27Окт

Роторный двигатель это: Принципы работы, плюсы и минусы роторного двигателя — особенности роторно-поршневого ДВС — журнал За рулем

Содержание

Роторный двигатель | это… Что такое Роторный двигатель?

Роторный двигатель — родовое наименование конструкции теплового двигателя, за которым стоит целое семейство близких по конструкции двигателей, объединенное ведущим признаком — типом движения главного рабочего элемента.

Роторный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — тепловой двигатель, в котором главный подвижный рабочий элемент двигателя — ротор, совершает вращательное движение. Двигатели должны давать на выходе вращательное движение главного вала. И именно этим роторные ДВС выгодно отличаются от наиболее распространенных сегодня поршневых ДВС, в которых главный подвижный рабочий элемент — поршень, совершает возвратно-поступательные движения. В роторных моторах, где главный рабочий элемент и так вращается, не требуется дополнительных механизмов для получения вращательного движения. А вот в поршневых моторах приходится применять громоздкие и сложные кривошипно-шатунные механизмы для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Именно в свойствах этих механизмов кроются многие недостатки современных поршневых ДВС.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Классификация роторных ДВС
  • 3 Литература
  • 4 См. также
  • 5 Ссылки

История

С древности известны колеса ветряных и водяных мельниц, которые можно отнести к примитивным роторным двигательным механизмам. Самый первый тепловой двигатель в истории — эолипил Герона Александрийского (I в. н. э) также относится к роторным двигателям. В XIX веке, вместе с массовым появлением поршневых паровых машин, начинают создаваться и активно использоваться и роторные паровые двигатели. К ним можно отнести как паровые роторные машины с непрерывно открытыми в атмосферу камерами расширения — это паровые турбины, так и паровые машины с герметично запираемыми камерами расширения: к ним, например, можно отнести «коловратную машину» Н. Н. Тверского, которая успешно эксплуатировалась во многих экземплярах в конце XIX века в России.

С началом массового применения ДВС в первые десятилетия XX века начались и работы по попыткам создать эффективный роторный ДВС. Однако эта задача оказалась большой инженерной трудностью, и лишь в 1930-х годах была создана работоспособная газовая турбина, которая по классификации относится к роторным ДВС с непрерывно открытой в атмосферу камерой сгорания.

Работоспособный роторный ДВС с герметично запираемой камерой сгорания удалось создать лишь в конце 1950-х годов группе исследователей из немецкой фирмы NSU, где Вальтер Фройде и Феликс Ванкель разработали схему роторно-поршневого двигателя.

В отличие от газовых турбин, которые широко и массово применяются уже более 50 лет, роторный двигатель Ванкеля и Фреде не показал очевидных преимуществ перед поршневыми ДВС, а также имел заметные недостатки, которые и сдерживают массовое применение этих моторов в промышленности. Но потенциально широкий набор возможных конструктивных решений создают широкое поле для инженерных поисков, которые уже привели к появлению таких конструкций, как роторно-лопастной двигатель Вигриянова, трёхтактный и пятитактный роторные двигатели Исаева.

Классификация роторных ДВС

Главное деление роторных двигателей происходит по типу работы камеры сгорания — запирается она на время герметично, или имеет постоянную связь с атмосферой. К последнему типу относятся газовые турбины, камеры сгорания которых отделены от выхлопного сопла (от атмосферы) лишь густым «частоколом» лопастей роторной крыльчатки.

В свою очередь, роторные ДВС с герметично запираемыми камерами сгорания делятся на 7 различных конструкционных компоновок:

  1. роторные двигатели с неравномерным разнонаправленным (возвратно-вращательным) движением главного рабочего элемента;
  2. роторные двигатели с неравномерным однонаправленным (пульсирующе-вращательным) движением главного рабочего элемента;
  3. роторные двигатели с простым и равномерным вращательным движением главного рабочего элемента и с уплотнительными заслонками-лопастями, движущимися в роторе. Частный случай — с заслонками-лопастями, отклоняющимися на шарнирах на роторе;
  4. роторные двигатели с простым и равномерным вращательным движением главного рабочего элемента и с уплотнительными заслонками, движущимися в корпусе;
  5. роторные двигатели с простым и равномерным вращательным движением главного рабочего элемента и с использованием такого же простого вращательного движения уплотнительных элементов;
  6. роторные двигатели с простым вращательным движением главного рабочего элемента, без применения отдельных уплотнительных элементов и спиральной организацией формы рабочих камер;
  7. роторные двигатели с планетарным вращательным движением главного рабочего элемента и без применения отдельных уплотнительных элементов.

Роторные двигатели Фройде и Ванкеля, которые не вполне корректно с технической точки зрения называют «роторно-поршневыми», относятся к 7-й классификационной группе.

Литература

  • Н. Ханин, С. Чистозвонов. Автомобильные роторно-поршневые двигатели. — М., 1964.
  • Е. Акатов, В. Бологов и др. Судовые роторные двигатели. — Л., 1967.

См. также

  • Газовая турбина
  • Двигатель Ванкеля
  • Роторно-лопастной двигатель Вигриянова
  • Роторно-лопастной двигатель Червова

Ссылки

  • Роторный двигатель.
  • Феликс Ванкель — инженер от бога. История создания роторного двигателя.

Принцип работы роторного двигателя

Как известно, принцип работы роторного двигателя основан на высоких оборотах и отсутствии движений, которыми отличается ДВС. Это и отличает агрегат от обычного поршневого двигателя. РПД называют ещё двигателем Ванкеля, и сегодня мы рассмотрим его работу и явные достоинства.

Ротор такого двигателя находится в цилиндре. Сам корпус не круглого типа, а овального, чтобы ротор треугольной геометрии нормально в нём помещался. У РПД не бывает коленчатого вала и шатунов, а также отсутствуют в нём другие детали, что делает его конструкцию намного проще. Если говорить другими словами, то примерно около тысячи деталей обычного двигателя внутреннего сгорания в РПД нет.

Работа классического РПД основана на простом движении ротора внутри овального корпуса. В процессе движения ротора по окружности статора создаются свободные полости, в которых и происходят процессы запуска агрегата.

Содержание

  • Почему этот вариант не прижился
  • Преимущества ротора, или Как японцы взялись за дело
  • Заглянем внутрь РПД

Почему этот вариант не прижился

Удивительно, но роторный агрегат представляет собой некий парадокс. В чём он заключается? А в том, что он имеет гениально простую конструкцию, которая почему-то не прижилась.

А вот более сложный поршневой вариант стал популярным и повсюду используется.

На видео показано строение и принцип работы роторного двигателя:

Конечно же, если бы у роторного мотора не было недостатков, то он обязательно бы применялся на современных автомобилях. Возможно даже, что, если бы роторный двигатель был безгрешен, мы и не узнали бы про двигатель поршневой, ведь роторный создали раньше. Затем человеческий гений, пытаясь усовершенствовать агрегат, и создал современный поршневой вариант мотора.

Но к сожалению, минусы у роторного двигателя имеются. К таким вот явным ляпам этого агрегата можно отнести герметизацию камеры сгорания. А в частности, это объясняется недостаточно хорошим контактом самого ротора со стенками цилиндра. При трении со стенками цилиндра металл ротора нагревается и в результате этого расширяется. И сам овальный цилиндр тоже нагревается, и того хуже — нагревание происходит неравномерно.

Если в камере сгорания температура бывает выше, чем в системе впуска/выпуска, цилиндр должен быть выполнен из высокотехнологичного материала, устанавливаемого в разных местах корпуса.

Для того чтобы такой двигатель запустился, используются всего две свечи зажигания. Больше не рекомендуется ввиду особенностей камеры сгорания. РПД наделён бывает совершенно иной камерой сгорания и выдаёт мощность три четверти рабочего времени ДВС, а коэффициент полезного действия составляет целых сорок процентов. По сравнению: у поршневого мотора этот же показатель составляет 20%.

Преимущества ротора, или Как японцы взялись за дело

На видео показан принцип работы роторного двигателя Ахриевых:

Но имеются у РПД и преимущества. В частности, к ним можно отнести особую динамику агрегата. Расход у роторного двигателя очень большой, а кроме этого, у такого агрегата очень маленький ресурс — всего шестьдесят тысяч километров — что делает его непригодным для езды в условиях города. Если объём роторного двигателя будет равен 1,3 л, то он способен будет потреблять до двадцати литров топлива.

Кстати, большой расход бензина также является причиной того, что роторный двигатель не обрёл популярности. Дело в том, что в 1973 году, когда роторные двигатели только вышли, на Аравийском полуострове накалилась обстановка. Там проходили настоящие военные действия, а как известно, арабские страны до сих пор остаются основными поставщиками топлива. В связи с этим делом, цена на бензин резко поднимается. А роторный двигатель пожирал его просто как вечно голодный чревоугодник. Вот и получилось, что он стал лишним.

Зато такой агрегат при этом будет выдавать целых 250 л. с, оставаясь малогабаритным.

На видео показано строение и принцип работы роторного двигателя Ванкеля:

Такая ситуация просто вынуждает причислять роторные двигатели к спортивным моделям автомобилей. Да и не только. Приверженцы роторного двигателя сегодня нашлись. Это известный автопроизводитель Мазда, вставший на путь самурая и продолживший исследования мастера Ванкеля. Если вспомнить ту же ситуацию с Субару, то становится понятен успех японских производителей, цепляющихся, казалось бы, за всё старое и отброшенное западниками как ненужное. А на деле японцам удаётся создавать новое из старого. То же тогда произошло с оппозитными двигателями, являющимися на сегодняшний день «фишкой» Субару. В те же времена использование подобных двигателей считалось чуть ли не преступлением.

Работа роторного двигателя также заинтересовала японских инженеров, которые на этот раз взялись за усовершенствование Мазды. Они создали роторный двигатель 13b-REW и наделили его системой твин-турбо. Теперь Мазда могла спокойно поспорить с немецкими моделями, так как открывала целых 350 лошадок, но грешила опять же большим расходом топлива.

Пришлось идти на крайние меры. Очередная модель Мазда RX-8 с роторным двигателем уже выходит с 200 лошадками, что позволяет сократить расход топлива. Но не это главное. Заслуживает уважения другое. Оказалось, что до этого никто, кроме японцев, не догадался использовать невероятную компактность роторного двигателя. Ведь мощность в 200 л. с. Мазда RX-8 открывала с двигателем объёмом 1,3 литра. Одним словом, новая Мазда выходит уже на другой уровень, где способна конкурировать с западными моделями, беря не только мощностью мотора, но и другими параметрами, в том числе и низким расходом топлива.

На видео рассмотрено устройство и принцип работы роторного двигателя Желтышева:

Удивительно, но РПД пытались ввести в работу и у нас в стране. Такой двигатель был разработан для установки его на ВАЗ 21079, предназначенный как транспортное средство для спецслужб. Но проект, к сожалению, не прижился. Как всегда, не хватило бюджетных денег государства, которые чудесным образом из казны выкачиваются.

Зато это удалось сделать японцам.

И они на достигнутом результате останавливаться не желают. По последним данным, производитель Мазда усовершенствует двигатель и в скором времени выйдет новая Мазда, уже с совершенно другим агрегатом.

Заглянем внутрь РПД

Схема работы роторного двигателя представляет собой нечто совершенно иное, чем обычный ДВС. Во-первых, следует оставить в прошлом конструкцию двигателя внутреннего сгорания, известную нам. А во-вторых, попытаться впитать в себя новые знания и понятия.

РПД назван так из-за ротора, то есть такой части мотора, которая движется. Благодаря этому движению мощность передаётся на сцепление и КПП. По сути, ротор выталкивает энергию топлива, которая затем передаётся колёсам через трансмиссию. Сам ротор выполнен обязательно из легированной стали и имеет, как и говорилось выше, форму треугольника.

На видео показан принцип работы роторно-поршневого двигателя Зуева:

Капсула, где находится ротор, — это своеобразная матрица, центр вселенной, где все процессы и происходят. Другими словами, именно в этом овальном корпусе происходит:

  • сжатие смеси;
  • топливный впрыск;
  • поступление кислорода;
  • зажигание смеси;
  • отдача сгоревших элементов в выпуск.

Одним словом, шесть в одном, если хотите.

Сам ротор крепится на специальном механизме и не вращается вокруг одной оси, а как бы бегает. Таким образом, создаются изолированные друг от друга полости внутри овального корпуса, в каждой из которых и происходит какой-либо из процессов. Так как ротор треугольный, то полостей получается всего три.

Всё начинается следующим образом. В первой образующейся полости происходит всасывание, то есть камера наполняется воздушно-топливной смесью, которая здесь же перемешивается.

После этого ротор вращается и толкает эту перемешанную смесь в другую камеру. Здесь смесь сжимается и воспламеняется при помощи двух свечей.

Смесь после этого идёт в третью полость, где и происходит вытеснение частей использованного топлива в систему выхлопа.

Это и есть полный цикл работы РПД. Но не всё так просто. Это мы рассмотрели схему РПД только с одной стороны. А действия эти проходят постоянно. Если говорить иначе, процессы возникают сразу с трёх сторон ротора. В итоге всего за единственный оборот агрегата повторяется три такта.

Кроме того, японским инженерам удалось усовершенствовать роторный двигатель. Сегодня роторные двигатели Мазда имеют не один, а два и даже три ротора, что в значительной мере повышает производительность, тем более если сравнить его с обычным двигателем внутреннего сгорания. Для сравнения: двухроторный РПД сравним с шестицилиндровым ДВС, а 3-роторный с двенадцатицилиндровым. Вот и получается, что японцы оказались такими дальновидными и преимущества роторного мотора сразу распознали.

Опять же, производительность — это не одно достоинство РПД. Их у него много. Как и было сказано выше, роторный двигатель очень компактный и в нём используется на целых тысячу деталей меньше, чем в том же ДВС. В РПД всего две основные детали — ротор и статор, а проще этого ничего не придумаешь.

Принцип работы роторно-поршневого двигателя заставил в своё время многих талантливых инженеров удивлённо вскинуть бровями. И сегодня талантливые инженеры компании Мазда заслуживают всяческих похвал и одобрения. Шутка ли, поверить в производительность, казалось бы, похороненного двигателя и дать ему вторую жизнь, да ещё какую!

Роторный двигатель принцип работы

Роторный двигатель, как и традиционный поршневой, является двигателем внутреннего сгорания, но работает он совершенно иначе. В поршневом двигателе, в одном и том же объеме пространства (в цилиндре) попеременно происходят четыре различные работы — впуск, сжатие, сгорание и выпуск (такты).

  • Строение роторного двигателя
  • О системе смазки и питании
  • Плюсы
  • Минусы

Роторный двигатель делает эти четыре такта в одном и том же объеме(камере), но каждый из этих тактов происходит в своей отдельной части этой камеры. Как будто для каждого цикла используется отдельный цилиндр, а поршень перемещается от одного цилиндра к другому.Принцип работы роторного двигателя.

Как и поршневой, роторный двигатель использует давление которое создается при сжигании смеси воздуха и топлива. В поршневых двигателях, это давление создается в цилиндрах, и двигает поршни вперед и назад. Шатуны и коленчатый вал преобразуют возвратно-поступательные движения поршня во вращательное движение, которое может быть использовано для вращения колес автомобиля.

В роторном двигателе, давление сгорания содержится в камере, образованной частью объема камеры закрытой стороной треугольного ротора, который используется в данном случае вместо поршней.Ротор и корпус роторного двигателя от Mazda RX-7: Эти детали заменяют поршни, цилиндры, клапаны, шатуны и распредвалы в поршневых двигателях.

Ротор соединен со стенками камеры каждой из трех своих вершин, создавая три отдельных объема газа. Ротор вращается, и каждый из этих объемов попеременно расширяется и сжимается. Цепная реакция всасывает воздух и топливо в рабочую камеру, сжимает смесь, она расширяясь делает полезную работу, затем выхлопные газы выталкиваются, новая порция воздуха и топлива всасывается, и так далее.

Строение роторного двигателя

Ротор

Ротор имеет три выпуклых стороны, каждая из которых действует как поршень. Каждая сторона ротора имеет углубление в ней, что повышает скорость вращения ротора в целом, предоставляя больше пространства для топливо-воздушной смеси.

На вершине каждой грани находится по металлической пластине, которые и формируют камеры, в которых происходят такты двигателя. Два металлических кольца на каждой стороне ротора формируют стенки этих камер. В середине ротора находится круг, в котором имеется множество зубьев. Они соединены с приводом, который крепится к выходному валу. Это соединение определяет путь и направление, по которому ротор движется внутри камеры.

Камера

Камера двигателя приблизительно овальной формы (но если быть точным — это Эпитрохоида, которая в свою очередь представляет собой удлиненную или укороченную эпициклоиду, которая является плоской кривой, образуемой фиксированной точкой окружности, катящейся по другой окружности). Форма камеры разработана так, чтобы три вершины ротора всегда находились в контакте со стенкой камеры, образуя три закрытых объемах газа.

В каждой части камеры происходит один из четырех тактов:

— Впуск

— Сжатие

— Сгорание

— Выпуск

Отверстия для впуска и выпуска находятся в стенках камеры, и на них отсутствуют клапаны. Выхлопное отверстие соединено непосредственно с выхлопной трубой, а впускное напрямую подключено к газу.

Выходной вал

Выходной вал имеет полукруглые выступы-кулачки, размещенные несимметрично относительно центра, что означает, что они смещены от осевой линии вала. Каждый ротор надевается на один из этих выступов. Выходной вал является аналогом коленчатого вала в поршневых двигателях. Каждый ротор движется внутри камеры и толкает свой кулачок.

Так как кулачки установлены несимметрично, сила с которой ротор на него давит, создает крутящий момент на выходном валу, заставляя его вращаться.

О системе смазки и питании

Данный агрегат не имеет отличий в системе топливоподачи. Здесь также используется погружной насос, что подает бензин под давлением из бака. А вот смазочная система имеет свои особенности. Так, масло для трущихся частей двигателя подается прямо в камеру сгорания. Для смазки предусмотрено специальное отверстие. Но возникает вопрос: куда затем девается масло, если оно проникает в камеру сгорания? Здесь принцип работы схож с двухтактным двигателем. Смазка попадает в камеру и сгорает вместе с бензином. Такая схема работы используется на каждом роторно-лопастном двигателе и поршневом в том числе. Ввиду особой конструкции смазочной системы такие моторы не могут отвечать современным экологическим нормам. Это одна из нескольких причин, почему роторные двигатели на ВАЗе и других моделях авто серийно не применяются. Впрочем, сперва отметим преимущества РПД.

Плюсы

Во-первых, данный мотор обладает небольшим весом и размерами. Это позволяет сэкономить место в подкапотном пространстве и разместить ДВС в любом автомобиле. Также низкий вес способствует более правильной развесовке автомобиля. Ведь большая часть массы на авто с классическими ДВС сосредоточена именно в передней части кузова.

Во-вторых, роторно-поршневой двигатель обладает высокой удельной мощностью. По сравнению с классическими моторами, данный показатель в полтора-два раза выше. Также у роторного двигателя более широкая полка крутящего момента. Он доступен практически с холостых оборотов, в то время как обычные ДВС нужно раскручивать до четырех-пяти тысяч. Кстати, роторный мотор намного легче набирает высокие обороты. Это еще один плюс.

В-третьих, такой двигатель имеет более простую конструкцию. Здесь нет ни клапанов, ни пружин, ни кривошипно-шатунного механизма в целом. Вместе с этим отсутствует привычная система газораспределения с ремнем и распределительным валом. Именно отсутствие КШМ способствует более легкому набору оборотов роторным ДВС. Такой мотор за доли секунды крутится до восьми-десяти тысяч. Ну и еще один плюс – это меньшая склонность к детонации.

Минусы

Первый минус – это высокие требования к качеству масла. Хоть мотор и работает по типу двухтактного, сюда нельзя заливать дешевую «минералку». Детали и механизмы силового агрегата подвергаются существенным нагрузкам, поэтому для сохранения ресурса нужна плотная масляная пленка между трущимися парами. Кстати, регламент замены смазки составляет шесть тысяч километров.

Следующий недостаток касается быстрого износа уплотняющих элементов ротора. Это происходит вследствие малого пятна контакта. Из-за износа уплотнительных элементов, образуется высокий перепад давлений. Это негативно сказывается на производительности роторного двигателя и расходе масла (а соответственно и экологических показателях).

Также роторные двигатели склонны к перегреву. Это происходит из-за особой линзовидной формы камеры сгорания. Она плохо отводит тепло по сравнению со сферической (как на обычных ДВС), поэтому при эксплуатации нужно всегда следить за температурным датчиком. В случае перегрева, деформируется ротор. При работе он будет образовать значительные задиры. В результате ресурс мотора приблизится к концу.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Роторный двигатель.Принцип работы роторного двигателя.

 

 Роторный двигатель Феликса Ванкеля — уникальная разновидность двигателей, создан и более менее доведенный до ума в середине двадцатого века. В чем же уникальность роторно-поршневого двигателя Ванкеля? Ответ прост, при малых габаритах и рабочем объёме, в комплекте с простотой конструкции и значительно меньшем количестве деталей по сравнению с обычным поршневым двигателем, роторный двигатель выдаст мощность в 2-2.5 раза большую, нежели поршневой двигатель с тем же рабочим объёмом цилиндров. Однако, тут же возникает вопрос, раз роторный мотор такой простой и одновременно мощный, то почему он не получил широкого распространения.

В общем то вариантов довольно много, самый на мой взгляд вероятный ответ на данный вопрос кроется в событиях тогдашнего времени. В 70-х годах многие авто-концерны того времени попытались сделать ставку на роторный двигатель, ввиду его превосходящей мощности и простоты конструкции над традиционным ДВС того времени.

  Все возможно и было бы хорошо, и роторные двигатели возможно сейчас ставили бы как минимум на половину современных авто, если бы не одно НО, как всегда, куда ж без него. В общем в 1973 году началась война на Аравийском полуострове. К слову, в то время арабские страны были основными поставщиками нефти в Европу и Америку, и война вынудила их значительно сократить поставки ресурсов в страны нового и старого света, что повлекло за собой невероятное подорожание нефтепродуктов, и в том числе и бензина, на котором работал роторный двигатель. Но, почему не перестали выпускать стандартные ДВС? Да потому, что в роторном двигателе всегда имеется огромный табун лошадей, который нужно кормить, короче РПД слишком много жрал, содержать его в то время было очень не выгодно, поэтому компании, вложившие деньги в разработки и производство роторных двигателей потерпели крах и понесли колоссальные убытки, машины с большим расходом топлива оказались совсем не востребованы на рынке. Производители отказались от прожорливого роторного двигателя в пользу более экономичного поршневого варианта.
  Однако все же нашлись приверженцы роторного двигателя — авто-концерн Mazda встал на путь самурая и продолжил проводить исследования и совершенствование двигателя Ванкеля, подобно тому, как однажды Subaru не отказались от использования оппозитных двигателей, которые на сегодняшний день являются главной фишкой этой марки. Инженеры мазды тоже даром времени не теряли и также имели свои разработки в области РПД. Это позволило им создать роторный двигатель 13b-REW с системой твин-турбо, мощностью 350 л.с, который устанавливался в автомобили Mazda RX7, в процессе эксплуатации двигатель зарекомендовал себя достаточно хорошо, но один непобедимый недостаток, свойственный РПД у него всё же остался,это большой расход топлива. Далее маздисты воткнули роторник в следующую модель Mazda RX8, но в ней заметно сократили табун под капотом с 350 л.с до 200, уменьшив рабочий объём до 1.3 литра. Ну где вы видели ДВС объёмом 1.3 с мощностью 200 л.с.? Это позволило сократить расход топлива и вывести модель на более конкурентно-способный уровень. Про попытку воткнуть РПД в жигуляторы думаю писать не стоит, инженеры купили авто с РПД у немцев и тупо скопировали двигатель. В результате ничего хорошего из этого не получилось.
 

Принцип работы и устройство роторного двигателя. Принцип работы роторного двигателя разительно отличается от поршневого. Прежде всего это связано с его конструктивными особенностями. Трудно выделить главную особенность этого двигателя, начну пожалуй с самого ротора. Ротор — является в данном типе двигателя и поршнем и шатуном, то есть весь кривошипно-шатунный механизм сводится только к ротору и валу-эксцентрику, которые и превращают энергию топлива во вращательные движения вала. Происходит это все в блоке, который является и камерой сгорания и газораспределительным механизмом. В нем происходят все такты работы ДВС, начиная с впуска и заканчивая выхлопом. Внутри блок имеет форму некой капсулы, но это не совсем так, эта форма имеет геометрическое научное название — эпитрохоида (блять). Установленный на валу ротор, крепко сцеплен с зубчатым колесом, которое соединено с неподвижной шестернёй, название которой — статор. Размер ротора значительно больше, нежели статор, несмотря на это, вокруг шестерни свободно вращается ротор с зубчатой шестерней. Каждый из концов треугольного ротора движется по внутренней поверхности блока, отсекая определенное количество пространства в блоке благодаря трём клапанам. Функцию поршневых колец в роторном двигателе выполняют радиальные и торцевые уплотнительные пластины, которые прижимаются к стенкам блока-цилиндра центробежными силами, ленточными пружинами и давлением газа. Двигатель ванкеля лишен сложного механизма газораспределения, это значительно упрощает конструкцию роторного двигателя по сравнению с традиционным, также отсутствие многих деталей КШМ традиционного двигателя позволяет вырабатывать большую мощность за счет отсутствия потерь на трение. За один полный оборот ротора, в двигателе проходит три полных рабочих цикла. Чуть не забыл, почему он много жрет, потому что камера сгорания в момент такта сжатия получается весьма длинной и топливо не успевает догорать полностью, для борьбы с этим явлением на роторные моторы ставят по две свечи зажигания, которые срабатывают по очереди одна за другой, воспламеняя топливную смесь с двух сторон. Такие меры весьма улучшили показатели роторников в плане экономичности и выдаваемой мощности.

  В общем все это очень хорошо звучит, но что же представляет из себя роторный двигатель в реальной жизни. На самом же деле по всему свету довольно много авто с роторными моторами времен 60-80х годов, многие на ходу и хранятся где то в музеях или частных коллекциях, еще больше гниют или уже сгнили на свалках. Стоит взглянуть на владельца авто с роторным двигателем, который мотор перегрел и носится по городу в поисках спецов и запчастей, всплывают все недостатки этого вида двигателей. Самое страшное для РПД на той же мазде рх8 это перегрев. Стоит один раз перегреть такой мотор и отремонтировать его будет потом очень сложно,так как запчасти стоят довольно недешево и ехать будут из Японии.В большинстве случаем при ремонте РПД бракуется и сам ротор и блок, на котором образовались задиры от поплавившегося металла. Многие в этом случае заказывают новый мотор, так как стоить он буден примерно так же как и ремонт старого двигателя. Поэтому некоторые мечтают сменить роторник на традиционный поршневой ДВС, однако, есть и фанаты, которые его ни на что не променяют.

Наверх

Что такое роторный двигатель и как он работает

Безраздельное властвование в автомобилестроении поршневых ДВС, характеризующихся наличием механизма обратно-поступательного движения поршня, отнюдь не связано с техническим совершенством их устройства. Более того, такие силовые агрегаты обладают большим количеством конструкционных недостатков, которые в принципе непреодолимы. И никакие ухищрения, основанные на достижениях технического прогресса последних десятилетий, не способны искоренить эти недостатки.

Но поскольку техническую мысль невозможно ни замедлить, ни тем более остановить, ведущие инженеры и целые конструкторские бюро на протяжении последних ста лет усиленно работали над поиском достойной альтернативы ПДВС.

Следует отметить, что в этом направлении уже достигнуты немалые успехи, даже если не принимать во внимание силовые агрегаты с реактивной тягой. В частности, в сфере двигателей, у которых момент движения передается на вал вращения, классический поршневой мотор уже достаточно давно в разных областях применения начал сдавать свои позиции.

Так, в среде стационарных установок вне конкуренции находится электромотор, в авиастроении предпочтение отдают газотурбинным силовым агрегатам, паровые турбины эффективно используется в судостроении и в энергетических силовых установках типа электростанций.

Отметим, что все указанные разновидности моторов относятся к категории роторных машин, поскольку у всех их основной рабочий орган — вращательный, без наличия возвратно-поступательных компонентов. Если рассматривать такую конструкцию с точки зрения термодинамики и классической механики, то она оказывается наиболее эффективной, передающий момент движения с минимальными потерями.

Что такое роторная силовая установка

Роторный двигатель внутреннего сгорания представляет собой разновидность тепловых моторов, у которых в общем элементом является ротор. Принципиальное отличие от поршневых ДВС заключается в том, что такие агрегаты не нуждаются в конструктивных элементах, занимающихся преобразованием возвратно-поступательного движения во вращение основного вала.

Теоретически такой агрегат должен обладать более высоким КПД. Но на практике реализация таких схем оказалось технически достаточно сложной, несмотря на отсутствие такой промежуточной системы, как коленвал. Выяснилось, что роторный мотор обладает некоторыми недостатками, которые настолько существенны, что из-за них этот тип двигателей конкретно в автомобилестроении так и не получил массового распространения. Почему так произошло, мы расскажем чуть позже.

Если обратиться к истории, то 1 роторный двигатель был продемонстрирован инженерами Ванкелем и Фройде в 1957 году. Именно тогда немецкие изобретатели сумели воплотить в жизнь свои задумки. Презентация нового типа автомобильных двигателей оказалась настолько успешной, что многие автопроизводители мирового масштаба серьёзно заинтересовались этой разработкой. Достаточно назвать такие бренды, как Citroen, General Motors, Mercedes-Benz. Но после многолетних исследовательских и испытательных работ все они признали бесперспективность роторных силовых агрегатов. Но не японский автоконцерн Mazda. Инженеры этой компании всё же сумели вывести в серию роторные двигатели, которые выпускались автоконцерном достаточно долго.

Следует отметить, что даже АвтоВАЗ на протяжении ряда лет оснащал ограниченные серии своих моделей роторными двигателями. Правда, такие машины не поступали в розничную сеть — ими комплектовались автопарки силовых органов (МВД и КГБ).

Поскольку роторный силовой агрегат относится к категории ДВС, принцип его работы, как и поршневого аналога, заключается в преобразовании тепловой энергии сгорания горючего в энергию вращения. Разумеется, такое преобразование осуществляется принципиально иным, более простым способом. Дело в том, что в роторном моторе основной рабочий орган — это ротор, который жестко связан с приводным валом. В классическом двигателе внутреннего сгорания движущей силой является поршень, двигающийся поступательно вверх-вниз. Для преобразования такого движения во вращательное требуется использование достаточно сложного механизма — кривошипно-шатунного, составной частью которого является коленчатый вал.

Именно в этом и заключается разница между роторным двигателем и обычным поршневым ДВС.

Классификация роторных двигателей

Было бы наивным предполагать, что усилия армии инженеров были сосредоточены исключительно на конструирование альтернативы поршневому мотору. Ещё в шестидесятых годах прошлого столетия были продемонстрированы разработки роторных силовых агрегатов с концептуально разными схемами реализации.

На сегодня можно перечислить следующие виды роторных моторов:

  • двигатели с разнонаправленным движением рабочих элементов. Их отличительной особенностью является не вращательное, а возвратно-поступательное движение (качание по эллипсоидной дуге вокруг продольно оси). В таких моторах процесс сгорания ТВС, сопровождающийся фазами сжатия/расширения отработанных газов, реализуется в полостях между жёстко укреплёнными лопатками статора, что и определяет замысловатую траекторию движения ротора, отличающуюся от вращения вокруг оси. Таким образом, конструктивно это действительно роторный агрегат, но по принципу передачи движения он является промежуточным решением между поршневым и вращательным способами передачи момента движения на приводной вал. Более того, некоторые склонны причислять такие моторы к поршневым ДВС, ведь у них существует и своеобразный аналог кривошипного механизма, преобразующий колебания ротора во вращательное движение. Такое усложнение конструкции оказалось не слишком оправданным, так что РДВС данного типа не получили сколь-нибудь заметного распространения. К тому же у этой конструкции имеется очень серьёзный недостаток – относительно высокая вероятность столкновений лопастей, что во время работы двигателя грозит очень серьёзными неприятностями;
  • роторные моторы с однонаправленным движением рабочих элементов. У этой разновидности силовых агрегатов имеется два ротора, заключённых в единый корпус. Они вращаются со сдвигом по временной фазе, как бы догоняя во время работы мотора друг друга. Такой тип вращения ротора принято называть пульсирующе-вращательным. Здесь рабочие такты сгорания ТВС происходят в кавернах, образующихся между лопастями смежных роторов на фазах их максимального сближения/удаления. Схема рабочая, но характеризующаяся существенным недостатком: оба головных вала вращаются рывками, равномерное движение отсутствует. Для выравнивания импульсного момента требуется использовать очень сложные устройства и механизмы, позволяющие преобразовывать знакопеременные нагрузки с целью выравнивания скоростей обеих валов. Отметим, что, как и в предыдущей разновидности роторных агрегатов, здесь также не исключены ударные столкновения параллельных лопастей в фазе их сближения;
  • роторные моторы с уплотнительными заслонками. Эта разновидность двигателей оказалась более удачной и широко применяется и в настоящее время, преимущественно в пневматических силовых агрегатах. Но в этом случае в качестве движущей силы выступает уже не горючее, а сжатый воздух. Здесь лопасти ротора выступают в качестве заслонок, а сам вал также движется не прямолинейно, совершая качающиеся либо возвратно-поступательные движения. Как правило, лопасти в таких моторах закреплены на шарнирах, что позволяет им в нужный момент отклоняться. К сожалению, создать такой же эффективный мотор для ДВС так и не удалось, поскольку здесь для реализации задуманного необходимо обеспечить гораздо боле герметичную схему, чем при использовании пневматики. Оказалось, что в условиях больших значений рабочего давления и температур хорошо получается что-либо одно: или обеспечение надлежащей герметичности, либо обеспечение требуемой подвижности роторных лопастей. Добиться приемлемых показателей одновременно не получается. К тому же имеются объективные сложности, касающиеся обеспечения непрерывного движения лопастей. Это можно сделать, используя отдельный специализированный привод, или с помощью комбинации действия пружин и центробежной силы вращения. Оба варианта реализовать чрезвычайно сложно, поэтому в автомобилестроении данная разновидность роторных моторов так и не смогла оказать достойную конкуренцию классическим ДВС;
  • двигатели роторного типа с подвижными уплотнительными заслонками. Схожесть с моторами предыдущего типа очевидна. Разница заключается в том, что здесь лопатки, являющиеся также заслонками, не являются частью ротора – они прикреплены к внутренней стенке корпуса, в нужный момент выдвигаясь внутрь. У ротора также имеются лопасти, но довольно экзотической формы. Именно на них и приходится основная часть нагрузки в виде давления отработанных газов. Задача роторных лопаток – отсекать в определённые моменты лопасти-заслонки от камеры сгорания. Технически всё это реализовать тоже очень непросто, и перечень недостатков такой конструкции схож с предыдущим;
  • моторы с простым вращательным движением роторного вала. В силу простоты конструкции такие агрегаты можно назвать самыми совершенными и очень перспективными. Здесь просто отсутствуют механизмы, совершающие любые виды движения, кроме вращательного. Неудивительно, что достижение скоростей вращения порядка десятков тысяч об/мин для них – не проблема. Отметим, что первые подобные двигатели были сконструированы ещё в конце XIX, продемонстрировав более высокие эксплуатационные характеристики, чем тогдашние поршневые двигатели. Отметим, что в то время основной движущей силой был пар, а не бензин. Но со временем поршневые силовые установки перевели на углеводородное топливо, а вот с роторными аналогами случилась загвоздка;
  • роторные силовые агрегаты с планетарным механизмом вращения. Это – так называемые двигатели Ванкеля, немецкого инженера-конструктора, впервые предложившего такой мотор. Именно они и легли в основу всех попыток создать конкурентоспособный ДВС на роторной тяге. В дальнейшем мы будем вести речь именно об этой разновидности роторных силовых агрегатов.

Итак, пришла пора ознакомиться с устройством и принципом работы роторно-поршневых двигателей.

Конструкция роторного двигателя

Поскольку РПД и классический поршневой мотор являются двигателями внутреннего сгорания, было бы логичным предположить, что и система впрыска ТВС, а также система зажигания у них схожи. Так оно и есть, но строение самих силовых агрегатов кардинально разное.

Устройство роторного двигателя включает следующие основные конструктивные элементы:

  • собственно ротор;
  • статор, в роли которого выступает корпус мотора;
  • приводной (выходной) вал.

Здесь используется классическая компоновка: вращающийся ротор находится внутри статора. Геометрия ротора предполагает наличие трёх выпуклостей, которые, по существу, являются аналогами поршня. Углубление в этих выпуклостях способствует повышению скорости вращения за счёт формирования завихрений отработанных газов. Каждая выпуклость комплектуется двумя кольцами, внутри которых формируются полости, представляющие собой камеры сгорания.

Одной из самых важных элементов ротора считается расположенное примерно посередине вала зубчатое колесо. Оно входит в зацепление с шестерней, располагаемой напротив на корпусе мотора. Эта зубчатая пара и является той компонентой, которая формирует направление и, разумеется, траекторию движения самого ротора.

Корпус РДВС выполнен в виде овала, что резко контрастирует с внешностью традиционного поршневого двигателя. Сделано это для того, чтобы все вершины ротора (напомним, их всего три) постоянно контактировали со стенками статора. Посредством такой экзотической геометрии достигается формирование в любой момент времени трёх камер сгорания, полностью герметичных и целиком изолированных от влияния соседний полостей. Впускная система также необычна: вместо клапанного механизма используются специальные порты впуска/выпуска, первый из которых непосредственно ведёт к дросселю, второй – к выхлопной системе, тоже напрямую, без каких-либо промежуточных конструктивных элементов.

Выходной вал ротора абсолютно не похож на коленвал поршневого ДВС. Да, на нём присутствуют эксцентрики в виде выступов специальной формы, расположенных на валу с определённым смещением относительно осевой линии. Но они служат для сопряжения с роторами (их у двигателя бывает несколько). Каждый отдельный ротор, вращаясь, воздействует на свой кулачковый эксцентрик, усиливая крутящий момент выходного вала.

Вот так необычно устроен роторный двигатель. Следует упомянуть ещё об одной его конструктивной особенности: он собирается в заводских условиях послойно. Наиболее распространены двухроторные силовые агрегаты, у которых имеется пять таких слоёв. В качестве крепёжных элементов используются болтовые соединения, располагаемые по кругу каждой секции.

Система охлаждения роторных силовых агрегатов устроена таким образом, что ОЖ доставляется во все активные элементы конструкции. Подшипники с сальниками расположены в противоположных крайних секциях, во внутренних сегментах установлены роторы. В центральных сегментах расположены впускные порты, выпускные же размещены с обоих краёв корпуса.

Принцип работы

Принцип действия роторного двигателя, как и его конструкция, радикальным образом отличается от поршневого автомобильного аналога. Именно ротор, вращаясь, передает крутящий момент на трансмиссию и, в конечном итоге, – на колёса. Сгорание топливно-воздушной смеси происходит не в цилиндрах, а полостях, образуемых сторонами ротора, представляющего собой равнобедренный треугольник с немного выпуклыми сторонами. Он изготавливается только из высококачественной легированной стали.

Корпус, играющий роль статора – вторая важная компонента роторного силового агрегата. В разрезе он имеет вид продолговатого овала, между стенками которого и сторонами ротора формируются динамические камеры сгорания и происходят все стандартные фазы сгорания ТВС: впрыск смеси, сжатие, воспламенение, выпуск отработанных газов.

Поскольку ось, на которой расположен ротор, расположена не по центру, вращением это назвать сложно. Да и сама геометрия внешних сторон корпуса и ротора далека от симметрии. Однако именно это позволяет в каждый момент времени формировать три полости, в каждой из которых в конкретный момент времени происходит один из четырёх вышеназванных циклов.

Опишем схематически, как работает роторный двигатель, на примере одной отдельно взятой стороны ротора.

На фазе впуска в начинающую расширяться полость всасывается топливная смесь, причём происходит это самотёком, за счёт создаваемого в полости разрежения. В этой же фазе происходит и смешивание ТВС. За счет силы инерции (ведь таких полостей в двигателе три, и одна из оставшихся как раз и толкает ротор в нужном направлении) полость смещается, точки максимального объема и затем начиная опять сжиматься. Максимум этого процесса приходится на нижнюю мёртвую точку, в которой смесь сжимается до такой степени, что готова отдать всю энергию. Именно в этот момент и происходит воспламенение ТВС свечой зажигания, после чего в результате сгорания и резкого расширения продуктов горения струя газов, пытаясь вырваться наружу, толкает ротор, пока он опять не подойдёт к верхней точке траектории. А здесь уже газам есть куда выйти через выпускной клапан. Таким образом, цикл завершается, а весь процесс происходить непрерывно. Важно понять, что в каждый момент времени в каждой из камер происходит один из процессов, аналогичных вышеописанным.

Другими словами, один полный оборот выходного вала соответствует трём тактам работы мотора.

Если учесть, что современные роторные двигатели оснащаются двумя или тремя роторами, для каждого из которых имеется свой статор, то бишь корпус, то картина получается впечатляющая. К слову, в настоящее время производством таких автомобильных силовых агрегатов занимается только автоконцерн Mazda.

Как видим, конструкции и принцип работы роторного двигателя достаточно прост, дополнительных узлов и механизмов требуется минимум, не в пример меньше, чем у поршневого собрата. Это позволяет при сравнимых габаритах обеспечить намного большую производительность. Так, по выходной мощности двухроторный мотор сопоставим с шестицилиндровым поршневым силовым агрегатом, трёхроторный выдает столько же лошадиных сил, как двенадцатицилиндровый поршневой двигатель.

Следует отметить, что повышенная производительность – далеко не единственный конёк этого типа моторов, но есть у него, разумеется, и ряд недостатков, которые и не позволяют (надеемся – пока) сделать его массовым продуктом. Но об этом – в следующей главе.

Преимущества и недостатки РДВС

С момента своей презентации роторно-поршневой силовой агрегат постоянно был в центре внимания специалистов, а многие солидные автопроизводители начали инвестировать в исследования, посвящённые разработке этого типа мотора, громадные суммы. И неспроста: конструкция такого агрегата на порядок проще классического двигателя. Собственно говоря, основными в нём являются две детали: корпус и ротор. Куда уж проще!

http://www.youtube.com/watch?v=qZKxvoCYGUU

Перечислим преимущества, которые сулит использование роторного привода:

  • простота конструкции – фактор, способствующий достижению практически идеальной сбалансированности двигателя: минимум деталей позволил свести вибрационные процессы, характерные для ПДВС, практически на нет;
  • даже не слишком удачные реализации роторного силового агрегата позволяли получать великолепную динамику без увеличения нагрузки на сам мотор. Это наглядно демонстрируют и последние модели Мазда. К примеру, RX-8 с роторным двигателем разгоняется до сотни примерно за такое же время, но без перехода на самую высокую передачу, просто за счёт высоких оборотов;
  • хотя несколько роторов требуют относительно большого объема для размещения, за счёт отсутствия множества дополнительных узлов и агрегатов такой двигатель получается заметно компактнее поршневого, и намного легче. Для конструкторов это идеальный вариант, предоставляющий возможность выполнить идеальную межосевую развесовку. А это, кстати, фактор, существенно улучшающий устойчивость транспортного средства во время выполнения скоростных манёвров;
  • минимизация узлов существенно упрощает обслуживание такого агрегата, увеличивается его надёжность и безотказность;
  • наконец, роторный ДВС характеризуется отменной удельной мощностью, недостижимой для своих классических собратьев.

Вы спросите, почему же при таком количестве впечатляющих достоинств роторные моторы не вытеснили поршневые?

Всё очень просто: минусы роторного двигателя перевешивают плюсы, а современное автомобилестроение – это, прежде всего, целесообразность. Даже если речь идёт об экологичных машинах, учтите, что их производство в значительной степени субсидируется на государственном уровне. О роторных установках этого не скажешь.

Так в чём же заключаются их недостатки? Судите сами:

  • главным, и самым существенным минусом этого типа двигателей считается очень высокий расход горючего, особенно на невысоких скоростях и низких оборотах. Типичный показатель – 20 и более литров на 100 километров. При нынешнем уровне цен на топливо это, конечно неприемлемо. Особенно если сравнивать с аналогичными по мощности бензиновыми ДВС, у которых расход постоянно снижается и уже частично преодолел знаковую отметку в 5 л/100 км.;
  • отсутствие симметрии – другой существенный недостаток таких двигателей. Чтобы идеально скомпоновать ротор и статор, чтобы прохождение эпитрохоидальной кривой было максимально правильным, требуется использование дорогостоящего специализированного и высокоточного оборудования. Без него добиться геометрически безупречной подгонки деталей невозможно. Разумеется, это тоже влияет на стоимость машины, и отнюдь не в сторону снижения;
  • поскольку камера сгорания у роторных агрегатов имеет не круглое, а линзовидное сечение, это негативным образом сказывается на тепловых характеристиках мотора. Другими словами, при сгорании значительная часть энергии из-за специфической формы ротора и статора расходуется не на проталкивание ротора, а на его нагрев. Так что борьба с перегревом – очередное слабое место двигателей данного типа;
  • производителям так и не удалось справиться с проблемой быстрого износа уплотнителей, устанавливаемых между форсунками. Значительные перепады давления, характерные для камер сгорания, разрушают уплотнители, и в результате после 100, максимум 150 тысяч км пробега роторному двигателю требуется капремонт. А это – большая проблема, и даже не из-за высокой стоимости: таких специалистов и автосервисов нужно ещё поискать;
  • наконец, РДВС расход моторного масла гораздо выше: на каждые 1000 километров расходуется примерно 600 мл смазывающей жидкости, и это при новом и неизношенном моторе. Поэтому процедура замены масла производится намного чаще (каждые 5 тысяч километров), что, безусловно, увеличивает стоимость владения таким автомобилем. Но критично не это: если вы забыли вовремя долить/сменить ММ, поломки мотора не заставят себя долго ждать. Так что с точки зрения техобслуживания роторный двигатель, несмотря на свою простоту, не позволит автовладельцу расслабиться.

Разумеется, инженеры Мазда работают над устранением этих проблем, но у главной из них, снижения расхода топлива, похоже, приемлемого решения нет и не предвидится.

На каких авто можно встретить роторный силовой агрегат

Если обратиться к истории, то первым мелкосерийным авто с мотором Ванкеля стал NSU Spider. Его начали выпускать в 1964 году. При развиваемой мощности 54 л.с. этот автомобиль разгонялся до 145-150 км/час. Для первенца, согласитесь, очень неплохие результаты!

Через три года была презентована стендовая модификация NSU Ro-80 – презентабельного четырёхдверного седана, однако до крупносерийного производства дело не дошло. Но именно эта модель подтолкнула многих автопроизводителей к приобретению лицензии на дизельный РДВС (можно упомянуть Citroen, Toyota, GM и, конечно же, Mazda).

К сожалению, попытки создать действительно конкурентный автомобиль не увенчались успехом. О причинах мы уже упоминали: из-за огромного объёма камеры сгорания идеального смешивания ТВС не происходит, в результате даже двухсвечный разряд не позволял эффективно сжигать топливную смесь. А значит, расход топлива возрастает, а выхлоп становится более грязным.

Именно в это время мир накрыл топливный кризис, и компания NSU, практически целиком перешедшая на роторные двигатели, вынуждена была свернуть разработки и в результате была поглощена автоконцерном Volkswagen, где двигатели Ванкеля посчитали бесперспективными.

У Mercedes-Benz, купившей лицензию, дела пошли не лучше – было сконструировано всего две модели с роторным агрегатом. С111 первого поколения при 280 «лошадях» развивала 259 км/час, разгоняясь до сотни ровно за пять секунд. У второго поколения показатели существенно улучшились: 350, 300 и 4.8 соответственно. После этого данное направление было закрыто.

Chevrolet отметился тоже двумя роторными машинами: Corvette оснащался двухсекционным (267 л.с.) и четырёхсекционным (390 л.с.) силовым агрегатом, но дальше прототипа дело не пошло. Citroen сумел довести до серии GS Birotor (108 л.с.), однако впоследствии все машины были отозваны и утилизированы (за исключением порядка 200 экземпляров, обладатели которых не захотели расставаться с уникальными авто). Так что вероятность повстречать эту модель на европейских трассах не равна нулю и сегодня.

Дольше всех держалась Mazda, на протяжении 1967-1972 годов концерн выпустил 1519 автомобилей с роторным двигателем. Примерно в то же время был запущено в серию Luce R130 в форме купе. Дальше – больше: с 1970 года РДВС устанавливали практически на все модели, включая среднегабаритный автобус Parkway Rotary 26. Он весил всего 2.83 тонны и разгонялся до 120 км/час.

В 70-х годах роторные моторы (нелицензированные) начали производить и в СССР. В качестве прототипа взяли классический мотор от Ro-80.

Занимались доводкой автовазовцы, сумевшие в 1976 году довести до ума СА Ваз-311. Но до серии пришлось ждать ещё 6 лет, когда появилась модель Ваз-21018 , оснащаемая роторным мотором мощностью 70 «лошадей». Впрочем, обкатку не прошёл ни один автомобиль, так что эксперимент закончился установкой штатных поршневых моторов. Но в 1983 году ситуация была исправлена, однако модели Ваз-411/413 в розницу не попали: их поставляли исключительно в силовые структуры.

На данный момент Mazda осталась единственной компанией, которая продолжает заниматься данным направлением.

Возможен ли самостоятельный ремонт роторного мотора

Ответ, безусловно, будет скорее отрицательный. И дело не в том, что таких автомобилей в мире очень мало – их конструкция настолько уникальна, что что-либо менять внутри самому не представляется возможным.

Конечно, с заменой свечей дела обстоят не так плохо, однако не для первых моделей. У них свечи оказались спрятанными в стационарный вал (подвижными были не только ротор, но и корпус двигателя). Со временем конструкторы перешли к более простому варианту, а свечи начали устанавливать на стенки неподвижного статора, напротив портов впрыска/выпуска.

Большинство других ремонтных работ самостоятельно произвести практически нереально.

Отметим, что классический мотор Ванкеля имеет примерно на 40% меньше комплектующих, чем поршневой двигатель, но это детали, не имеющие аналогов.

Что ещё можно сделать своими руками? Например, поменять вкладыши приводного вала. Эту операцию выполняют, когда они стерлись настолько, что местами проступает медь. Для этого нужно демонтировать шестерни, поменять вкладыши и напрессовать зубчатые колёса на штатное место. Одновременно можно проверить состояние сальников и при необходимости установить новые.

Если при выполнении ремонтных работ демонтаж пружин маслосъемных колец, следует запомнить, где какие стоят, поскольку по форме передние не совпадают с задними. При необходимости можно выполнить замену торцевых пластин, которые тоже не совместимы друг с другом и имеют соответствующую маркировку.

При замене угловых уплотнителей начинать нужно с передней части ротора. Рекомендуется использовать смазку зелёного цвета от Castrol – это поможет зафиксировать уплотнители, пока вы будете заниматься сборкой остальных деталей. Тыльные угловые уплотнители меняются уже после установки приводного вала. При установке прокладок не забудьте смазать их подходящим герметиком. Апексы следует устанавливать в уплотнители после того, как поместите ротор в корпусе. Последнее, что нужно сделать – смазать прокладки тыловой и фронтальной крышек статора перед их установкой.

Что такое двигатель Ванкеля? | Как работает роторный двигатель?

Содержание

Двигатели наиболее распространены во всем мире. Они стали важной частью всех транспортных средств. Существуют различные типы двигателей в зависимости от потребностей различных областей применения. Двигатель Ванкеля — самый известный тип двигателя внутреннего сгорания. В предыдущей статье мы обсудили различные типы двигателей внутреннего сгорания (ДВС). В этой статье мы рассмотрим в основном двигатель Ванкеля.

Что такое двигатель Ванкеля?

Двигатель Ванкеля — это тип роторного двигателя внутреннего сгорания, который использует вращательное движение треугольного ротора, установленного в эллиптической камере, для преобразования тепловой энергии во вращательное движение без использования традиционного поршня. Двигатель Ванкеля также известен как роторный двигатель, поскольку все его детали вращаются.

По сравнению с поршневыми двигателями, роторные двигатели Ванкеля имеют малый вес, небольшие размеры и более компактны. В отличие от поршневого двигателя поршень возвратно-поступательно движется вверх и вниз внутри цилиндра.

Роторный двигатель Ванкеля имеет меньшую вибрацию и более равномерный крутящий момент, чем поршневой двигатель.

История двигателя Ванкеля

В 1924 году Феликс Генрих Ванкель сделал небольшую лабораторию и начал разрабатывать и исследовать двигатель своей мечты, который мог бы вращаться, всасывать, сжимать, сжигать и выхлопные газы.

В 1951 году компания NSU Motorenwerke AG начала разработку двигателя Ванкеля.

В 1957 году инженер Феликс Генрих Ванкель разработал первый роторный двигатель Ванкеля как замену традиционному поршневому двигателю.

Инженер Ханнс Дитер Пашке разработал второй двигатель KKM, следуя некоторым технологическим изменениям и усовершенствовав технологию двигателя Ванкеля.

Впервые роторный двигатель Ванкеля был представлен специалистам и прессе в 1960 году на конференции Союза немецких машиностроителей в Мюнхене.

В 1960-х годах, благодаря простоте, отличному соотношению прочности и веса, плавности работы и очень высокой эффективности роторных двигателей, они были у всех на устах в автомобильной и мотоциклетной промышленности.

В августе 1967 года компания NSU Motorenwerke AG получила широкую известность благодаря новому автомобилю NSU Ro 80, который имел 115-часовой двигатель Ванкеля с двумя роторами. Это был первый немецкий автомобиль 1968 года, который был выбран «Автомобилем года».

Благодаря превосходным характеристикам двигателя Ванкеля многие крупные автопроизводители (Ford, Toyota, Mercedes-Benz, Porsche, Rolls-Royce и Mazda) в течение следующего десятилетия подписали лицензионные соглашения на производство роторных двигателей Ванкеля, среди которых.

Конструкция роторного двигателя

Роторный двигатель работает по принципу отто-цикла. В отличие от возвратно-поступательного движения поршневого двигателя, в двигателе Ванкеля 4 такта стандартного отто-цикла расположены последовательно вокруг эллиптического ротора. Роторный двигатель имеет один ротор и одну эллиптическую коробчатую окружность с треугольным ротором (трехсторонний ротор Рейло), который вращается и перемещается в коробке. Боковая сторона ротора соединена с тремя камерами сгорания на боковой стороне корпуса, а углы уплотнения ротора — по периметру основной коробки.

По мере вращения ротора вращение и форма корпуса толкают ротор ближе к стенке корпуса, а камеру сгорания двигателя — ближе и дальше по «ходу» возвратно-поступательного движения поршня. Но эти 4-тактные двигатели производят ход сгорания после двух оборотов поршня внутри цилиндра.

Камеры сгорания двигателя Ванкеля производят один «ход» сгорания во время каждого оборота. Поскольку силовой вал Ванкеля вращается со скоростью, в три раза превышающей число оборотов ротора в минуту, получается один «ход» сгорания за один оборот выходного вала ротора, что в два раза больше, чем у четырехтактного поршневого двигателя и эквивалентно двухтактному циклическому двигателю. Эти двигатели имеют высокую выходную мощность по сравнению с четырехтактными бензиновыми двигателями с сопоставимым движением двигателя.

Работа двигателя Ванкеля

Роторный двигатель Ванкеля — это известный тип двигателя внутреннего сгорания, который работает по основному принципу отто-цикла.

Двигатель Ванкеля имеет четыре такта и работает следующим образом:

  • Всасывание
  • Сжатие
  • Сгорание
  • Выхлоп

Впускной или всасывающий ход

Когда наконечник ротора проходит через впускное отверстие, свежий воздух начинает поступать в первый цилиндр, как показано на рисунке выше.

Первый цилиндр продолжает всасывать свежий воздух до тех пор, пока второй кончик ротора не достигнет впускного отверстия и не закроет его.

После этого впускное отверстие закрывается, и свежая топливно-воздушная смесь попадает в первый цилиндр для сжатия и сгорания.

Компрессия

После завершения такта впуска начинается такт сжатия запертой топливно-воздушной смеси.

Когда ротор начинает вращаться, зазор между углом 1 и углом 2 первого цилиндра (как показано на рисунке выше) уменьшается, вследствие чего объем смеси уменьшается, и происходит сжатие смеси.

Когда воздушно-топливная смесь сжимается в соответствии с требованиями, она направляется на процесс сгорания.

Сгорание

Когда смесь в первом цилиндре (между 1 и 2 углами) сжата в соответствии с требованиями, свеча зажигания подает искру внутрь цилиндра, которая воспламеняет воздушно-топливную смесь.

В результате воспламенения смесь преобразуется в газы высокой температуры и давления. Энергия сгоревшей смеси заставляет ротор двигаться вперед. Этот процесс продолжается до тех пор, пока 1-й угол не пройдет мимо выхлопного отверстия.

Выхлоп

Когда угол 1 касается выхлопного или выпускного отверстия, горящие газы под высоким давлением выходят из двигателя.

После выпуска выхлопных газов выпускное отверстие закрывается, и весь цикл повторяется.

Детали роторного двигателя Ванкеля

Роторный двигатель может иметь сложную конструкцию, но у него не так много движущихся частей или компонентов, как у поршневого двигателя. Ниже мы рассмотрим основные компоненты роторного двигателя Ванкеля, чтобы дать вам лучшее представление о том, как все работает.

Роторный двигатель состоит из следующих основных частей:

  • Ротор
  • свеча зажигания
  • Выходной вал
  • Корпус
  • Впускные и выпускные отверстия

Ротор

Ротор — это треугольная вогнутая часть, которая обеспечивает плотное уплотнение при прижатии к корпусу двигателя. На каждой стороне ротора имеется воздушный карман или воздухозаборник, чтобы впустить больше газа в корпус. Эти впускные отверстия или карманы эффективно увеличивают рабочий объем двигателя Ванкеля.

Ротор вращается на нескольких шестернях, которые соединены с валом. Этот вал устанавливается в центре корпуса. Шестерни позволяют кромкам ротора вращаться таким образом, что они всегда соприкасаются с корпусом, поддерживая три отдельных пакета сгорания.

Корпус или кожух

Корпус — это самая важная часть двигателя. Он также известен как корпус двигателя. Эллиптическая конструкция корпуса помогает максимально увеличить объем двигателя при вращении ротора. Во время вращения ротора его края находятся в постоянном контакте с внутренней стенкой корпуса.

Когда ротор вращается в корпусе, каждый воздушный карман проходит через четыре части цикла сгорания:

  1. Всасывание — Сжатие
  2. Сгорание — выхлоп.

Топливная форсунка и свеча зажигания вставляются непосредственно в камеру сгорания через стенку корпуса. Внешние проходы позволяют охлаждающей жидкости и маслам протекать мимо системы для поддержания температуры и целостности системы.

Корпус также выступает в качестве защитного кожуха для внутренних деталей двигателя. Он предохраняет внутренние детали от любого типа повреждений в результате падения любой внешней нагрузки на двигатель.

Выходной вал

Выходной вал передает энергию, полученную в результате сжатия и сгорания топлива, в систему трансмиссии для привода колес автомобиля. Он оснащен круглой лопастью, которая касается ротора и вращает вал.

Впускные и выпускные порты

Впускной порт позволяет свежей смеси поступать в камеру сгорания, а выхлопные газы выбрасываются через выпускной или выхлопной порт.

Свеча зажигания

Свеча зажигания — это часть двигателя, используемая для передачи электрического тока от системы зажигания в камеру сгорания двигателя СИ для сжигания сжатой воздушно-топливной смеси с помощью электрической искры. Она имеет металлический корпус с резьбой, который электрически изолирован от центрального электрода керамическим изолятором.

Эта свеча соединяется с катушкой зажигания, которая генерирует высокое напряжение. Когда ток проходит через катушку, между боковым электродом и центральным электродом возникает напряжение. Когда напряжение превышает диэлектрическую прочность газа, газ ионизируется. Ионизированный газ работает как проводник, который пропускает ток через помещение.

Экономия топлива и уровень выбросов роторного двигателя Ванкеля

Когда роторный двигатель сжигает бензин, у него возникает множество проблем с выбросами и эффективностью. По сравнению с водородом 0,6 мм, бензин медленнее воспламеняется, имеет меньшую скорость распространения пламени и большее расстояние до погасания при цикле сжатия 2 мм. Из-за этих факторов двигатель потребляет больше топлива, а эффективность двигателя снижается.

Когда роторный двигатель Ванкеля использует бензин, зазор (на цикле сжатия) между корпусом и ротором становится очень узким, в то время как для водорода этот зазор достаточно широк. Двигателю требуется такой узкий зазор для сжатия.

Когда двигатели используют бензин вместо дизельного топлива, остатки бензина выбрасываются в атмосферу через выпускной клапан. Но эта проблема не возникает, когда двигатель использует водород в качестве топлива. Это происходит потому, что вся топливная смесь сгорает внутри камеры сгорания, что обеспечивает очень низкий уровень выбросов, а эффективность использования топлива также повышается до 23%.

Конструкция камеры сгорания двигателя Ванкеля более устойчива к воспламенению при работе на бензине с более низким октановым числом, чем у аналогичного поршневого двигателя. Конструкция камеры сгорания может привести к неполному сгоранию воздушно-топливной смеси при использовании бензина. Из-за такого неполного сгорания в выхлопе выделяется большое количество несгоревших углеводородов. Хотя температура сгорания роторного двигателя Ванкеля ниже, чем у других двигателей, а ранние двигатели также имеют систему рециркуляции отработавших газов (EGR). Поэтому выбросы выхлопных газов от двигателей Ванкеля относительно низкие.

Роторный двигатель в автомобиле может работать на высокой скорости. Это связано с тем, что большой эксцентриситет ротора, более длинные всасывающие каналы и раннее открытие всасывающего клапана увеличивают крутящий момент на низкой скорости — положение и конструкция углубления ротора влияют на расход топлива и выбросы. Показатели расхода топлива и выбросов зависят от конструкции углубления для сгорания, которое определяет через положение свечи зажигания внутри камеры двигателя.

Роторный двигатель Ванкеля имеет следующие основные преимущества и недостатки:

Преимущества двигателей Ванкеля

  • Эти типы двигателей имеют простую конструкцию.
  • Роторный двигатель не имеет клапана для работы.
  • Этим двигателям не требуется коленчатый вал, шатуны и т.д. Удаление этих компонентов делает двигатель Ванкеля более легким.
  • Они имеют широкий диапазон скоростей.
  • Они также могут сжигать топливо с высоким октановым числом без стука.
  • Эти двигатели имеют множество преимуществ с точки зрения безопасности, что делает их полезными в самолетах.
  • На некоторых двигателях Ванкеля не происходит загрязнения картера, что означает отсутствие необходимости в замене топлива.
  • У двигателя Ванкеля нет проблем со стуком. Стук возникает из-за неполного сгорания воздушно-топливной смеси.
  • Эти двигатели имеют значительно более высокое соотношение мощность/вес, чем колонный двигатель.
  • Более просты в размещении на ограниченной площади двигателя, чем поршневой двигатель.
  • Этим двигателям не нужны возвратно-поступательные части.
  • Роторный двигатель Ванкеля имеет более высокое соотношение оборотов в минуту по сравнению с поршневым двигателем.
  • Эти двигатели не производят много шума во время работы.
  • Поскольку в двигателе Ванкеля очень мало движущихся компонентов, цена его производства низкая.
  • Эти двигатели более компактны, чем поршневые.
  • Высокая скорость этих двигателей обеспечивает превосходную приспособляемость.
  • Они лучше всего подходят для использования водородного топлива.

Недостатки двигателей Ванкеля

  • Высокая потеря герметичности: Это также является незначительной проблемой, так как корпус двигателя Ванкеля имеет немного разные температуры в каждом отдельном сегменте камеры. Различные коэффициенты расширения вещества способствуют несовершенному экранированию. Поэтому эти двигатели имеют высокие потери уплотнения.
  • Подъем апексного уплотнения: Центробежная сила прижимает вершинное уплотнение к поверхности корпуса двигателя для создания прочного уплотнения. При работе с малой нагрузкой в случае дисбаланса центробежной силы и давления газа могут образоваться зазоры между вершинным уплотнением и корпусом.
  • Высокий уровень выбросов: Поскольку несгоревшее топливо находится в выхлопном потоке по мере использования топлива, нормы выбросов трудновыполнимы. Прямой впрыск топлива в камеру сгорания двигателя решит эту проблему.
  • Низкая топливная экономичность бензинового топлива: Это происходит из-за подвижной камеры сгорания, что способствует плохому сгоранию и хорошему давлению при частичной нагрузке и низких оборотах. Это приводит к тому, что несгоревшее топливо попадает в выхлопной поток; теряется топливо, не использованное для производства электроэнергии.
  • Иногда у роторного двигателя Ванкеля возникают проблемы с пробегом и сгоранием масла.
  • Воздушно-топливная смесь не может быть предварительно запасена, так как у этого двигателя нет впускного отверстия.
  • Для этих двигателей требуется сложная технология впрыска топлива.
  • Эти двигатели имеют низкую степень сжатия. По этой причине они имеют низкую топливную экономичность и тепловую эффективность.
  • В выхлопном потоке двигателя Ванкеля может быть большое количество несгоревших углеводородов и окиси углерода.
  • Роторный двигатель очень склонен к осечкам, так как потеря хода приводит к тому, что двигатель теряет импульс, а затем снова начинает движение при следующем выстреле в камеру сгорания. Обслуживание системы зажигания необходимо для того, чтобы избежать этой проблемы.

Применение двигателя Ванкеля

  • Крошечный двигатель Ванкеля все чаще используется в других функциях, включая картинг, персональные водные суда и вспомогательные силовые установки самолетов.
  • Некоторые люди используют двигатели Ванкеля в модификациях, которые в основном использовались с 1970 года. Даже с большим глушителем весь комплект весит всего 13,4 унции (380 грамм).
  • Универсальность двигателей Ванкеля делает их подходящими для конструкций малого, микро и микро-мини размера.
  • Самый большой двигатель Ванкеля доступен с ротором мощностью 550 л.с. (410 кВт) и двухроторные версии мощностью 1100 л.с. (820 кВт), вытесняет примерно 41 литр ротора в диаметре. Благодаря снижению частоты вращения двигателя всего до 1200 об/мин и использованию природного газа в качестве топлива, двигатели были удачно выбраны для привода насосов на газопроводах.
  • Эти двигатели используют в самолетах.
  • Эти двигатели используются в автомобилях Mazda.
  • Небольшие двигатели Ванкеля также используются в мотоциклах.
  • Эти двигатели также используются в лодках.

Двигатель Ванкеля VS. Поршневой двигатель

Благодаря своей конструкции двигатель Ванкеля намного легче, компактнее и проще, чем классический поршневой двигатель. В нем нет ни поршневой массы, ни кривошипов, клапанов, шатунов и других сложных деталей, подверженных отказам. Двигатели Ванкеля содержат только три движущиеся части, что делает их более надежными, долговечными и удобными в обслуживании, чем их поршневые собратья. Кроме того, эти подвижные части находятся в непрерывном однонаправленном вращении, что обеспечивает более высокие рабочие скорости, простоту балансировки и низкий уровень вибрации. Благодаря беспрецедентным соотношениям мощности к размеру и мощности к весу, двигатели Ванкеля незаменимы в различных областях применения, начиная от легкой авиации, комбинированных теплоэнергетических установок и заканчивая морской промышленностью.

Одним из основных недостатков двигателя Ванкеля является его низкий тепловой КПД. Длинная, тонкая и подвижная камера сгорания приводит к медленному и неполному сгоранию топливной смеси. Это приводит к увеличению выбросов углекислого газа и снижению эффективности использования топлива по сравнению с поршневыми двигателями. Однако этот недостаток превращается в преимущество при переходе на водородное топливо.

Еще один недостаток двигателей Ванкеля связан с уплотнением ротора и вершины. Некачественное уплотнение между краями ротора и корпусом — например, из-за износа или недостаточной центробежной силы на низких оборотах — может привести к утечке продуктов сгорания в следующую камеру.

Поскольку сгорание происходит только в одной секции роторного двигателя, в двух отдельных камерах существует большая разница температур. Как следствие, различные коэффициенты расширения материалов приводят к неоптимальному уплотнению ротора. Расход масла также является проблемой, поскольку масло необходимо впрыскивать в камеры для добавления смазки и поддержания герметичности ротора.

FAQ

Кто изобрел двигатель Ванкеля?

В 1957 году инженер Феликс Генрих Ванкель сконструировал первый двигатель Ванкеля.

Почему роторный двигатель называют двигателем Ванкеля?

Двигатель Ванкеля был изобретен Феликсом Генрихом Ванкелем. Поэтому он известен как двигатель Ванкеля по фамилии его создателя.

Почему роторные двигатели такие мощные?

Благодаря своему революционному движению, роторные двигатели имеют меньшую рабочую вибрацию, чем поршневые. Это позволяет настроить двигатель Ванкеля таким образом, чтобы он работал быстрее и вырабатывал больше мощности.

Какие автомобили имеют двигатель Ванкеля?

Двигатели Ванкеля можно встретить в следующих автомобилях:

  • 1969 Citroen M35.
  • 1970 Mazda RX-500 concept.
  • 1973 Citroen GS Birotor.
  • 1970 Mercedes-Benz C111-II.
  • 1975 Mazda Roadpacer AP.
  • 1973 Chevrolet Corvette XP897 GT concept.
  • 1974 Mazda Parkway RE13 Rotary 26 Superdeluxe.
  • 2003 Mazda RX-8 Hydrogen RE.

Почему двигатель Ванкеля вышел из строя?

Двигатель Ванкеля выходит из строя по следующим причинам:

Двигатели Ванкеля имеют проблемы с пробегом и сжиганием масла.

Им требуется сложная технология впрыска топлива.

Расход топлива: Двигатель Ванкеля имеет тонкую и длинную камеру сгорания, приводимую в движение ротором. Это замедляет сгорание топлива. В двигателе попытались решить эту проблему с помощью двойных свечей зажигания (начальной и конечной).

Выбросы: В случае роторного двигателя, как несгоревшее топливо, так и масло сгорания являются причиной ужасных выбросов.

Вывод

Эти типы двигателей сгорают не очень чисто и, как следствие, имеют высокий уровень выбросов. Роторные двигатели также имеют высокий износ по сравнению с поршневыми двигателями и служат не так долго.

Еще одна особенность этих двигателей заключается в том, что они ужасно подходят для людей, которые ездят на короткие расстояния. Если вы можете завести их, переместить машину с подъездной дорожки на дорогу и выключить, эти двигатели будут сильно заливать себя. Затем вам придется пройти через процесс очистки от наводороживания. Этот процесс может занять, я думаю, около 20-30 минут, чтобы перезапустить автомобиль. Часто приходится подключать дополнительное питание, чтобы не разрядить аккумулятор. Это также может произойти, если вы проедете совсем небольшое расстояние. Эти преимущества роторных двигателей или двигателей Ванкеля делают их очень плохими для автомобилей на короткие расстояния.

Двигатели Ванкеля также используются для транспортных средств/машин, вращающихся на высоких оборотах в течение длительного времени, например, для самолетов. Это происходит потому, что пик мощности приходится на эти высокие обороты, а крутящий момент у них недостаточен, что делает очень затратным потребление топлива для достижения этой высокой полосы мощности.

Почему роторные двигатели мертвы?

    Дом   •  
  • Глубоко
  •   •  
  • Почему роторные двигатели мертвы? Почему роторные двигатели де…
Роторные двигатели

были изобретены Феликсом Ванкелем, поэтому они также известны как роторные двигатели Ванкеля. Этот новый двигатель внутреннего сгорания был запатентован в 1929 году и был первым в своем роде, поскольку для его работы не требовался поршень. Но потом случилась 2 мировая война и разработка двигателя была остановлена. Когда война закончилась, разработка снова была начата в NSU, немецком производителе, который позже стал Audi.

Это были 1960-е годы, когда Mazda и NSU объединились для дальнейшей разработки и работы над роторным двигателем. Первым автомобилем, который был продан с роторным двигателем, был NSU Spider, но они не смогли завоевать рынок из-за проблем с надежностью. Даже Chevrolet пробовали свои силы на двигателях Rotary, но они не смогли справиться с этим. Именно Mazda добилась успеха благодаря своим роторным двигателям, специально используемым в модельном ряду RX. Они смогли сделать это, потому что они потратили свое сладкое время, чтобы исправить проблемы, с которыми столкнулись другие производители. Есть много преимуществ использования роторного двигателя вместо поршневого.

Также читайте: Тройные гонщики убегают от полицейских и издеваются над ними: пойманы и оштрафованы на рупий. 14 500!

Преимущества роторных двигателей

Плавность хода

Роторный двигатель имеет меньше движущихся частей, например, нет необходимости в распределительных валах, поршнях и шатунах. Двигатель движется по кругу, что делает движение более плавным и усовершенствованным.

Высокие обороты

Если вы автомобильный энтузиаст, то вы знаете, что у вас могут быть мурашки по коже от двигателей с такими высокими оборотами. Роторные двигатели имеют высокие обороты, потому что у них нет возвратно-поступательной силы, есть только вращательная масса, которая помогает двигателю увеличивать обороты. Например, Mazda RX-8 разгонялась до кричащих 9.,000 об/мин.

Компактный размер

Роторный двигатель намного компактнее по сравнению с традиционным поршневым двигателем. Это означает, что производители могут плотно упаковать внутренности автомобиля, а двигатель весит меньше, что означает, что вес автомобиля также будет меньше.

Высокая выходная мощность

Для полного оборота двигателя требуется три оборота коленчатого вала, благодаря чему роторные двигатели развивают большую мощность по сравнению с двигателями аналогичного рабочего объема. Например, Mazda RX-8 производила 232 л.с. от крошечного 1,3-литрового двигателя.

Даже получив определенные преимущества, роторные двигатели умерли. Никто в автомобильной промышленности в настоящее время не использует роторный двигатель. Последним автомобилем, который продавался с роторным двигателем, была Mazda RX-8, которая тоже была снята с производства еще в 2011 году. Итак, почему роторные двигатели умерли?

Низкий расход топлива

Роторные двигатели имеют низкую степень сжатия, что часто приводит к неполному сгоранию топлива. Из-за этого несгоревшее топливо попадает в выхлопные трубы, и пробег автомобиля падает. Даже после использования двух свечей зажигания производители не смогли добиться полного сгорания, а экономия несгоревшего топлива также приводит к низкому тепловому КПД.

Плохие выбросы

Несгоревшее топливо проходит через выхлопные трубы и может вызвать пламя, которое, как мы согласны, будет выглядеть очень круто. Но из-за этого двигателю очень сложно соответствовать нормам выбросов.

Уплотнения ротора

Одной из самых больших проблем с роторным двигателем было обеспечение его герметичности. Сгорание происходит только с одной стороны двигателя, из-за чего температура камеры сгорания значительно выше, чем с другой. Из-за этого происходит тепловое расширение, а это означает, что металлические детали могут увеличиваться или уменьшаться в размерах, что может повредить уплотнения ротора.

Сжигание масла

Как мы узнали, создать идеальное уплотнение было очень сложно с двигателями Ванкеля. Чтобы преодолеть это, Mazda придумала способ заливки масла в двигатель, чтобы продлить срок службы верхних уплотнений. Это еще больше увеличивает выбросы выхлопных газов, потому что некоторое количество масла сжигается, чтобы обеспечить герметичность и смазку двигателя. Это требует от владельца периодического добавления масла.

Это были основные недостатки, из-за которых производителю пришлось отказаться от роторного двигателя. Несмотря на столько недостатков, все еще есть настоящие энтузиасты, которые по-прежнему любят роторные двигатели за их кричащий саундтрек и линейную подачу мощности. Остается только надеяться, что когда-нибудь в будущем некоторые производители возродят всеми любимые роторные двигатели.

Читайте также: Посещение фабрики Royal Enfield на видео

Что такое роторный двигатель и зачем нацисты изобрели уплотнения Apex?

The Drive и его партнеры могут получать комиссию, если вы покупаете продукт по одной из наших ссылок. Подробнее.

Роторный двигатель с его яйцевидным блоком и треугольным ротором является странным даже среди всех других необычных конструкций двигателей — извините, трехцилиндровый, твин-турбо, бескулачковый Koenigsegg, да, базовый. Эта уникальность — это то, что, по-видимому, встроено в изобретение, историю и родословную двигателя.

Хотя каждый энтузиаст, вероятно, знает заметки о недавней истории роторных двигателей, особенно когда-либо популярных спортивных автомобилей Mazda, автомобили с роторными двигателями так или иначе производились с начала 1950-х годов и несколькими разными производителями. Большинству из них не удалось реализоваться, несмотря на миллионы долларов, потраченных на исследования и разработки, хотя горстка все же ушла. Там были самолеты, тракторы и даже несколько мотоциклов.

Его начало, начатое человеком настолько ужасным, что его дважды выгнали из нацистов, — дикая и безумная история. Серьезно, пристегнитесь и приготовьтесь к драке, пока Шумные редакторы The Drive рассказывают о том, что такое роторный двигатель, как он появился, причастности Феликса Ванкеля и его будущем.

Роторный двигатель во всей красе. , Mazda

Что такое роторный?

Очень мощный Дорито. Очень мощный и волшебный Dorito аккуратно помещен в моторный отсек, а затем благословлен гаитянской жрицей вуду. Оттуда это маниакальный геллион, который хочет съесть ваших детей и весь бензин в районе трех штатов. Это буквально единственное объяснение того, как это работает или почему оно существует. Ладно, мы шутим, но не сильно.

Роторный двигатель внутреннего сгорания, в котором вместо поршней для сгорания используется вращающийся ротор треугольной формы, производящий три импульса сгорания за один оборот внутри блока овальной формы. Из-за вращения ротора и конструкции блока выходной вал роторного двигателя вращается в три раза быстрее, чем в традиционном двигателе с поршневым приводом. Это то, что придает ротационному инструменту характерное адское крещендо.

Кто изобрел роторный двигатель?

Убер-еврейоненавистник, потенциальный нацист по имени Феликс Ванкель оформил первый патент на роторный двигатель в 1929 году. Я говорю «потенциальный», потому что Ванкеля сочли слишком радикальным для нацистов, и его тут же выгнали не один, а два раза. .

Его первое изгнание произошло после попытки превратить гитлерюгенд в Бадене, Германия, в гораздо более безжалостную военизированную организацию и очернения высокопоставленного офицера Бадена в прессе, что также привело к его заключению в тюрьму. Гитлер вмешался и освободил его. Второй раз произошел после того, как Гитлер пожаловал Ванкелю звание оберштурмбаннфюрера СС. И если вам нужно больше доказательств того, что Ванкель не был великим парнем, Герман Геринг, рейхсмаршал Великого Германского Рейха и очень осужденный военный преступник, даже создал Ванкелевский испытательный институт для Ванкеля, чтобы помочь ему разработать технологию двигателя для нацисты. Через два года его выгнали по «неизвестным причинам». Но поскольку Гитлер считал его гениальным, Ванкеля пощадили.0081 обычное Нацистское выходное интервью.

С учетом того, что в то время в Германии вещи были не совсем кошерными, а Ванкель находился во французской тюрьме за свою нацистскую деятельность и ему запретили участвовать в исследовательских проектах после его освобождения на короткое время, только в 1950-х годах был построен первый прототип роторного двигателя. . Он был заказан NSU, немецким производителем автомобилей, который был приобретен Volkswagen и Audi в 1969 году, и Audi до сих пор владеет первоначальным патентом.

Ралли Паука NSU!, Audi

Когда появился роторный двигатель?

Первые роторные двигатели были построены в 1957 году в НГУ. Ванкель и еще один инженер по имени Ханс Дитер Пашке построили первые прототипы. Но если вы думали, что безумная история роторного двигателя заканчивается тем, что Ванкель стал нацистом, вас ждет сюрприз.

Во время совместной работы в NSU, без ведома Ванкеля, Пашке взял конструкции Ванкеля и значительно улучшил их. Он упростил всю конструкцию, сделал ее более прочной и сделал возможным использование в автомобилях и других машинах с двигателем. Когда выяснилось, что Пашке сделал это за спиной Ванкеля, Ванкель, как сообщается, сказал Пашке: «Ты превратил мою скаковую лошадь в пахотную кобылу». ( Изд. Примечание: добавьте в голову искусственный немецкий акцент, чтобы подчеркнуть .)

Что еще хуже для Ванкеля, над дизайном Пашке смеялись последними, и он стал основой для всех современных роторных двигателей, построенных с тех пор. Так что, хотя Ванкель, возможно, и был отцом роторного двигателя, именно Пашке заставил его работать и чей дизайн просочился в победивший в Ле-Мане 787b. Выкуси, нацист!

Биротор Citroen в естественном состоянии — неподвижен. , Citroen

Как Ротари изменился за свою историю?

В 1960 году NSU и Curtiss-Wright объединились, чтобы сделать ротор более надежным, а также запустить его в производство. NSU согласилась производить маломощные роторные двигатели, а Curtiss-Wright производила мощные версии, включая авиационные двигатели.

Благодаря этому партнерству производители автомобилей, тракторов и самолетов присоединились к партнерству NSU и Curtiss-Wright с лицензионными соглашениями на роторную конструкцию. Такие компании, как Alfa Romeo, Ford, Citroen, John Deere, Rolls-Royce, Porsche, GM, Suzuki, Toyota, Nissan, American Motors и Mazda, вложили деньги в дизайн, который был провозглашен следующим большим событием.

Даже несколько производителей мотоциклов приняли участие в игре с роторными двигателями, но после многих лет исследований и разработок, невероятно крутого хэтчбека Birotor от Citroen и, вероятно, бесчисленных миллионов долларов, только Mazda продолжила разработку и производство в современную эпоху.

Наши кошельки ноют всякий раз, когда мы видим RX-8., Mazda

История роторного двигателя Mazda

История Mazda с роторным двигателем восходит к первоначальному лицензионному соглашению с NSU и Curtiss-Wright в 1961. И все началось с своего рода квазисоревнования, кто сможет вывести на рынок первый автомобиль с роторным двигателем. Технически Mazda построила первый автомобиль с роторным двигателем в 1961 году, но это был только прототип. Однако NSU отказался от NSU Spider в 1964 году и выиграл гонку. Mazda, тем не менее, была полна решимости решить самую большую проблему роторного двигателя: верхние уплотнения царапали внутренний кожух роторного двигателя и приводили к выходу двигателя из строя.

Под руководством Кеничи Ямамото, одного из талантливых инженеров Mazda, компания наконец-то придумала, как решить проблему «следов когтей дьявола» с помощью графито-алюминиевых уплотнений. Позже Mazda продемонстрировала концепты с двумя и четырьмя роторами на 19-м.64 Tokyo Motor Show, но не выпускал свой первый роторный двигатель до Cosmo 110S 1967 года. Позже он был установлен на автобус Parkway Rotary 26 и пикап Mazda B-Series. Однако из-за ужесточения норм выбросов во всем мире Mazda была вынуждена снова пересмотреть конструкцию ротора, хотя у него все еще был большой недостаток: он ел бензин, как я ем Skittles в кино.

Что делать с двигателем с таким прожорливым аппетитом к топливу то? Ясно, что был только один путь, поскольку роторный двигатель потерял популярность у более пешеходных автомобилей, и Mazda начала устанавливать двигатель исключительно на свои спортивные автомобили, такие как серия RX и ее гоночные автомобили. В результате этой диверсии мы получили RX-3, RX-7 нескольких поколений и несколько нелюбимую RX-8. А также весь драгоценный металл ниже…

Самый крутой гоночный автомобиль в истории Ле-Мана. , Mazda

Какова гоночная история Rotary?

Прежде чем я начну рассказ о легендарной гоночной истории, я просто хочу показать вам видео в качестве примера. Динамики на громкость.

Вы перестали пускать слюни, как собака Павлова? Я уверен, что нет. Но просмотр этого видео о блестяще диком 787 Mazda, участвующем в гонках в Ле-Мане, передает лишь небольшую часть гоночной родословной роторного автомобиля.

На протяжении многих лет Mazda использовала двух-, трех- и четырехроторные роторные двигатели для различных применений, включая гонки на спортивных автомобилях высшего уровня IMSA, прототипы, такие как автомобили 767 и 787, автомобили с открытыми колесами и секретный раллийный прототип группы B с двухроторным двигателем RX-7 со скоростью вращения 11 000 об/мин. Первая победа Mazda с роторным двигателем пришлась на 19 год.72 года, когда двухроторный спортивный автомобиль RX-2 выиграл гонку IMSA RS в Lime Rock Park.

Mazda добилась успеха в своей серии RX, выиграв гонки с моделями RX-2, RX-3 и RX-7. А с выпуском RX-7 он продолжил серию побед, завоевав подиум в своем классе на 10 лет в гонках «24 часа Дайтоны». Он также выигрывал чемпионат IMSA Grand Touring Championship Under Two Liters каждый год в период с 1980 по 1987 год.

Самая большая слава роторного двигателя в гонках, однако, пришлась на 1991 год, когда четырехроторный гоночный прототип 787B, показанный на видео выше, безоговорочно выиграл гонку «24 часа Ле-Мана». Mazda стала не только первым и единственным роторным двигателем, выигравшим знаменитую гонку, но и первым японским конструктором, выигравшим эту гонку. Аккуратный!

Какие модели в настоящее время оснащены поворотным устройством?

Нет. Mazda поддерживала его так долго, как могла, но он был исключен из модельного ряда в 2012 году, когда RX-8 был снят с производства. Mazda заявляет, что возвращает роторный двигатель, хотя он будет использоваться в качестве расширителя диапазона в одном из будущих гибридных автомобилей компании. Не совсем триумфальное возвращение легендарного двигателя.

Научитесь водить свой Rotary в гоночной школе Skip Barber

Изучить поведение, особенности и индивидуальность вашего автомобиля можно самостоятельно, но вы не делаете это в вакууме. Пропущенная точка торможения или фиксация цели на том дереве могут означать погнутый бампер или серьезные медицинские счета. Зачем рисковать, если вы можете безопасно научиться водить свой роторный двигатель у профессионалов в школе вождения гоночных автомобилей Skip Barber?

The Drive сотрудничает с Skip Barber, легендарной гоночной школой, чтобы гарантировать, что при первом запуске роторного зажигания вы не улетите в канаву.

Часто задаваемые вопросы о роторном двигателе

У вас есть вопросы, У привода есть ответы!

В: Почему Иисус ненавидит Ротари?

A: Они используются исключительно грешниками. Слава сатане!

В: Хорошо, но может ли роторный двигатель работать на дизеле?

A: Роторный двигатель может работать на нескольких видах топлива, включая дизельное топливо, этанол, метанол, спирт и обычный старый бензин. На твоих слезах, собранных после похода к механику, она не пойдет.

В: Итак, сколько оборотов в минуту может вращаться роторный двигатель?

Ответ: Все.

В: Но правда.

A: Большинство уличных роторных двигателей развивают скорость около 8000-8500 об/мин. Однако гоночные двигатели, подобные упомянутым выше, будут вращаться выше 10 000 об/мин.

В: Тогда сколько уплотнений Apex имеет роторный двигатель?

A: По три на ротор.

В: Боюсь спросить, сколько стоит ремонт уплотнений Apex?

A: Начните с того, что дайте механику 2000 долларов, а затем будьте готовы раскошелиться на многие тысячи после этого, пока вы не станете нищим и не будете жить в фургоне у реки.

Забавные факты о Ротари

Вы знаете, что хотите больше фактов о Ротари!

  • Кто-то построил крошечный прозрачный ротор, который вращался до 18 000 об/мин.
  • Mazda однажды построила NA Miata с роторным двигателем, который использовал водород в качестве источника топлива! Взлететь, очевидно, не удалось.
  • На RX-7 был установлен первый последовательный двойной турбокомпрессор для серийного автомобиля.
  • Однажды кто-то взял роторный двигатель и заменил его на Ferrari 456 GT.
  • Когда-то компания Suzuki построила и продала мотоцикл с роторным двигателем под названием RE5, который был модернизирован легендарным дизайнером Джорджетто Джуджаро.

Давайте поговорим, оставьте комментарий ниже, чтобы поговорить с

Редакторами The Drive!

Мы здесь, чтобы быть опытными гидами во всем, что связано с практическими рекомендациями. Используйте нас, хвалите нас, кричите на нас. Комментарий ниже и давайте поговорим! Вы также можете кричать на нас в Twitter или Instagram, вот наши профили.

Джонатон Кляйн: Twitter (@jonathon.klein), Instagram (@jonathon_klein)

Тони Маркович: Twitter (@T_Marko), Instagram (@t_marko)

Крис Тиг: Twitter (@TeagueDrives), Instagram (@TeagueDrives)

Рекомендуемые товары

Все, что вы должны знать об автомобилях с роторным двигателем

Роторный двигатель появился задолго до того, как Феликс Ванкель изобрел версию, которую можно было использовать в автомобиле или грузовике. Фактически, отцом роторного двигателя является Феликс Милле, который впервые представил двигатель велосипеда еще в 1889 году в Париже. С тех пор многие люди создали его версии, и большая часть технологий используется в самолетах и ​​​​лодках по всему миру.

Особенность роторных двигателей заключается в том, что они обеспечивают более постоянный крутящий момент, имеют меньшую вибрацию и намного меньше, чем традиционные поршневые двигатели с возвратно-поступательным движением. Чтобы понять, насколько важны эти двигатели, важно понять, как они работают. Итак, давайте углубимся в то, как они работают и почему они такие замечательные двигатели. Отличный двигатель, который был недооценен и предан забвению, хотя спортивные автомобили, в которые они были помещены, могут легко работать с некоторыми большими собаками.

10

Хорошее: что делает его уникальным через: Evo

Роторный двигатель основан на том же принципе, что и базовые двигатели, с которыми мы все привыкли работать. Главное отличие в том, что у него нет цилиндров. Ротор, расположенный посередине двигателя, не производит сгорание за счет линейного движения, как в двигателях с поршневым приводом. Он вращается круговыми движениями, чтобы запустить процесс горения.

В большинстве случаев двигатели, которые использовались, имели только один ротор на двигатель. Некоторые из наиболее мощных двигателей самолетов и велосипедов имели по два ротора на двигатель. Mazda сделала еще несколько шагов с четырьмя роторами и четырьмя секциями, что позволило заменить рядные четыре цилиндра, которые обычно находились под капотом. Четыре ротора вращаются в унисон, создавая крутящий момент и мощность, которые приводят в движение автомобиль или грузовик.

Связанный: Эта автомобильная компания производит лучшие роторные двигатели

9

Хорошее: жилье — ключ к успеху через: Википедия

Корпус является основным компонентом роторного двигателя. Это большое отверстие овальной формы, которое удерживает ротор, позволяя ему вращаться по кругу. Ротор вращается краями, всегда касаясь корпуса во всех трех точках. Компрессия нарастает и воспламеняется свечами зажигания, ввинченными непосредственно в стенку корпуса.

Затем роторный двигатель выполняет тот же процесс, что и поршневые двигатели. Образующиеся газовые карманы проходят через четыре этапа двигателя. В случае, если требуется освежитель, четыре части цикла: впуск до сжатия, а затем сгорание до выпуска. Цикл повторяется с различной скоростью, в зависимости от требований, предъявляемых к нему водителем.

8

Достоинства: выходной вал управляет крутящим моментом через: Wired

Ступени сжатия и сгорания преобразуют энергию в мощность вращения. Эта мощность вращения преобразуется в крутящий момент через выходной вал. Это делает его частью двигателя, которая передает мощность от двигателя к трансмиссии, а затем толкает ее к ведущим колесам автомобиля.

К валу прикреплены выступы, которые входят в контакт с ротором, когда он вращается внутри корпуса. Это заставляет его вращаться, что приводит в движение шестерни, в которые входит выходной вал. Это при включенной передаче. Основные принципы работы автомобиля одинаковы для всех типов автомобилей, за исключением того, как работает двигатель.

Связанный: 10 самых крутых автомобилей с роторным двигателем (не от Mazda)

7

Преимущество: маленький размер обеспечивает большую мощность через: Лодочный журнал

Роторный двигатель имеет меньше движущихся частей и имеет гораздо более простую конструкцию, чем обычный поршневой двигатель. Это позволяет двигателю быть намного меньше, и благодаря тому, как работают вращающиеся части, эти двигатели имеют гораздо более высокое отношение мощности к весу. Это не только делает роторный двигатель мощным, но и облегчает его размещение под капотом небольших спортивных автомобилей.

6

Достоинства: Мощность для всех приложений через: Motorhood

Когда дело доходит до мира автомобилей, большинство редукторов ищут высокую мощность и крутящий момент. Это имеет смысл, потому что можно было бы подумать, что чем больше, тем лучше. Однако это не всегда так. Небольшой двигатель Ванкеля мог развивать мощность до 280 л.с. и крутящий момент 231 фунт-сила-фут. Некоторые из них даже помещаются в лодки, построенные для гонок, которые могут развивать мощность до 3600 л.с. Впечатляет для такой мелочи.

5

Достоинства: более плавный ход, чем у поршневых двигателей через: Road & Track

В отличие от обычного двигателя поршневого типа, роторный двигатель движется в одном и том же круговом направлении. Ротор и выходной вал работают в унисон, а противовесы на внешней стороне корпуса практически не передают вибрации двигателя наружу. Это обеспечивает плавный ход двигателя, который обеспечивает тихую и плавную езду по асфальту или асфальту.

Связанный: Опережая свое время… Mazda RX-500 High-Speed ​​Rotary Concept 1970 года

4

Хорошее: с ним легко работать через: MechStuff

Роторный двигатель может показаться сложным людям, которые никогда не работали с ним, но как только его основная концепция будет понята, он станет прогулкой по парку. В роторном двигателе гораздо меньше движущихся частей, поэтому его будет намного сложнее испортить при сборке после полной сборки. Это, конечно, если когда-нибудь понадобится ремонт, потому что двигатель работает медленнее с меньшим усилием, чем двигатель с поршневым приводом, поэтому они не так часто изнашиваются.

3

Минусы: Низкая топливная экономичность через: Race Car Network

Роторные двигатели не так эффективно сжигают топливо, как поршневые двигатели. Внутренняя работа роторного двигателя демонстрирует плохие характеристики теплового сгорания во время круговых движений, позволяя скоплениям несгоревшего топлива выходить из корпуса. Это неиспользованное топливо удаляется из системы через выхлоп. Это ставит роторные двигатели в конец списка, когда речь идет об эффективности использования топлива.

Связанный: Mazda Furai: концепция Le Mans Rotary «Top Gear» подожжена

2

Плохое: высокий расход масла через: Pinterest

Еще одним конструктивным недостатком роторного двигателя является внутренняя смазка. Роторы и уплотнения нуждаются в постоянном масле для обслуживания рабочих частей, производящих мощность. Это означает, что двигатель потребляет больше масла, чем другие типы двигателей. Причина этого заключается в том, что для двигателя не существует эффективного способа герметизации каждой из областей корпуса отдельно друг от друга, кроме уплотнений. Это приводит к тому, что они постоянно смазываются чрезмерно, что приводит к использованию и сгоранию избыточного количества масла.

1

Плохо: высокие выбросы означают несоответствие через: Alamy

Основная причина того, что роторный двигатель больше не используется в легковых и грузовых автомобилях, заключается в том, что они не соответствуют действующим правилам. Как пояснялось выше, двигатель рассчитан на сжигание масла и топлива с большей скоростью, чем разрешено правилами. В таблице есть соображения, согласно которым добавление прямого впрыска топлива уменьшит количество выбросов, производимых двигателями, но этого еще не произошло.

Последние мысли через: The Motorhood

Роторный двигатель — это удивительный механизм, который отлично справляется со всеми задачами. Они чаще всего используются в самолетах и ​​​​лодках, потому что они очень легкие и с ними легко работать. Пока не будет найден способ уменьшить выбросы, увеличить расход топлива и уменьшить количество масла, необходимого для поддержания их работы, их по-прежнему будут игнорировать в трамваях и грузовиках. Одна хорошая вещь, которую можно увидеть в этом дизайне, это то, что он является фантастическим дополнением к гибридному автомобилю. Роторный двигатель имеет преимущество в размерах при размещении его под капотом с электродвигателем.

Транспортные средства с такими двигателями найти становится все труднее, а если и находят, то не в лучшем состоянии. Если кто-то припаркован во дворе, пришло время восстановить его до исходного состояния, а если нет, следите за тем, чтобы его схватили, прежде чем кто-то другой, читающий это, доберется до него первым.

Mazda возвращает роторный двигатель

Если вы большой поклонник несколько эзотерических вариантов автомобильного двигателя или вам особенно интересна Mazda как компания, возможно, вы уже слышали о роторном двигателе. Для всех остальных, однако, роторный двигатель, скорее всего, представляет собой какую-то механическую мелочь, о которой вы никогда не слышали, но я думаю, что об этом стоит знать. Это замечательная альтернатива типичному поршневому двигателю, который используется в подавляющем большинстве автомобилей, — стандартному двигателю внутреннего сгорания (ДВС). Хотя в прошлом роторный двигатель не всегда был особенно популярен, по нескольким причинам, вскоре он найдет новое применение в грядущем гибридном электромобиле Mazda MX-30 Plug-In Hybrid Electric Vehicle (PHEV).

Что такое роторный двигатель?

Вы увидите, что это называется двигателем Ванкеля, роторным двигателем или роторным двигателем Ванкеля; однако, независимо от названия, это, по сути, одно и то же. В одноименном двигателе Ванкеля, впервые задуманном и спроектированном немецким инженером по имени Феликс Ванкель в 1920-х годах, используется вращательная конструкция, полностью лишенная поршней, как в стандартном ДВС. Основная концепция была улучшена и немного изменена за эти годы, но она по-прежнему функционирует в основном так же, как и предполагал Ванкель.

Если смотреть с торца, роторный двигатель представляет собой большой корпус, который имеет форму «таблетки» — продолговатый с двумя более длинными сторонами и закругленными сверху и снизу. Внутри этого корпуса находится треугольный ротор — стороны треугольника слегка изогнуты, а не прямые, что позволяет сторонам очень близко подходить к внутренней части корпуса. Этот треугольник внутри эллиптической камеры может полностью вращаться и использовать пространство очень важными способами.

В треугольном роторе также есть выходной вал, который вращается ротором — это то, что передает энергию от двигателя к остальной части транспортного средства. Стандартный поршневой двигатель создает энергию возвратно-поступательного движения (от движения поршня вверх и вниз в цилиндре), которую необходимо преобразовать во вращательную силу с помощью коленчатого вала. С роторным двигателем энергия вращательного движения двигателя не должна изменяться; он остается вращающимся, поскольку он отправляется на колеса. Зубчатая передача по-прежнему необходима для увеличения общей силы, но в остальном она намного проще.

Как работает роторный двигатель?

Несмотря на некоторые существенные различия в конструкции, роторные двигатели работают удивительно похоже на поршневые двигатели. Они используют тот же четырехтактный цикл Отто, что и поршневой двигатель для создания мощности, но есть некоторые очень важные различия в том, как это происходит. Четыре стадии ротационного цикла:

  • Впуск – Падение давления внутри корпуса всасывает топливно-воздушную смесь.
  • Сжатие – Треугольный ротор всасывает топливно-воздушную смесь на меньшую площадь, сжимая ее.
  • Сгорание – Одна или несколько свечей зажигания вызывают сгорание высокосжатой смеси. Это вызывает быстрое повышение давления и температуры, воздействуя на ротор силой, которая передается на выходной вал.
  • Выхлоп – Расширяющиеся газы, приводящие в движение ротор, затем перемещаются к выпускному отверстию и выпускаются через выхлопную систему.

Что действительно отличает роторный двигатель, так это то, что все четыре стадии цикла Отто происходят одновременно. Поскольку каждая часть происходит в отдельной области внутри камеры, при движении треугольного ротора несколько стадий происходят одновременно. В стандартном поршневом двигателе этапы происходят одна за другой в постоянном цикле, но у роторного двигателя такого ограничения нет.

Конечным результатом этого является то, что роторный двигатель производит большое вращательное усилие с высокой эффективностью (по крайней мере, с точки зрения мощности). Эксцентриковый вал, который соединяется с выходным валом для передачи вращательного усилия наружу двигателя, вращается три раза каждый раз, когда больший треугольный ротор завершает полный оборот. В конечном счете, это довольно простая и чистая конструкция двигателя с меньшим количеством движущихся частей, чем у поршневого двигателя.

Роторный двигатель лучше поршневого?

Не совсем так. Если бы это было так, гораздо больше автопроизводителей запрыгнули бы на шумиху вокруг роторных двигателей за последнее столетие. Есть несколько основных преимуществ двигателя Ванкеля по сравнению с обычным поршневым двигателем: во-первых, его можно сделать легче и компактнее, но при этом он обеспечивает мощность, сравнимую с поршневым двигателем большего размера. Эффективность, с которой он производит мощность, благодаря трем рабочим тактам на один оборот ротора, означает, что этот тип двигателя может обеспечить более высокую выходную мощность, чем четырехтактный поршневой двигатель.

Возможно, самым большим преимуществом роторного двигателя является отсутствие возвратно-поступательного движения поршневого двигателя. Стандартный ДВС, используемый сегодня в транспортных средствах, постоянно трясется и вибрирует из-за движения поршней вверх и вниз в цилиндрах. Поскольку в двигателе Ванкеля отсутствует такое движение поршня, он работает гораздо более плавно, и вождение автомобиля с таким двигателем зачастую намного комфортнее, особенно когда вы действительно толкаете двигатель.

Так почему же не все автомобили используют роторный двигатель? У них есть существенные недостатки; во-первых, двигатель Ванкеля имеет очень низкий тепловой КПД и довольно плохое сгорание топливно-воздушной смеси. Это означает, что роторные двигатели, как правило, имеют более высокие выбросы, чем поршневые двигатели, и, поскольку каждое правительство принимало жесткие меры в отношении выбросов за последние несколько десятилетий, это сделало роторные двигатели очень непрактичными. Масло также необходимо впрыскивать в камеру корпуса двигателя Ванкеля во время его работы, поэтому для них требуется гораздо больше моторного масла, чем для поршневых двигателей.

Использование в автомобильной промышленности

Несмотря на недостатки, производители автомобилей предприняли несколько попыток использовать роторный двигатель вместо обычной поршневой модели. Такие бренды, как Alfa Romeo, Ford, GM и Mazda, лицензировали конструкцию двигателя Ванкеля, чтобы посмотреть, насколько хорошо они смогут заставить его работать в потребительском автомобиле. Из различных попыток на протяжении десятилетий Mazda добилась наибольшего успеха и за эти годы разработала несколько спортивных автомобилей с использованием роторного двигателя, в первую очередь RX-7 и RX-8. Но RX-8 сняли с производства в 2012 году, и с тех пор не было серийного автомобиля с двигателем Ванкеля.

Mazda MX-30 PHEV

Однако все это скоро изменится, поскольку Mazda объявила, что гибридная версия их электрического внедорожника MX-30 будет оснащена роторным двигателем — по крайней мере, частично. Стандартная модель MX-30 на электромобиле вызывает восторг у многих, но ее самым большим недостатком является то, что ее запас хода составляет всего 100 миль при полной зарядке. Для своей версии MX-30 PHEV Mazda использует роторный двигатель в качестве расширителя диапазона, который может заряжать аккумулятор на ходу. Это использует высокий КПД двигателя Ванкеля, но не полагаясь на него полностью, поэтому конструкция использует его сильные стороны и обходит его недостатки.

На данный момент это все, что известно о MX-30 PHEV и о том, как будет работать его роторный двигатель — полные спецификации должны быть доступны где-то в следующем году. Существует также большой потенциал для использования роторных двигателей с водородным топливом, но это гораздо более специализированное и узкоспециализированное использование, чем мы, вероятно, увидим в автомобильной промышленности. Если роторный двигатель подойдет для MX-30 PHEV, то мы сможем увидеть более широкое использование этого типа расширителя диапазона на аналогичных моделях других производителей. Насколько хорошо он будет работать, еще неизвестно, но приятно видеть, что такой уникальный двигатель получает второй шанс в новой настройке.

Все о роторном двигателе. Что такое двигатель Ванкеля?

Тонкости несуществующего роторного двигателя Ванкеля

Читайте в этой статье:

  • Как работает роторный двигатель?
  • Технические характеристики
  • Типы роторного двигателя
  • История и эволюция роторного двигателя Ванкеля
  • В каких автомобилях используется роторный двигатель?
  • Плюсы и минусы роторных двигателей
  • Плюсы и минусы
  • Часто задаваемые вопросы

Как работает роторный двигатель?

Базовое словарное определение дает нам полпути к объяснению роторного двигателя: вращательное движение — это, по сути, нечто, вращающееся вокруг центральной оси. В данном случае вокруг выходного вала крутится треугольный ротор, что приводит нас к следующему вопросу — так что же такое роторный двигатель? Роторный двигатель имеет одну общую черту с традиционным поршневым двигателем: внутреннее сгорание, вот и все. В отличие от обычного двигателя внутреннего сгорания, который имеет блоки цилиндров, шатуны, коленчатый вал и поршни, роторный двигатель состоит из следующих трех основных частей:

  • Бочкообразный корпус
  • Треугольный ротор
  • Выходной вал

Существуют и другие компоненты, такие как впускное и выпускное отверстия и свечи зажигания для воспламенения топлива, но роторный двигатель имеет только эти три основных компонента, которые является частью того, что делает его таким привлекательным. Пытаясь ответить на вопрос «Как работает роторный двигатель?», проще всего объяснить это следующим образом. Представьте себе боковую диаграмму в форме бочки. Внутри бочкообразной (овальной) камеры сгорания расположены два или три треугольных ротора. Открытые пространства между роторами и корпусом известны как камеры. Как и в обычном автомобиле, топливо и воздух смешиваются и воспламеняются от свечи зажигания, вращающей роторы вокруг неподвижного выходного вала. Соединяются роторы и выходной вал, который подает мощность на колеса. Все остальные конфигурации двигателя, включая рядные, V, VR и W, используют то, что мы знаем как традиционный поршень.

Мерседес Бенц

Технические характеристики

Технические характеристики роторного двигателя могут ввести в заблуждение. Он небольшой, но обладает ударом. Ну, по крайней мере, в области лошадиных сил. Последним серийным автомобилем с роторным двигателем была Mazda RX-8. Характеристики двигателя для RX-8 следующие:

  • 1,3-литровый
  • 232 л.с. при 8500 об/мин
  • 159 фунт-фут при 5500 об/мин полагаться на рабочий объем двигателя для оценки выходной мощности. Традиционный поршневой двигатель объемом 1,3 литра с трудом выдает 100 л. с., но роторный двигатель аналогичного размера развивает мощность 232 л.с. И без помощи принудительной индукции. Низкий выходной крутящий момент также является опорой роторного двигателя.

    unsplash.com

    Мазда

    Типы роторных двигателей

    Обычно мы классифицируем типы двигателей по размеру, количеству цилиндров и конфигурации двигателя. Поскольку роторный двигатель менее сложен, большинство серийных автомобилей имели два или три треугольных ротора. Например, Mazda RX-7 и RX-8 имели двухроторную компоновку. Были двигатели с большим количеством роторов, но эти агрегаты чаще всего были одноразовыми для гоночных автомобилей.

    Основное различие между роторными двигателями заключается в системе охлаждения.

    • Масляное охлаждение: этот метод чаще всего используется в массовом производстве, и он работает. Как вы понимаете, машинам с роторными двигателями требуется гораздо больше масла, чем автомобилям с поршневыми двигателями. Там намного больше трения, которое требует больше масла. Это особенно сложно, учитывая, что между треугольными роторами и стенками камеры сгорания должно быть плотное уплотнение.
    • Охлаждение наддува: в этой конфигурации двигатель использует всасываемый воздух для охлаждения треугольных роторов. Это не идеальное решение, так как двигатели предпочитают более холодный воздух, когда дело доходит до сгорания.
    • Охлаждение окружающим воздухом: это тот же базовый метод, что и выше, но вместо системы впуска используется отдельный порт, который обдувает окружающий воздух непосредственно на роторы. Наличие отдельного входа тоже не идеально. Это приводит к еще большим потерям масла в конфигурации двигателя, которая и так требует масла.

    Мерседес Бенц

    История и эволюция роторного двигателя Ванкеля

    Первый роторный двигатель был разработан Феликсом Ванкелем в 1951. Вот почему роторные двигатели также известны как двигатель Ванкеля или, более формально, роторный двигатель Ванкеля. Затем дизайн усовершенствовал человек по имени Ханс Дитер Пашке. Версия ротора Ванкеля получила кодовое название DKM. В его варианте корпус и ротор вращались на отдельных осях. Он мог бы вращаться намного выше, но сложность делала его нежизнеспособным с точки зрения массового производства. Глядя на вырез DKM, вы можете понять, почему. Чтобы заменить простую свечу зажигания, пришлось бы разобрать весь двигатель. Пашке представил фиксированный корпус с воздухозаборниками, выпускными отверстиями и свечами зажигания снаружи. Согласно легенде, Ванкелю это не понравилось. Он хотел строить двигатели для гоночных автомобилей, а Пашке сосредоточился на простоте.

    Оба мужчины работали в NSU Motorenwerke, которая подписала различные лицензионные соглашения с известными производителями автомобилей, такими как Nissan, Porsche, Mercedes-Benz и даже Rolls-Royce. Только один производитель выбрал серийное производство роторного двигателя в течение длительного периода, и, как вы уже, наверное, догадались, это Mazda. Mercedes-Benz заслуживает особого упоминания за C111, хотя он так и не вышел за рамки концепции. Большинство двигателей так и не прошли начальный этап испытаний.

    Первая партия автомобилей Mazda с роторным двигателем провалилась. Cosmo 110S собирался вручную, а Mazda вырезала его из модельного ряда в 1972. Было изготовлено менее 1500 штук. Название Cosmo сохранилось, но с традиционным рядным четырехцилиндровым двигателем.

    Роторный двигатель вернулся только с появлением ныне известного RX-7. В наши дни модель с двойным турбонаддувом третьего поколения считается иконой. У него был 1,3-литровый двигатель, подгоняемый ужасно сложной системой турбонаддува. Один турбонагнетатель включался при 1800 об/мин, а второй — при 4000 об/мин. Эта двухтурбинная система получила широкое распространение в последние годы, но еще в 1992, это было ошеломляюще. Mazda смогла извлечь 276 л.с. и 231 фунт-фут крутящего момента из 1,3-литрового двигателя. Несмотря на то, что RX-7 получил множество наград, производство было ограничено менее чем 69 000 единиц. Его по-настоящему оценили только после его кончины. Предыдущие поколения довольно легко найти менее чем за 10 000 долларов. Приличная подержанная Mazda RX-7 третьего поколения в наши дни стоит около 50 000 долларов.

    Mazda еще раз попробовала RX-8, но не тут-то было. У этого блестящего маленького автомобиля были свои преимущества, такие как скорость до 8500 об/мин и отличная управляемость. С другой стороны, он был дорог в обслуживании, прожорлив и имел печально известную хилую электронику. Будет ли еще одна машина Ванкеля? Это сомнительно. Mazda перешла на четырехцилиндровые двигатели с турбонаддувом и выпустит свой первый электромобиль (MX-30) в следующем году.

    В каких автомобилях используется роторный двигатель?

    Если вы сегодня спросите, «у каких автомобилей есть роторные двигатели», вы будете разочарованы, узнав, что в настоящее время нет примеров для цитирования, а вышеупомянутые старые модели Mazda являются наиболее известными. Есть еще несколько примеров автомобилей с роторными двигателями, о которых стоит упомянуть, но все они так и не прошли стадию концепта.

    • Audi A1 e-tron (концепт-кар): Перед запуском настоящего e-tron Audi дурачилась с названием примерно в 2010 году. У этого концепта A1 был небольшой роторный двигатель, но он не использовался для привода колес. Вместо этого он приводил в действие небольшой бортовой генератор, который приводил в действие электродвигатель, когда батарея разряжалась. Эта система очень похожа на ту, которую BMW в конечном итоге будет использовать в i3.
    • Chevrolet Aerovette: этот автомобиль восходит к 1970-м годам. Это был один из первых концептов Corvette со средним расположением двигателя, а его двухроторный двигатель развивал мощность 420 л.с. Как вы знаете, нам пришлось дождаться нынешнего Chevrolet Corvette, чтобы наконец узнать, какой будет модель со средним расположением двигателя.
    • Mercedes-Benz C111: В 1970-х Mercedes также экспериментировал с моделью со средним расположением двигателя. C111 сначала имел трехроторную компоновку, которая со временем была увеличена до четырехроторного двигателя. По имеющимся данным, его 2,4-литровый двигатель выдавал 350 л.с. Merc даже обдумывал идею роторного дизельного двигателя.
    • AMC Pacer: Американская моторная корпорация, известная как AMC, планировала начать производство Pacer с роторным двигателем. К сожалению, контракт между NSU и американской фирмой сорвался. Не помогло и то, что в то время в США произошло безумное увеличение топлива.

    Плюсы и минусы роторных двигателей

    Роторный двигатель имел несколько преимуществ, но было слишком много других факторов, которые перевешивали эти. Плюсы и минусы роторного двигателя можно резюмировать так:

    Плюсы и минусы

    • Он производил огромную мощность по сравнению с его размером. Даже крошечный 1,3-литровый двигатель может развивать мощность более 250 л.с., а с наддувом — еще больше.
    • Он также был менее сложным, чем традиционный двигатель с меньшим количеством движущихся частей.
    • Поскольку в нем было меньше деталей и треугольных роторов, вращающихся вокруг центрального выходного вала, он был исключительно гладким.
    • Он также может вращаться намного выше, не ломаясь. Это сделало его идеальным для применения в спортивных автомобилях. Клиенты обычно предпочитают высокооборотистый двигатель двигателю, который обеспечивает всю свою мощь на низких оборотах.
    • Ротор не термически эффективен. Из-за компоновки двигателя большое количество масла и топлива оставило камеру сгорания несгоревшей.
    • Роторные двигатели также потребляют много масла. Как правило, средний роторный двигатель потреблял 0,26 галлона масла каждые 1000 миль. Когда дело доходит до трек-дней, RX-7 или RX-8 могут потреблять до 0,8 галлона в день. Таким образом, в дополнение к обычным выбросам ископаемого топлива ротор также выделяет все вредные вещества, содержащиеся в масле.
    • Герметизация роторов также является неотъемлемой проблемой, которую производители так и не смогли решить. Поскольку впуск и выпуск происходят одновременно в одной и той же камере сгорания, одна половина охлаждается, а другая половина обжигает. Это означает, что одновременно происходит большое расширение и сжатие, что оказывает большое давление на вращающиеся наконечники (верхние уплотнения) и камеру сгорания.
    • Роторным двигателям не хватает крутящего момента, и Mazda RX-8 это прекрасно демонстрирует. Он выдает 232 л.с. при 8500 об/мин, что доставляет массу удовольствия. 159Однако крутящий момент в фунтах-футах был плохим. Этот врожденный недостаток крутящего момента, а точнее низкий крутящий момент, означал, что его нельзя было использовать ни в чем больше, чем в небольшом автомобиле. Вес Mazda CX-9 или любого большого роскошного автомобиля полностью вытянет двигатель.
    • Последним гвоздем в крышку гроба стала высокая экономия топлива. В наши дни мы ожидаем, что небольшой двигатель будет потреблять не менее 40 миль на галлон, но у RX-8 общий показатель EPA составляет 18 миль на галлон.

    Мазда

    Мазда

    Мазда

    Часто задаваемые вопросы

    Остались ли серийные автомобили с роторными двигателями?

    Нет. Mazda RX-8 была последней машиной, в которой он использовался. В настоящее время нет планов по новому роторному двигателю.

    Роторные и поршневые двигатели: что лучше?

    Зависит от области применения, но стоит отметить, что поршневой двигатель более эффективен и требует меньше внимания, несмотря на то, что в нем больше движущихся частей. Роторные двигатели всегда лучше подходили для скорости из-за их высокой скорости вращения, но даже в этом случае их подводил низкий выходной крутящий момент.

    Звук роторного двигателя отличается?

    Да. Злой пылесос — лучший способ описать это. Поскольку в выхлопную систему выбрасывается так много несгоревшего топлива, роторные автомобили также имеют тенденцию хлопать и стучать больше, чем средний автомобиль JDM.

    Была ли эта статья полезной?

    Пожалуйста, оцените

    Эта статья имеет рейтинг 4.9 135 читателей

    Теги: #Новости Мазды #автомобильные технологии

    Герхард Хорн

    Старший редактор

    Герхард с юных лет знал, что хочет стать автомобильным журналистом. Он полностью разочаровал своих родителей, получив дипломы по общению и английскому языку, а также дипломы по графическому дизайну, кино и искусству. Позже он стажировался в различных автомобильных изданиях, прежде чем получил постоянную должность в газете. Через два года он стал редактором, после чего устроился заместителем редактора в национальное издание, где провел восемь лет, путешествуя по миру, водя машину и сочиняя. В своей нынешней роли старшего редактора он пишет новости, обзоры, сценарии и авторские статьи. Когда он не должен работать, вы, вероятно, найдете его работающим. Когда он вынужден сделать перерыв, вы найдете его в кино или за рулем 9-го года.2 Н.А. Миата позвонила Кимико.

    Предыдущий пост

    Законны ли мои шины? Нарушение закона о шинах в США

    Следующий пост

    Что вызывает быстро мигающий сигнал поворота?

    Другие автомобильные консультации

    Как часто нужно проверять давление в шинах?

    Почему важно регулярно проверять давление в шинах.

    Какой лучший цвет для вашего автомобиля?

    Хотя личные предпочтения, безусловно, имеют значение, многие покупатели автомобилей выбирают лучший цвет краски для перепродажи или просто потому, что за ним легче ухаживать.

    Каковы симптомы неисправной топливной форсунки?

    Неисправные или грязные топливные форсунки могут отрицательно сказаться на работе двигателя — вот на что следует обратить внимание.

    Путеводитель по автомобильным предохранителям для идиотов

    Где найти блок предохранителей в автомобиле, как определить, что у вас перегорел предохранитель, и все, что вам нужно знать об автомобильных предохранителях

    Что такое роторный двигатель Ванкеля и как он работает?

     Викимедиа

     

    В первые несколько лет после изобретения более 60 лет назад роторный двигатель Ванкеля считался вершиной технологии вождения. Практически отсутствие вибраций, плавная работа двигателя и достаточная мощность побудили многих производителей экспериментировать с роторно-поршневым двигателем.

    Однако это никогда не преобладало. Высокое потребление, техническая восприимчивость и, что не менее важно, дальнейшее развитие других концепций приводов привели к тому, что лишь несколько моделей были успешными.

    В 2021 году Mazda предприняла новую попытку. В прошлом японцы были единственным крупным производителем, который полагался на двигатели Ванкеля, например, в RX-8 (до 2012 г.). Теперь они снова используют недавно разработанный двигатель Ванкеля. Mazda сейчас переживает ренессанс с MX-30.

    Двигатель Ванкеля имеет ряд преимуществ. Несмотря на это, он так и не прижился. Здесь вы можете узнать, как именно работает принцип Ванкеля и какие у него есть преимущества и недостатки.

    История двигателей Ванкеля

    Он работал над новым принципом двигателя с 1930-х годов. Поэтому двигатель Ванкеля (также известный как роторный двигатель) был изобретен в 1954 году немецким инженером-механиком в качестве альтернативы классическому поршневому двигателю.

    Феликс Генрих Ванкель разработал роторно-поршневую машину DKM32 и в 1954 он изобрел роторно-поршневой двигатель. После некоторых технических усовершенствований инженером Ханнсом Дитером Пашке в 1957 году двигатель Ванкеля был впервые представлен экспертам и прессе в 1960 году на мероприятии, организованном Ассоциацией немецких инженеров (VDI) в Мюнхене.

    В 1960-х годах двигатели Ванкеля были в центре внимания всех в автомобильной и мотоциклетной промышленности из-за их простоты, плавности хода и высокой удельной мощности. В августе 1967 года компания NSU Motorenwerke AG привлекла большое внимание своим современным легковым автомобилем NSU Ro 80, оснащенным двухпоршневым роторно-поршневым двигателем мощностью 115 л.с. Это был первый немецкий «Автомобиль года» в 1919 году.68.

    Изобретатель умер в 1988 году, так и не проехав ни одного автомобиля с двигателем Ванкеля на большие расстояния. Из-за крайней близорукости у Ванкеля не было даже водительских прав.

     

     

    Wikimedia

     

    В течение следующих нескольких десятилетий многие крупные производители автомобилей подписали лицензионные соглашения на разработку роторных двигателей Ванкеля, включая Ford, Toyota, Mercedes-Benz, Porsche, Rolls-Royce и Mazda.

    После дальнейших усовершенствований двигателя, включая решение проблемы верхнего сжатия, Mazda успешно использовала роторные двигатели в своих спортивных автомобилях серии RX до 2012 года. Технологический прогресс двигателей Ванкеля в автомобильной промышленности был отмечен в гонке «24 часа Ле-Мана» 1991 года. когда автомобиль с 4-роторным двигателем Mazda 26B выиграл престижный конкурс.

    Постоянно совершенствуемые роторно-поршневые двигатели Ванкеля в настоящее время используются в мотоциклах, гоночных автомобилях, самолетах, небольших кораблях и генераторах электроэнергии. Следующий этап развития связан с применением этих приводов в наступающей эре низкоэмиссионного, климатически нейтрального, надежного и доступного энергоснабжения.

    Как работает вращающийся двигатель

    Wikimedia

    Двигатель Wankel-это внутренний двигатель сжигания, в котором один или более триангулярной конверты, когда давление-это давление, когда давление-это давление, когда генерируемый давление-давление, когда генерируемый давление-давление, когда генерируемый давление. смесь сгорает в кинетическую энергию. Идея была очень творческой.

    Вместо движения вверх и вниз, как в поршневом двигателе, поршень в двигателе Ванкеля вращается по кругу. Вместо перенаправления подъемного движения во вращательное посредством отдельного коленчатого вала этот этап опускается. Энергия сгорания напрямую преобразуется в энергию привода без обходных путей.

    Кроме того, отсутствуют клапаны для газообмена. Это делает конструкцию более легкой и компактной. Это также устраняет раздражающие вибрации. Создается плавный, похожий на турбину ход.

    Количество газа, транспортируемого в пространствах между боковыми сторонами ротора и корпусом, поочередно проходит четыре различные фазы: фазу впуска, фазу сжатия, фазу воспламенения и фазу выпуска. Эти этапы называются тактами и делают двигатель Ванкеля четырехтактным двигателем, похожим на поршневой двигатель Отто.

     

     

    Государственный университет Пенсильвании

     

    Впуск — Всасывание

    Вращение ротора подталкивает смесь ко второму такту цикла.

    Сжатие

    По мере вращения поршня объем, заключенный между ротором и корпусом, уменьшается, что приводит к сжатию топливно-воздушной смеси.

    Зажигание

    Когда объем смеси минимальный, одна или несколько свечей зажигания инициируют воспламенение, вызывая быстрое повышение давления и температуры. Внезапное расширение газообразной топливной смеси продолжает вращать ротор и эксцентрик.

    Выпуск — выпуск

    Расширяющиеся выхлопные газы выходят из камеры через выпускное отверстие, открытое на четвертом такте. По мере того, как поршень продолжает вращаться, выпускное отверстие закрывается, а впускное снова открывается, чтобы начать новый цикл.

    Преимущества и недостатки двигателей Wankel

    Wikimedia

    Из -за их строительства, Wankel Ennights — это много светло -светлости, более Compact и Simpler, чем Strain Drives. Здесь нет возвратно-поступательных поршней, кривошипов, клапанов, шатунов или других хлопотных сложных деталей.

    Роторные двигатели содержат только три движущихся части, что делает их более надежными, долговечными и простыми в обслуживании, чем традиционные двигатели внутреннего сгорания. Кроме того, эти движущиеся части постоянно вращаются в одном направлении, что обеспечивает более высокие рабочие скорости, упрощенную балансировку и низкий уровень вибрации.

    Благодаря беспрецедентному соотношению веса и мощности и размера и мощности двигатели Ванкеля используются в самых разных областях. Как только проблема с выхлопными газами будет решена, Ванкель покажет свои настоящие преимущества: почти полное отсутствие вибраций, плавная работа двигателя и достаточная мощность.

    Одним из недостатков роторных двигателей является их низкий тепловой КПД. Длинная, тонкая и подвижная камера сгорания приводит к относительно медленному и неполному сгоранию топливно-воздушной смеси. Это приводит к более высоким выбросам углерода и более низкой эффективности использования топлива по сравнению с двигателями с искровым зажиганием. Однако эта проблема становится преимуществом при переходе на водородный режим работы.

    Еще одна слабость двигателей Ванкеля связана с ротором и верхним уплотнением. Плохая герметизация между краями ротора и кожухом — например, из-за износа или недостаточной центробежной силы в более низких диапазонах скоростей — может привести к выходу продуктов сгорания в соседнюю камеру.

    Поскольку сгорание происходит только в одной секции двигателя, существует большая разница температур в двух отдельных камерах. В результате разный коэффициент расширения используемых материалов приводит к неоптимальному уплотнению ротора. Кроме того, потребление масла также является проблемой, поскольку масло необходимо постоянно впрыскивать в камеру для улучшения смазки и обеспечения герметичности ротора.

    Двигатель Ванкеля из-за своего принципа имеет более высокий расход топлива, чем поршневой двигатель, что было самой большой неудачей с его стороны. А еще это было очень ненадежно, легенда гласит, что водители Ро-80 приветствуют друг друга поднятыми вверх пальцами, и каждый палец означает замену двигателя.

     

     

    Автомобили с роторными двигателями Ванкеля

    Wikimedia

     Особенно много экспериментировали NSU (позже Audi), Mazda, General Motors, Toyota и Mercedes, но также MAN, Rolls-Royce, Porsche, Nissan, Suzuki, Ford, Kawasaki и Yamaha приобрели лицензии у самого Ванкеля.

    Принцип действия двигателя был хорошо известен в Германии в 1967 году благодаря NSU Ro 80 (Ro для роторно-поршневого двигателя) и в Японии благодаря Mazda 110 Cosmo Sport. Затем последовали экспериментальные концептуальные автомобили, такие как Citroen M35 или Mercedes C111.

    Четырехроторный двигатель Ванкеля Mercedes C111 развивал мощность 350 л.с. и разгонял тестовый автомобиль до 180 миль в час. Даже с такими характеристиками привод так и не пошел в серийное производство. Mazda была единственной компанией, которая усовершенствовала этот двигатель и продолжала использовать эту технологию до 2012 года. Японский производитель продал более миллиона автомобилей с этой технологией.

    За моделью 110 Cosmo Sport в 1968 году последовала модель R100, а годом позже — модель R130. Позже серия RX началась с разработки RX-2. RX-3 появился в 1971 году, а в следующем, 1972 году, последовал RX-4. Япония с двигателями Ванкеля. С RX-7 Mazda наконец совершила прорыв за пределы Японии и распродала все единицы, которые были отправлены в Европу.

    Спортивное купе хорошо продавалось на протяжении многих лет, несколько раз переделывалось и получило преемника в виде RX-8 только в 2002 году. Мощность двухкамерного двигателя колеблется от 192 до 231 л.с. Это позволяет Mazda двигаться со скоростью до 150 миль в час.

     

     

    Успех двигателя Ванкеля в гонках Mazda 787B с роторно-поршневым двигателем выиграла знаменитую гонку «24 часа Ле-Мана» в 1991. Его четырехроторный двигатель Ванкеля с объемом камеры 2,6 литра развивает мощность около 700 л.с. при 9000 оборотах благодаря высоким оборотам — без турбокомпрессора.

     

     

    Есть ли у Ванкеля будущее?

    Wikimedia

     

    Ожидается, что будущее двигателя Ванкеля начнется в 2022 году. Mazda по-прежнему остается единственной автомобильной компанией, которая придерживается высоких технологий. Новый и пока единственный полностью электрический внедорожник Mazda MX-30 вскоре получит расширитель диапазона, работающий по принципу Ванкеля.

    Подобно двигателю внутреннего сгорания, двигатель Ванкеля затем заряжает аккумулятор MX-30 и, таким образом, увеличивает запас хода. Mazda недавно подала новый патент, в котором три электродвигателя, два устройства накопления энергии (конденсаторы) и двигатель внутреннего сгорания, который может быть Ванкелем, работают вместе.

     

     

     

    Ресурсы
    • https://en.wikipedia.org/wiki/Wankel_engine
    • https://en.wikipedia.org/wiki/Mazda_Wankel_engine
    • https://www.carthrottle.com/post/engineering-explained-why-the-rotary-engine-had-to-die/
    • https://mechanicalboost.com/wankel-engine/
    • https://www.popularmechanics.com/cars/car-technology/a7103/mazda-wankel-rotary-engine/
    • https://www. engineerine.com/2021/08/why-are-automakers-no-more-production.html
    • https://www.history.com/this-day-in-history/rotary-engine-inventor-felix-wankel-born
    • https://www.britannica.com/technology/Wankel-engine
    • https://www.roadandtrack.com/new-cars/car-technology/a25684786/how-wankel-rotary-hydrogen-engine-works-mazda-rx-8/
    • https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/wankel-engines
    • https://auto.howstuffworks.com/rotary-engine.htm
    • https://gomechanic.in/blog/return-of-the-rotary-engines/
    • https://www.mcnallyinstitute.com/why-did-the-wankel-engine-fail/
    • https://www.motorbiscuit.com/rotary-engine-reliability-fixes/
    • https://nationalspeedinc.com/advantages-and-disadvantages-of-a-rotary-engine/

     

     

     

    Танкут Басар

    Танкут Басар является гонщиком ARA (Американской ассоциации ралли) и обладателем лицензии бронзовой категории FIA.