссовера Mazda MX-30.

Однако оставит ли нас возвращение неудовлетворенным, или это будет все, на что мы могли надеяться?

Связанный: Вот почему автомобилистам следует подумать о покупке Mazda Miata NB

Что такое роторный двигатель?

Mecum Auctions

Я буду говорить как можно короче. Роторный двигатель основан на том же принципе, что и базовые двигатели, известные нам уже много лет. Главное отличие в том, что у него нет цилиндров. Ротор в середине двигателя не производит сгорание за счет линейного движения, как в двигателях с поршневым приводом, вместо этого он вращается по кругу, чтобы начать процесс сгорания.

Обычно используемые двигатели имели только один ротор на двигатель. Некоторые из более мощных двигателей также использовались в транспортных средствах, таких как самолеты и велосипеды. У них часто было два ротора на двигатель. Mazda пошла еще дальше, объединив четыре ротора и четыре секции, что позволило этим двигателям заменить рядные четыре цилиндра, которые обычно располагались под капотом.

Mazda планирует соединить роторный двигатель с гибридной системой

Mazda

Mazda объявила, что ее кроссовер MX-30 2023 года получит новую трансмиссию. И, как мы знаем, эта трансмиссия будет включать роторный двигатель. Однако фанатам JDM придется сдерживать свой энтузиазм, потому что MX-30 не будет приводиться в движение исключительно роторным двигателем, вместо этого он станет частью новейшей гибридной силовой установки компании. Это был всего лишь слух пару лет назад, но новости на этой неделе подтвердили его.

Он поступит в продажу на европейском рынке весной этого года. Новая гибридная трансмиссия с подключаемым модулем будет оснащена электрическим генератором, работающим от недавно разработанного роторного двигателя. В настоящее время MX-30 доступен в качестве электромобиля только на аккумуляторе с ограниченным диапазоном WLTP.

Mazda

Этот новый роторный двигатель, возможно, является попыткой Mazda представить альтернативный вариант модели, который предлагает лучший общий запас хода, а также предоставляет своим владельцам удобство возможности использовать стандартные заправочные станции для заправки. Это не первый раз, когда мы видим вращающийся расширитель диапазона, так как в прошлом году мы видели концепт Electric RV, использующий аналогичные технологии.

Новый и компактный роторный двигатель вообще не будет вращать колеса. Вместо этого, как специальный расширитель диапазона, он будет питать небольшой электрический генератор, который, в свою очередь, будет заряжать аккумулятор, питающий главный электродвигатель автомобиля.

По всей вероятности, новый вариант MX-30, который должен быть представлен в январе 2023 года, будет иметь такие же показатели мощности, как и его полностью электромобильный аналог: 143 л.с. и чуть менее 200 фунт-футов крутящего момента. Электродвигатель может остаться без изменений, но батарея электромобиля емкостью 35,5 кВтч, вероятно, должна будет уменьшиться в размерах, чтобы оставить достаточно места для обычного топливного бака.

Связанный: Этот Mazda MX Speedster — лучший автомобиль проекта Miata

Новый роторный двигатель Mazda испортит удовольствие?

Через Mazda

Основная причина того, что роторные двигатели устарели в легковых и грузовых автомобилях, заключалась в том, что они не соответствовали введенным правилам. Роторы и уплотнения нуждаются в постоянной смазке для обслуживания рабочих частей, производящих мощность, поэтому двигатель сжигает масло и топливо с большей скоростью, чем позволяют действующие правила.

Итак, на первый взгляд может показаться несколько нелогичным или даже оксюморонным сочетание роторного двигателя, работающего на жидком топливе, с гибридной трансмиссией. Однако, как нам сказали, кажется, что роторный двигатель будет использоваться только как расширитель диапазона. Что значительно ограничит потребление масла. И на самом деле, прошло много времени с тех пор, как мы в последний раз видели серийный роторный двигатель Mazda, поэтому мы уверены, что эта новая система будет сильно адаптирована, чтобы гарантировать, что она отвечает всем необходимым требованиям.