Принцип работы роторного двигателя, устройство, преимущества и недостатки
Содержание:
- История возникновения
- Биография изобретателя
- Конструкция
- Строение
- Принцип работы
- Преимущества
- Недостатки
- Разновидности
- Советы и рекомендации
- Правила эксплуатации
- Какие машины были оснащены РПД?
- Итоги
Что такое роторный двигатель и когда он появился знает не каждый автовладелец. Мотор представляет собой стандартный ДВС, но его устройство иное. Принцип работы РД основывается на высоких оборотах и отсутствии движений, которыми наделен поршневой «движок». Роторный по-другому именуют двигателем Ванкеля. Рассмотрим, почему устройство получило такое название, какие особенности оно имеет и чем отличается от других.
История возникновения
После изобретения ДВС сфера автомобилестроения начала развиваться.
Общее устройство двигателя остается прежним, но силовые агрегаты регулярно модернизируются. Появляются усовершенствованные модели, к примеру, роторного вида. Впервые такая конструкция появилась в 1957 году. Ее испытывали два разработчика: Ф. Ванкель и В. Фройде. Сначала двигатель установили на спортивную машину «Спайдер», после исследований были получены интересные данные. Выяснилось, что спорткар смог набрать скорость 150 км/час при 57 л.с. Со временем двигатель стали устанавливать на марки авто, доступные широкому кругу пользователей (Ситроен, Шевроле).
В России роторный «движок» появился в 1961 году. Советские ученые не могли воспользоваться наработками немецкого инженера, поэтому смастерили конструкцию самостоятельно, опираясь на РПД фирмы NSU. На свет появился односекционный роторно-поршневой двигатель. Произошло это официально в 1976 г. «Движок» испытывали на отечественных машинах. Со временем конструкцию улучшали, выявляя в ней недостатки. Данный тип мотора по-прежнему применяется в автоспорте.
Это обусловлено его экономичностью и малым весом.
На Западе роторные «движки» не стали чем-то уникальным и необычным. Топливный кризис остановил разработки в 1973 году. В те годы стоимость на топливо возросла, поэтому люди старались эксплуатировать машины с меньшим расходом горючего. Продажи авто с РПД упали, но «на помощь» пришла Япония и начала оснащать машины бренда «Мазда» роторными двигателями. Их производство продолжалось даже после распада СССР, но ВАЗ перестал иметь дело с РПД лишь в 2004 году.
Биография изобретателя
Ф.Г. Ванкель — немецкий изобретатель, рожденный в городе Лар в начале XX века. Его отец умер во время боевых действий во время Первой Мировой. По этой причине будущий ученый был вынужден забросить учебу и пойти работать, чтобы содержать себя. Первое время он трудился в лавке, где продавались книги. Во время работы Феликс любил читать. Особенно ему нравилось изучать автомобилестроение. Изобретатель был талантливым человеком со способностями. Говорят, что изобретенный им двигатель приснился ему во сне.
Конструкция
Чтобы выяснить, какой имеет роторный двигатель принцип работы, необходимо изучить конструкционные особенности. В данном типе мотора энергия сгорания воспринимается ротором в форме треугольника.
Ротор находится внутри закрытого элемента, состоящего из боковых и центрального корпуса. Это нужно для создания процесса горения. Он проходит в статоре, а боковые грани создают герметичность.
Статор включает в себя цилиндр, а в нем находится сам ротор. Овальный цилиндр имеет прижатые бока. Именно такая форма дает возможность всем процессам внутри проходить слаженно. Кроме того, статор оснащен окошками для впуска горючего и выпуска газов. На противоположной стороне находятся специальные отверстия для свечей.
Верхушки ротора контактируют с цилиндром, поскольку движение проходит по эксцентриковому типу.
Строение
Ротор с выпуклыми сторонами работает как поршень. Скорость вращения увеличивается благодаря углублениям, которые есть в каждой стороне.
Для твс (топливно воздушной смеси) остается больше пространства. Вершины граней с помощью металлических пластин создают камеры. С каждой стороны ротора также есть металлические кольца, помогающие формировать камерные стенки. В центре ротора расположен круг с зубьями.
Овальная камера создана таким образом, чтобы роторные вершины контактировали со стенками и создавали закрытые газовые объемы. Как было сказано, в РПД — 4 рабочих такта, к которым относят впуск, сжатие, сгорание и выпуск. Впуск и выпуск осуществляется в отверстиях камеры, выхлоп происходит через трубу, а впускное отверстие подсоединено к газу.
Выходной вал работает по аналогии с коленвалом, заменяя его.
Принцип работы
Узнать, как работает роторный двигатель, можно лишь в сравнении его со стандартным ДВС с поршнями. Схема функционирования РПД и ДВС отличается технологией, учитывая что «движки» имеют разные конструкционные особенности.
Принцип работы роторного двигателя схож с ДВС, поскольку он основывается на преобразовании энергии от сгорания горючей смеси.
Но в случае с ДВС давление, полученное от сгорания, заставляет поршни двигаться, тем самым коленвал и шатун преобразуют движения поршней во вращательные, запуская движение колес.
Ротор функционирует в овальной камере, поэтому мощность передается сцеплению с КП. Треугольная форма позволяет выдавить топливную энергию и перенаправить ее на колесную систему.
Внутри капсулы, в которой находится ротор, происходят различные процессы: сжатие твс, впрыск горючего, проникновение кислорода, воспламенение топлива и отправка сгоревших элементов на выпуск. Ротор крепится к механизму, который «бегает» внутри капсулы. В корпусе образуется несколько камер, в каждой из которых происходят определенные процессы. В первой камере возникает смешение топлива с воздушными массами, превращая их в твс. Во второй камере все это сжимается и воспламеняется, а из третьей вытесняется.
Преимущества
Роторный двигатель имеет плюсы и минусы, как и любое механическое устройство.
КПД достигает 40%, это высокий показатель.
Простые конструктивные особенности. РПД не обладает большим количеством узлов, что упрощает его конструкцию в целом.
Концепция. РД вращается, поэтому на остановку в противоположных друг другу точках время не затрачивается. Благодаря этому, мотор можно посчитать высокооборотистым.
Компактность силового агрегата способствует равномерной развесовки и высокой устойчивости машины при езде по трассе.
Динамические характеристики двигателя позволяют автомобилю разгоняться на порядок быстрее, поэтому РПД устанавливали преимущественно на спорткары.
При увеличении количества оборотов не возникает дополнительных нагрузок. Получается, что можно разогнать транспорт до 100 км/час даже на низкой передаче.
Смотря на внушительный список преимуществ, водители задаются вопросом, почему РПД не смогли вытеснить с рынка стандартные ДВС? Дело в том, что у роторных «движков» есть недостатки, которые не позволили им стать лучше поршневых двигателей.
Недостатки
При составлении плюсов и минусов РПД было выявлено, что с имеющимися характеристиками мотор не сможет реализоваться массово.
Минусы роторных моторов:
Обслуживание. Многих водителей не устраивает высокий расход масла и необходимость его частой замены (каждые 5000 км пробега). Кроме того, РПД потребляет большое количество топлива (20 л на 100 км).
Ограниченность ресурса. Из-за конструктивных особенностей ресурс двигателя сильно ограничен. Он быстро изнашивается, поэтому у него небольшой срок службы.
Маленький срок службы объясняется не только конструкцией, но и перепадами температур, которые сопровождают все рабочие такты.
Низкая экологичность. Серповидная внутренняя часть камер не дает топливу гореть до конца. Ротор выталкивает раскаленный газ в выхлоп, при этом в продуктах сгорания остаются фрагменты масла, что сильно повышает токсичность выброса.
Уплотнители ротора изнашиваются быстрее из-за регулярных перепадов давления и небольшого ресурса самого «движка».
Для производства РПД используется технологичное оборудование. К качеству предъявлены высокие требования.
В конечном итоге роторный двигатель обходится и производителю, и покупателю дороже, чем поршневой.
Разновидности
Узнав устройство роторного двигателя, автовладельцам важно уяснить классификацию РПД. К примеру, камера «движка» бывает замкнутой или незамкнутой, т.е. иметь связь с атмосферой.
Замкнутые моторы также подразделяются на виды по «наличию/отсутствию уплотнительных элементов» или «по режиму функционирования КС». Кстати, большая часть образцов представлена лишь на бумаге, а в реальности их не существует. Классификацию создавал российский инженер И.Ю. Исаев.
Какие существуют роторные ДВС:
Двигатели с ВВД заставляют ротор создавать качания. Лопатки остаются неподвижными, но рабочие такты проходят между ними.
Двигатели с однонаправленным движением. В период сближения роторов на корпусе происходит сжатие между лопастей, а при удалении возникает расширение.
Схема работы двигателя с уплотнительными элементами используется в пневмомоторах. Вращение происходит с помощью сжатого воздуха.
При этом данная схема не смогла найти применения в ДВС, там присутствуют высокие показатели температур и давления.
Существует роторный двигатель с аналогичной предыдущей схеме работы, но уплотнители в этом случае находятся на корпусе.
Более перспективными на данный момент считаются двигатели с равномерным движением элементов. Они способны набирать высокие обороты и мощность, какие для привычных ДВС недопустимы.
Советы и рекомендации
Роторный «движок» разрешено заправлять высококачественным топливом, а именно октановым бензином. Это позволит не допустить детонаций, при этом не даст нагару скопиться на электродах СЗ.
Двигатель имеет повышенную чувствительность к качеству и типу масла. Запрещено заливать синтетику, иначе произойдет быстрое скапливание нагара и падение компрессии. Лучше всего заливать минеральное масло, которое рекомендует сам производитель.
При любых неполадках стоит сразу обращаться к мастерам, а не заниматься ремонтом самостоятельно.
Роторный двигатель требует больших вложений. На сегодняшний день по-прежнему функционируют центры, которые специализируются на дефектовке и ремонте РПД.
Перед непосредственно ездой, роторный «движок» следует прогреть так же, как и поршневой. Нагружать силовой агрегат не рекомендуется до тех пор, пока он не выйдет на рабочую температуру. Своевременное обслуживание, использование только качественных ГСМ поможет продлить срок службы РД.
Правила эксплуатации
Говоря о правилах эксплуатации, эксперты придерживаются строгих тезисов.
Регулярно нужно осматривать масляные форсунки.
/
Замена воздушного фильтра должна проходить каждые 20 000 км.
Свечи зажигания должны быть установлены специальные.
Предпочтительнее всего заправлять бензином марки АИ-98.
При замене масла стоит проверять компрессию через специальный прибор.
Не рекомендуется глушить мотор «на холодную», так как произойдет залив свечей зажигания.
Жидкость тормозной системы стоит менять через каждые 20 000 км пробега.
При проверке компрессия должны быть 6,5-8 атм. Если она ниже, то ремкомплекта будет недостаточно. Возможно, заменить придется всю секцию.
Какие машины были оснащены РПД?
Существуют разные модели автомобилей, на которые ставили РПД.
Перечислим самые популярные из них:
Мазда RX-8. Известная японская компания усовершенствовала двигатель. Последней разработкой стал РПД в 1,3 л, мощностью 215 л.с. Но из-за низкого спроса производство остановлено.
Мазда Космо Спорт. Именно этот автомобиль стал первым транспортным средством, которое оснастили роторным «движком». В 1964 году зрителям продемонстрировали первый готовый вариант. Через год было произведено около 60 аналогичных моделей. Всего до 1968 года было изготовлено 343 модели. Далее производитель усовершенствовал серию «Космо спорт». Теперь машина могла разогнаться до 193 км/час. Данный вариант выпускался до 1972 года включительно.
Мерседес с-111. В первый раз автомобиль представили в 1970 г. Спорткар был оснащен трехкамерным мотором, при этом его максимальная скорость могла составить 275 км/час при пятисекундном разгоне.
Chevrolet Corvette — компания Шевроле получила лицензию на производство РПД. С 1970 года компания начала разрабатывать новые Корветы. В 1971 году модель получила одобрение президента фирмы General Motors. Только через год данная модель была представлена правлению GM.
ВАЗ 2109-90. Это служебный автомобиль, который смог за 8 секунд разогнаться до 100 км/час. Машина имела способность развивать скорость до 200 км/час, что помогало гнаться за нарушителями.
Для нужд МВД в свое время закупили ВАЗ 21019 Аркан, который также имел роторный двигатель. Ее предельная скорость составляла 160 км/час.
Самой популярной моделью авто на роторном «движке» по-прежнему является Мазда Rx-8. Если водитель рассматривает этот вариант на вторичном рынке, то ему стоит присмотреться к нему. На фоне конкурентов такое авто продается по привлекательной цене, при этом имеет отличные характеристики.
Конечно, б\\у авто может требовать ремонта и вложений, поэтому стоит приготовиться к дополнительным расходам.
Сегодня производители самолетов выбирают роторные «движки». Это еще раз говорит о том, что мотор не пользуется популярностью, но от этого не является плохим или бесполезным.
Итоги
РПД — интересная и полезная задумка, но такой мотор не прижился, даже несмотря на высокий КПД и мощность. Из-за конструктивных особенностей механизм быстро изнашивается. Кроме того, «движок» требует особых условий эксплуатации и обслуживания. РПД — лучший вариант для гоночных машин и спорткаров. Для них не требуется большой ресурс.
Высокие технические характеристики дают потребителям надежду, что когда-нибудь роторные моторы будут выпускать массово, заранее устранив их недостатки. Перспектива у двигателей есть, но выпуск РД будет налажен после перехода на водородное топливо. Именно такой мотор не подвержен детонации. Одна из последних современных разработок — Premacy Hydrogen RE Hybrid.
Она ничем не уступает по своим характеристикам другим новинкам автомобилестроения.
Выбрать инструктора:
- Автоинструктор Ася
- Автоинструктор Михаил
- Автоинструктор Дмитрий
- Автоинструктор Юрий
- Автоинструктор Игорь
- Автоинструктор Алексей
- Автоинструктор Светлана
- Автоинструктор Светлана
- Автоинструктор Алексей
- Автоинструктор Виктор
Отзывы:
Все отзывы
Роторный двигатель: принцип действия, особенности
Двигатель – это основа любого транспортного средства. Без него невозможно движение автомобиля. На данный момент наиболее распространенными являются поршневые двигатели внутреннего сгорания. Если говорить о большинстве беговых авто, это рядные четырехцилиндровые ДВС.
Однако есть автомобили с таким моторами, где классическая поршневая отсутствует в принципе. Эти моторы имеют совершенно иное устройство и принцип работы. Называются они роторными ДВС. Что это за агрегаты, в чем их особенности, плюсы и минусы? Рассмотрим в нашей сегодняшней статье.
Характеристика
Роторный двигатель – это одна из разновидностей тепловых ДВС. Впервые такой мотор был разработан еще в далеком 19-м веке. Сегодня используется роторный двигатель на Mazda РХ-8 и еще на некоторых спортивных авто. Такой мотор имеет ключевую особенность – в нем нет возвратно-поступательных движений, как в обычном ДВС.
Здесь вращение осуществляется специальным трехгранным ротором. Он заключен в специальный корпус. Подобная схема практиковалась еще в 50-х годах прошлого столетия немецкой фирмой NSU. Автором такого ДВС стал Феликс Ванкель. Именно по его схеме производятся все современные роторные двигателя («Мазда РХ» не является исключением).
Устройство
В конструкцию силового агрегата входит:
- Корпус.
- Выходной вал.
- Ротор.
Сам корпус являет собой основную рабочую камеру. На роторном двигателе она имеет овальную форму. Столь необычная конструкция камеры сгорания обусловлена использованием трехгранного ротора. Так, при соприкосновении его со стенками образуются изолированные закрытые контуры. Именно в них осуществляются рабочие такты ДВС. Это:
- Впуск.
- Сжатие.
- Воспламенение и рабочий ход.
- Выпуск.
Среди особенностей роторного двигателя внутреннего сгорания стоит отметить отсутствие классических впускных и выпускных клапанов. Вместо них использованы специальные отверстия. Они находятся по бокам камеры сгорания. Данные отверстия напрямую соединяются с системой выпуска газов и системой питания.
Ротор
Основа конструкции силовой установки данного типа – это ротор. Он выполняет функцию поршней в данном двигателе. Однако ротор находится в единственном экземпляре, в то время как поршней может быть от трех до двенадцати и более.
По форме данный элемент напоминает некий треугольник с закругленными краями.
Такие края нужны для более герметичного и качественного уплотнения камеры сгорания. Так достигается правильное сгорание топливной смеси. В верхней части грани и по ее бокам расположены специальные пластины. Они выполняют функцию компрессионных колец. В роторе также находятся зубцы. Они служат для вращения привода, который задействует также выходной вал. О назначении последнего поговорим ниже.
Вал
Как такового коленчатого вала в роторно-поршневом двигателе нет. Вместо него использован выходной элемент. Относительно его центра находятся специальные выступы (кулачки). Они расположены асимметрично. Крутящий момент от ротора, что передается на кулачок, заставляет вал вращаться вокруг своей оси. Так создается энергия, необходимая для движения приводов и колес в автомобиле.
Такты
Какой имеет принцип работы роторный двигатель? Алгоритм действия, несмотря на схожие такты с поршневым мотором, отличается.
Так, начало такта происходит при прохождении одного из концов ротора через впускной канал корпуса ДВС. В данный момент под действием вакуума в камеру засасывается горючая смесь. При дальнейшем вращении ротора происходит такт сжатия смеси. Это происходит, когда второй конец проходит впускное отверстие. Постепенно возрастает давление смеси. В конечном итоге она воспламеняется. Но возгорается она не от силы сжатия, а от искры свечи зажигания. После этого начинается рабочий такт хода ротора.
Поскольку камера сгорания в таком двигателе имеет овальную форму, целесообразно использовать две свечи в конструкции. Это позволяет быстро осуществить поджог смеси. Так, фронт пламени распространяется более равномерно. Кстати, по две свечи на одну камеру сгорания может приходиться и в обычном поршневом ДВС (встречается такая конструкция крайне редко). Однако для роторного двигателя это является необходимостью.
После воспламенения, в камере образуется высокое давление газов. Сила настолько велика, что позволяет прокрутить ротор на эксцентрике.
Это способствует вырабатыванию крутящего момента на выходном валу. Когда вершина ротора приближается к выпускному отверстию, сила и давление энергии газов снижается. Они самопроизвольно устремляются в выпускной канал. После того как камера полностью от них освободилась, начинается новый процесс. Работа роторного двигателя снова начинается с такта впуска, сжатия, воспламенения, а затем и рабочего хода.
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
Существует немало плюсов у такого типа двигателей. 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
Теперь поговорим о недостатках, из-за которых применение роторных моторов стало ограниченным. 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).
Перечисляя недостатки, стоит упомянуть и о расходе топлива. По сравнению с цилиндро-поршневым двигателем, роторный не располагает топливной экономичностью, особенно на средних и низких оборотах. Ярким примером тому служит «Мазда РХ-8». При объеме в 1,3 литра этот мотор потребляет не менее 15 литров бензина на сотню. Что примечательно, на высоких оборотах ротора достигается наибольшая топливная экономичность.
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.
Несмотря на простую конструкцию и отсутствие кривошипно-шатунного механизма, этот мотор трудно отремонтировать. Такие двигателя очень редко встречаются и мало кто из мастеров имеет опыт с ними. Поэтому многие автосервисы отказываются «капиталить» такие моторы. А те, кто и занимается роторами, просят за это баснословные суммы денег. Приходится платить либо устанавливать новый двигатель. Но это не является гарантией высокого ресурса. Такие моторы выхаживают максимум 100 тысяч километров (даже при умеренной эксплуатации и своевременном обслуживании). И моторы «Мазды РХ-8» не стали тому исключением.
Роторный двигатель ВАЗ
Все знают, что такие моторы в свои годы использовал японский производитель «Мазда». Однако мало кому известен тот факт, что РПД применялся и в Советском Союзе на ВАЗовской «Классике». Разрабатывался такой мотор по приказу министерства для спецслужб.
ВАЗ-21079, оснащенный таким двигателем, являлся аналогом известной черной «Волги-догонялки» с восьмицилиндровым мотором.
Разработки роторно-поршневого двигателя для ВАЗ начались еще в середине 70-х. Задача была не из легких – создать роторный мотор, который будет превосходить по всем показателями традиционный поршневой ДВС. Разработкой нового силового агрегата занимались специалисты авиационных предприятий Самары. Начальником сборочно-конструкторского бюро был Борис Сидорович Поспелов.
Разработка силовых агрегатов шла одновременно с изучением роторных моторов зарубежных образцов. Первые экземпляры не отличались высокими эксплуатационными показателями, и в серию они не пошли. Несколько лет спустя были созданы несколько вариантов РПД для классического ВАЗа. Лучшим из них был признан мотор ВАЗ-311. Этот двигатель имел такие же геометрические параметры, как и японский мотор 1ЗВ. Максимальная мощность агрегата составляла 70 лошадиных сил. Несмотря на несовершенность конструкции, руководством было принято решение о выпуске первой промышленной партии РПД, которые устанавливались на служебные автомобили ВАЗ-2101.
Однако вскоре обнаружилась масса недоработок: мотор породил волну рекламаций, разразился скандал и численность работников конструкторского бюро существенно сократилась. Из-за частых поломок, первый роторный двигатель ВАЗ-311 был снят с производства.
Но на этом история советского РПД не заканчивалась. В 80-х годах инженерам все же удалось создать роторный мотор, который существенно превосходил характеристики поршневого ДВС. Так, это был роторный двигатель ВАЗ-4132. Агрегат развивал мощность в 120 лошадиных сил. Это дало автомобилю ВАЗ-2105 превосходные динамические характеристики. С этим двигателем машина разгонялась до сотни за 9 секунд. А максимальная скорость «догонялки» составляла 180 километров в час. Среди основных преимуществ стоит отметить высокий крутящий момент двигателя, доступный на всем диапазоне оборотов и высокую литровую мощность, которая была достигнута без какой-либо форсировки.
В 90-х годах на АвтоВАЗе занялись разработкой нового роторного двигателя, который должен был устанавливаться на «девятку».
Так, в 1994 м году на свет вышел новый силовой агрегат ВАЗ-415. Мотор имел рабочий объем в 1300 кубических сантиметров и две камеры сгорания. степень сжатия каждой составляла 9,4. Данная силовая установка способна раскручиваться до десяти тысяч оборотов. При этом мотор отличался небольшим расходом топлива. В среднем, агрегат потреблял 13-14 литров на сотню в смешанном цикле (это неплохой показатель для старого по сегодняшним меркам роторного ДВС). При этом двигатель отличался малой снаряженной массой. Без навесного оборудования он весил всего 113 килограмм.
Расход масла у двигателя ВАЗ-415 составляет 0,6 процента от удельного расхода топлива. Ресурс ДВС до капитального ремонта – 125 тысяч километров. Мотор, установленный на «девятку», показывал неплохие динамические характеристики. Так, разгон до сотни занимал всего девять секунд. А максимальная скорость – 190 километров в час. Также были экспериментальные образцы ВАЗ-2108 с роторным мотором. Благодаря меньшему весу, роторная «восьмерка» разгонялась до сотни всего за восемь секунд.
А максимальная скорость в ходе испытаний составила 200 километров в час. Однако в серию эти моторы так и не поступили. На вторичном рынке и на разборках найти их тоже нельзя.
Подводим итоги
Итак, мы выяснили, что собой представляет роторный двигатель. Как видите, это весьма интересная разработка, направленная на получение максимального КПД и мощности. Однако ввиду своей конструкции, механизмы ротора быстро изнашивались. Это сказывалось на ресурсе двигателя. Даже у японских РПД он составляет не более ста тысяч километров. Также данные моторы имеют высокие требования к смазочным материалам и не могут соответствовать современным экологическим нормам. Поэтому роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания так и не стали особо популярными в сфере автомобилестроения.
MAZDA: сложный процесс, превращающий каждый роторный двигатель в произведение искусства
Mazda рядом с вами
Мы думаем, что вы находитесь в
- Европа
- Азиатско-Тихоокеанский регион
- Северная и Южная Америка
- Ближний Восток и Африка
WE ARE MAZDA
Мастерство, люди и страсть к роторному двигателю Mazda 13B
Резюме предыдущей статьи:
В последней статье мы отправились на экскурсию по заводу Mazda, производящему роторные двигатели 13B с 1974 года.
это в учебники истории.
Мы заглянули в то, что можно было бы назвать эстафетой эстафетной палочки — более чем полувековая история роторных двигателей передается будущим поколениям. Мы встретились с мастерами Такуми, занимающимися производством роторных двигателей, и почувствовали их страсть к «двигателю мечты».
Давайте продолжим нашу экскурсию с нашим ветераном-механиком с 36-летним стажем Тетсуей Сато и глубже заглянем внутрь этой очаровательной фабрики.
По сей день каждый роторный двигатель 13B тщательно изготавливается вручную
Мы уже добрались до фабрики, но впереди еще ряд возвышающихся машин. Инженеры проходят через каждую из этих обрабатывающих машин, прежде чем один ротор — сердце роторного двигателя — будет готов.
Среди рядов машин я вижу столы, заставленные измерительными приборами.
Сато объясняет: «Мы используем их для проверки деталей на критических этапах производства, чтобы обеспечить оптимальное качество и точность. Мы регулярно проверяем и проводим техническое обслуживание всех обрабатывающих машин, и если это особенно важная машина, мы будем делать это каждый раз, когда нам нужно использовать машину.
Даже в этом случае очень важно, чтобы мы измеряли детали после обработки, чтобы быть абсолютно уверенными в том, что они обработаны в соответствии с самыми высокими стандартами».
Для некоторых процессов это означает, что определенное количество деталей из партии отбирается случайным образом и проверяется на точность. Что касается других процессов, команда проверяет каждую деталь, проходящую через машину. Конечно, все эти проверки проводятся вручную.
Я вижу столы с аккуратно расставленными штангенциркулем и другие с многочисленными микрометрами, прикрепленными к измерительным приборам — фабрика оснащена всеми инструментами, необходимыми на каждом этапе обработки, чтобы обеспечить идеальную отделку каждого роторного двигателя. Среди всех этих инструментов мне бросилось в глаза одно особенно своеобразное устройство.
«Это контрольное приспособление, используемое для того, чтобы убедиться, что мы достигаем точных проектных значений для внешней периферии ротора.
Это то, что мы проверяем на каждом роторе, когда он близок к завершению, а не только на случайных образцах. Мы дотошны. Даже небольшое отклонение — и мы возвращаемся к этапам обработки и вносим исправления, пока не будем полностью удовлетворены», — объясняет Сато.
Сначала Сато прикрепляет идеально обработанный ротор, используемый в качестве эталонной версии для сравнения последующих роторов, к приспособлению и сбрасывает окружающие измерительные устройства на правильные настройки. Затем он меняет главный ротор на проверяемый и включает переключатель в нижней части приспособления. Ротор тихо опускается в приспособление. Затем он проверяет и записывает каждое значение, отображаемое на измерительных устройствах, чтобы определить, нуждается ли ротор в регулировке или он может перейти к следующему этапу обработки. Каждый ротор, отгружаемый с этого завода, проходит эту проверку. И все это делается вручную.
«Эти проверки занимают невероятно много времени, но они также позволяют нам учиться у тех, кто был до нас, то есть их понимании того, что нужно для создания роторных двигателей с максимально возможной производительностью».
«Если вам интересна такая работа, я покажу вам кое-что еще». Сато превращается в ряд машин и ведет меня к рабочему пространству, окруженному высокими обрабатывающими машинами.
«Здесь мы заканчиваем ротор с точки зрения веса и динамического баланса. Динамический баланс относится к тому, как уравновешивается вес ротора, и это чрезвычайно важный фактор для достижения плавного вращения. Конечно, мы делаем это для каждого ротора и, опять же, все вручную. Вот, позвольте мне показать вам, как».
После этого Сато берет ротор, ожидающий следующего этапа обработки, взвешивает его и устанавливает в машину. Затем он нажимает на переключатель, и ротор начинает вращаться. Серия метров показывает, насколько сбалансирован ротор, прежде чем он снова перестанет вращаться. Затем он устанавливает ротор на другой станок и подпиливает детали, требующие регулировки, продолжая проверять показания счетчика. Он повторяет этот процесс измерения и уточнения снова и снова, пока не увидит, что ротор имеет точно правильный вес и динамическую балансировку, и расплывается в улыбке.
«Для людей, которые думают о современных фабриках с компьютерным управлением, когда представляют себе фабрику, такая ручная работа может показаться особенной. Но на самом деле для нас в этом нет ничего особенного — это то, что мы делаем каждый день здесь, в Mazda. Дело даже не в том, что мы перешли на ручную обработку, потому что роторные двигатели перестали устанавливать на новые машины и объемы производства упали. Так было всегда. Каждый роторный двигатель 13B, когда-либо поставленный клиентам по всему миру, изготавливался именно таким образом вручную, здесь, на этом заводе».
Он на мгновение замолкает, затем рассказывает о себе.
«В старших классах я любил автомобили и решил работать на автопроизводителя. Я присоединился к Mazda, потому что меня интересовал роторный двигатель. В то время многие новые сотрудники хотели заниматься производством роторных двигателей, поэтому я считаю, что мне очень повезло, что моя мечта сбылась. Мои школьные друзья завидовали, когда я сказал им, что работаю над роторным двигателем.
«Но в то же время Mazda также решила продолжить производство роторного двигателя и его компонентов. Продолжая производить роторные двигатели, которым Mazda доверила наши мечты об автомобилях будущего, мы продемонстрировали нашу готовность продолжать поддерживать клиентов во всем мире, которые выбрали автомобили с роторными двигателями».
«С тех пор Mazda продолжает производить роторные двигатели 13B каждый божий день. И благодаря этому я тоже все еще здесь».
«Я работаю здесь, потому что считаю, что мы должны отвечать взаимностью на лояльность клиентов, продолжая производить высококачественные детали для роторных двигателей, чтобы энтузиасты могли продолжать наслаждаться своими роторными автомобилями в отличном состоянии.
Для этого нам нужно обслуживать оборудование на этом заводе, которое было создано благодаря творчеству и мастерству первых инженеров-ротаторов, понимать причины и значение каждой части производственного процесса и тщательно выполнять каждый процесс, чтобы мы могли сохранить пламя роторного двигателя для будущих поколений.
Все десять членов команды, работающих на этом заводе, чувствуют то же самое, и именно это мотивирует их выполнять тяжелую ручную работу по созданию роторных двигателей 13B. «Они чувствуют цель и чувство удовлетворения в ежедневной работе по производству роторных двигателей», — объясняет Сато от имени своих коллег, когда он снова начинает ходить.
«Мы проводим окончательную проверку готовых роторов здесь. Позволь мне показать тебе.»
Команда настоящих Такуми — мастеров своего дела — с многолетним опытом в своем ремесле защищает концепцию Mazda относительно роторного двигателя
Познакомьтесь с Норифуми Онака, еще одним инженером, который последние 35 лет занимается производством роторных двигателей 13B на этом заводе.
Как и Сато, он может выполнять все процессы, необходимые для производства каждого компонента роторного двигателя 13B. Я разговаривал с ним как раз в тот момент, когда он закончил окончательную проверку ротора, завершившего процесс изготовления.
«Я только что закончил общий осмотр, чтобы убедиться, что ширина и глубина канавок верхнего и бокового уплотнений соответствуют спецификациям, правильно ли собраны шестерни, установленные на эксцентриковых валах, и нет ли царапин или пятен. ”
Затем он начинает крутить готовый ротор в руках, вставляя специальный инструмент в ряд контрольных точек. Время от времени он потирает место, где находится инструмент для осмотра, пальцем и поднимает его, чтобы осмотреть в лучшем свете, снова и снова внимательно рассматривая его с серьезным выражением лица.
Инструмент для проверки канавок боковых уплотнений
«У нас есть подробная, установленная процедура для поддержания точности контрольного инструмента и надежной проверки состояния ротора.
Если мы не будем следовать процедуре, мы не только испортим инструмент для проверки, но и повредим роторы. Когда я растираю каждую секцию пальцами, я провожу тактильную проверку, чтобы определить погрешность. Проверка на ощупь так же важна, как и визуальный осмотр продукта».
«Все, что я знаю о роторных двигателях, было передано мне инженерами, работавшими до меня, и я считаю, что мы несем ответственность за передачу этих знаний молодому поколению в Mazda».
Закончив эту работу, Онака мгновение смотрит на свои руки, а затем застенчиво смеется. Я мог сказать, что, как настоящему ремесленнику, быть в центре внимания, как это, не было для него естественным, и его манеры напомнили мне Васио, которого я встречал ранее. Я понял, что смотрю на настоящую сделку — на тех, кого мы здесь, в Японии, называем инженерами Такуми. Персонал этой фабрики не был заинтересован в том, чтобы быть в центре внимания, а вместо этого работал изо дня в день, оттачивая свое мастерство до высочайшего уровня, и все это для чьего-то удовольствия.
«Спасибо за комплимент, но для нас в том, что мы делаем, нет ничего особенного. Мы верим, что есть вещи, к которым вы не можете вернуться после того, как перестали их делать, даже на короткое время. Утерянные навыки и забытое оборудование не могут быть восстановлены. Если бы мы сделали перерыв в производстве роторных двигателей, машины заржавели бы, и мы потеряли бы инженеров, умеющих их эксплуатировать. Мы также потеряли бы тактильные знания, необходимые для проведения тактильных проверок каждого компонента, которые мы узнали, наблюдая за руками первых инженеров-вращателей. Более того, у меня есть ощущение, что мы упустим из виду надежды, мечты и видение этих инженеров относительно роторного двигателя. Мы считаем, что нам поручили не дать погаснуть пламени роторного двигателя, и для нас этого достаточно, чтобы мы продолжали работать».
«Скоро остановимся на обед», — предложил кто-то. Ух, как летит время! Подняв глаза, я увидел солнечный свет, струящийся из световых люков на заводской крыше, заливая ряды машин белым сиянием.
Далее: передача наследия роторных двигателей ручной сборки: наши инженеры Takumi
Проверить список деталей для роторного двигателя и запасных частей (PDF)
Устройство роторного двигателя. Выходной вал вращающегося двигателя. Насколько популярен роторный дизельный двигатель
Говорят, что Феликс Ванкель изобрел роторный двигатель в 17-летнем возрасте. Напомним, что этот двигатель обеспечивает отличные динамические характеристики без серьезной нагрузки на двигатель и с низким уровнем вибраций. В общем, чтобы создать такую сложную конструкцию, нужно учиться в университете и знать об автомобилях почти все, а в таком возрасте парень едва ли имел за плечами богатый жизненный опыт. Но как показывает практика и история, в этом мире возможно все.
Еще один «враг» этого двигателя в том, что он работает на высоких оборотах с низкой рабочей характеристикой, заставляя его всегда работать на пределе своих возможностей. Это укрепляет ваше призвание в качестве спортивного двигателя. Еще один «враг» этого двигателя, пожалуй, самый свирепый, — некий консерватизм автомобильной среды. Существует определенная восприимчивость к новым технологиям во всем, что связано с аксессуарами, но также существует и сильное неприятие того, что является совершенно новым, особенно когда новое связано с конструкцией двигателя или режимом работы.
Однако первые чертежи двигателя были представлены Ванкелем только в 1924 году, когда он окончил среднюю школу и начал работать в техническом издательстве. Позже он открыл собственную мастерскую и в 1927 году представил первый вращающийся поршневой двигатель. С этого момента его двигатель начинает свой долгий путь по подкапотному пространству автомобилей многих марок.
Владелец самой обычной и дешевой машины выберет местного механика, который много раз учился своему ремеслу на собственном опыте, был еще молодым учеником и не имел более сложной технической подготовки. В этих механических цехах двигатель Ванкеля еще долго будет стоять!
Роторный двигатель изобрел немецкий инженер-самоучка Феликс Ванкель. Прежде чем мы расскажем, как работает двигатель Ванкеля, давайте вернемся в прошлое, чтобы понять происхождение этого двигателя. Он был оснащен небольшим роторным двигателем мощностью 50 л.с.
NSU Spider
К сожалению, во время ВОВ роторный двигатель никому не был нужен, так как он не прошел достаточную «обкатку» в автомобильном сообществе, и только после его окончания начинается чудо-двигатель «вырваться в народ». В послевоенной Германии первой фирмой, заметившей интересный агрегат, была NSU. Именно двигатель Ванкеля должен был стать ключевой особенностью модели. В 1958 началась разработка первого проекта, а в 1960 году готовая машина была показана на конференции немецких конструкторов.
Эта победа не понравится другим автопроизводителям, роторный двигатель впоследствии будет запрещен организаторами.
Вращающийся двигатель сильно отличается от традиционных двигателей, альтернативой которым является поршневое движение. Вращающийся двигатель состоит из треугольного поршня, называемого ротором. Этот поршень или ротор имеет три края, которые будут различать три камеры. Совершая один оборот, ротор достигает четырехтактного цикла сгорания: впуск, сжатие, расширение и выпуск.
NSU Spider поначалу вызывал у дизайнеров лишь смех и легкое недоумение. По заявленным характеристикам двигатель Ванкеля развивал всего 54 л.с. и многие посмеивались над этим, пока не узнали, что разгон до 100 км/ч у этой 700-килограммовой малышки составляет 14,7 секунды, а максимальная скорость — 150 километров в час. Такие характеристики шокировали многих конструкторов автомобилей. Двигатель определенно произвел фурор в автомобильной среде, но на этом Ванкель не остановился.
Статор имеет вход. Воздушно-топливная смесь сжимается ротором до свечей зажигания для воспламенения топлива. Выхлопные газы, образующиеся при этом сгорании, впоследствии направляются ротором в выхлопной канал. Когда ротор вращается в статоре, он приводит в движение зубчатую передачу, а также вал двигателя: машина движется вперед.
Вращающийся двигатель имеет только пять движущихся частей, что очень хорошо по сравнению с обычным двигателем. Кроме того, по сравнению с обычным двигателем роторный двигатель намного компактнее и легче. Обладая гораздо меньшим рабочим объемом, роторный двигатель может обеспечить высокий уровень мощности. Позволим себе представить мощность, выдаваемую четырехроторным двигателем.
NSU Ro-80
Интересно, что не NSU Spider сделал Феликса Ванкеля популярным, а его вторая машина, NSU Ro-80. Он был представлен в 1967 году, сразу после прекращения производства предыдущей модели. Компания решила не медлить и как можно быстрее освоить «роторный рынок». Седан оснащался 1,0-литровым двигателем, развивавшим мощность в 115 лошадиных сил. Автомобиль, весивший всего 1,2 тонны, разгонялся до «сотни» за 12,8 секунды и имел максимальную скорость в 180 км/ч. Сразу после выпуска автомобиль получил статус «Авто года», о роторном двигателе стали говорить как о двигателе будущего, а лицензии на производство роторных двигателей Феликса Ванкеля купило огромное количество автопроизводителей.
Нет клапанов коленвала или распредвала . Кроме того, практически отсутствует вибрация, что позволяет работать двигателю тише. Но теперь, если производители отвернулись от вращающегося двигателя, есть причина! К сожалению, роторный двигатель менее надежен, чем поршневой. Герметичность двигателя является большой проблемой, края статора и ротора имеют тенденцию расширяться со временем. Кроме того, в роторном двигателе больше топлива и масла, чем в «обычном» двигателе. По этим двум последним причинам клиенты не поддаются этому движению.
Однако сам НСУ Ро-80 имел ряд отрицательных качеств, которые были, без преувеличения, масштабными. Расход топлива у Ро-80 был от 15 до 17,5 литров на 100 км, а в топливный кризис просто ужас. Причем неопытные водители очень часто так быстро «убивали» эти хрупкие двигатели, что они не успевали проехать даже две тысячи километров. Но, даже не смотря на это, машина пользовалась бешеной популярностью, а роторный двигатель укрепил свои позиции.
Его вращающийся двигатель постоянно потреблял и потреблял значительное количество углеводородов, несмотря на усилия японской фирмы по уменьшению его прожорливости. Скажем, однако, что это немного испорчено этим раздражающим потреблением и в определенной степени надежностью, о которой нужно просить.
Несмотря ни на что, линейка не впечатляющая, хотя и удачная. Однако внутри речь отличается тем, что в ней не хватает маленьких кусочков оригинальности. Таким образом, напоминания о треугольной форме роторов двигателей многочисленны и хороши. В частности, не остаются незамеченными те, которые расположены в центре подголовников.
В 1970 году на автосалоне в Женеве Mercedes представил C111 с роторным двигателем. Правда, он был анонсирован годом раньше, но это был лишь прототип, который, однако, имел просто заоблачные характеристики. Автомобиль оснащался трехсекционным двигателем объемом 1,8 литра мощностью 280 лошадиных сил. Mercedes C111 разгонялся до 100 км/ч за 5 секунд и имел максимальную скорость 275 км/ч.
И это при полном отсутствии вибраций, которые наглядно показывают, что роторный двигатель характеризуется очень малым количеством подвижных частей на 3,163 меньше, чем в традиционном шестицилиндровом. Стоит ли добавить, что этот тип двигателя легкий и очень компактный? Так что не полагайтесь на молодую пару, чтобы произвести впечатление на родителей, соседей или друзей. Что касается ускорения, они также страдают от нехватки энергии на низких и средних скоростях. В дополнение к своему неохлаждаемому потреблению, роторный двигатель кажется невосприимчивым к механическим авариям.
Представленная в Женеве версия даже превзошла эти показатели: максимальная скорость составляла 300 километров в час, а разогнаться до отметки 100 км/ч можно было за 4,8 секунды. При этом роторный двигатель выдавал целых 370 лошадиных сил. Этот автомобиль был уникален по своей сути и пользовался просто огромной популярностью у автомобилистов, но Mercedes не собирался снова пускать С111 на конвейер из-за чрезмерно прожорливого двигателя. К сожалению, машина так и осталась на стадии прототипа, тем самым практически похоронив роторный двигатель.
На приборной панели загорелась сигнальная лампа, указывающая на отказ двигателя, и произошло значительное падение мощности. Этот двигатель всегда зависал вместе с ним, из-за чего капитулировали все остальные строители, т.е. его неразумный расход бензина и масла. Давайте также предложим очень оригинальное внутреннее представление и более привлекательный практичный аспект, чем у многих спортивных автомобилей … Комфорт подвески, с другой стороны, вызывает беспокойство, и всегда кажется, что демпфирование обеспечивается пружинами в дереве с характерным шок.
Казалось бы, роторный двигатель канул в Лету и окончательно скрылся из виду, если бы не японцы, пристально наблюдавшие за детищем Ванкеля. Mazda Cosmo Sport стала первым автомобилем компании из Страны восходящего солнца, оснащенным этим замечательным двигателем. В 1967 году началось серийное производство этого автомобиля, и оно не увенчалось успехом – свет увидели всего 343 машины. Это связано с ошибками в конструкции автомобиля: изначально Cosmo Sport имел 1,3-литровый двигатель мощностью 110 лошадиных сил, разгонялся до 185 км/ч при помощи 4-ступенчатой механической коробки передач, но имел обычную тормозную систему и , как показалось разработчикам, слишком короткая колесная база.
Зеленый свет Исключительная управляемость Новый двигатель 4-дверное купе Ручной выпуск Прогноз цен. Значительный расход топлива Низкий крутящий момент двигателя Зарядка задних сидений Доступ сзади ограничен. В традиционном четырехтактном двигателе через один цилиндр проходят четыре операции: всасывание, сжатие, сгорание и выпуск.
Однако во вращающемся двигателе каждая из этих четырех стадий происходит в разных частях статора. Это похоже на цилиндр для каждой из четырех рас. В поршневых двигателях давление расширения, создаваемое сгоранием топливно-воздушной смеси, приводит в движение поршни, которые двигаются вперед и назад внутри цилиндров. Шатуны и коленчатый вал преобразуют это прямолинейное движение во вращательное движение, необходимое для тяги автомобиля.
В 1968 году японцы выпустили вторую серию Mazda Cosmo Sport, которая получила 128-сильный роторный двигатель, 5-ступенчатую механическую коробку передач, улучшенные 15-дюймовые тормоза и более длинную колесную базу. Теперь машина лучше чувствовала себя на дороге, разгонялась до 190 км/ч и имела хорошие продажи. Всего было выпущено около 1200 автомобилей.
Во вращающемся двигателе нет линейного движения, которое необходимо преобразовать. Давление содержится в камерах, создаваемых различными участками статора и выпуклыми сторонами треугольного ротора. При сгорании ротор сразу начинает вращаться, тем самым снижая вибрацию и увеличивая потенциальные обороты двигателя. повышенная эффективность, в результате чего двигатель намного меньше по размеру с такими же характеристиками, как у традиционного поршневого двигателя.
Основным компонентом роторного двигателя является треугольный ротор, который вращается внутри овальной камеры, так что три лопасти ротора постоянно контактируют с внутренней стенкой камеры, образуя три объема замкнутых газов или камер сгорания. По сути, каждая из трех лопастей ротора действует как поршень. Когда ротор движется внутри статора, три камеры меняют форму и размер, создавая насосное действие.
Mazda Parkway Rotary 26
Мазде так понравился двигатель Феликса Ванкеля, что в 1974 родился Parkway Rotary 26 — единственный в мире автобус с роторным двигателем. Он был оснащен 1,3-литровым агрегатом мощностью 135 л.с. из. и, что немаловажно, имел низкое содержание вредных веществ в выхлопных газах.
В центре ротора находится небольшое зубчатое колесо, прикрепленное к камере. Колесо большего размера с внутренними зубьями сопрягается с этим неподвижным колесом, определяя траекторию, по которой ротор будет двигаться внутри камеры. Поскольку ротор установлен на коленчатом валу, он вращает его с тем же движением, что и пусковой кривошип, поэтому каждый оборот ротора соответствует трем оборотам коленчатого вала.
Каждая фаза процесса горения происходит в отдельной части камеры. Джеймс Ватт, изобретатель парового двигателя с вращательным движением, также провел ряд исследований роторного двигателя внутреннего сгорания. .. Особенно за последние 150 лет многочисленные изобретатели предложили конструкции вращающихся двигателей.
Вместе с 4-ступенчатой механической коробкой передач 3-тонный автобус легко мог набрать скорость 160 км/ч и имел достаточно вместительный салон… Цифра 26 в названии означала количество мест в автобусе, но не тут-то было. также был люксовый вариант на 13 человек. Модель отличалась низким уровнем вибрации и тишиной в салоне, что обеспечивалось плавной работой роторного двигателя. Производство модели было завершено в 1976, но, кстати, машина была довольно популярна.
Ванкель провел исследование, проанализировав роторные двигатели различных типов, и разработал оптимальную форму трохоидального статора. Но конструкция была сложной, поскольку она также вращала трохоидальный статор, что делало вращающийся двигатель непрактичным.
Дальнейшие усовершенствования позволили сократить выбросы в атмосферу в соответствии с ужесточающимися экологическими нормами и сократить расходы на топливо более чем на 40%. Вращающийся двигатель был реальностью, которая должна была продолжаться с течением времени.
Легче. Поршни, шатуны и коленчатый вал не требуются, основной блок двигателя вращающегося двигателя меньше и, следовательно, легче, что обеспечивает большую маневренность и лучшую производительность. Это меньше. При одинаковой производительности роторный двигатель намного меньше обычного двигателя. Небольшой размер роторного двигателя является не только преимуществом с точки зрения веса, но и обеспечивает большую маневренность, оптимальное расположение трансмиссии и больше места для водителя и пассажиров.
С производством автомобилей с роторным двигателем «Мазда» не останавливалась вплоть до XXI века. А спортивное четырехместное заднеприводное купе с распашными дверями без стойки Mazda RX-8 стало настоящей иконой для автомобилистов. Последняя версия автомобиля оснащалась 1,3-литровым двигателем мощностью 215 л.с. из. и 6-ступенчатым автоматом, а также 1,3-литровым двигателем мощностью 231 л. с. из. с крутящим моментом 211 Нм и 6-МКПП. Кроме того, это, несомненно, самый красивый член семейства роторных.
Вращающиеся двигатели также внутренне сбалансированы для минимизации вибрации. Больше мощности Выходная мощность вращающегося двигателя более равномерна, так как каждый акт сгорания продолжается до 90 градусов вращения ротора и что каждый оборот ротора соответствует трем оборотам коленчатого вала, каждый акт сгорания расширяет 270 градусов вращения коленчатого вала. Затем один роторный двигатель обеспечивает мощность для трех четвертей оборота коленчатого вала. Вместо этого в однопоршневом двигателе подача подается только на каждую четверть каждого оборота коленчатого вала.
Казалось, что на смену RX-7 пришла единственная серийная модель с роторным двигателем, которая останется живым символом этого изобретения, но с 2004 года продажи купе стали падать. Настолько, что к 2010 году сократить с 25 000 автомобилей до 1 500 в год. Mazda попыталась спасти положение, но инженеры компании не смогли исправить все проблемы — повысить экологичность, снизить вес, снизить расход топлива и улучшить крутящий момент. Кроме того, начавшийся кризис вынудил японцев отказаться от вложений денег в проект, не приносящий отдачи. Поэтому в августе 2011 года было объявлено о снятии с производства Mazda RX-8.
Повышенная надежность Вращающийся двигатель имеет меньше движущихся частей, чем четырехтактный двигатель аналогичной производительности. Двухроторный роторный двигатель имеет три основные движущиеся части: два ротора и коленчатый вал. Простейший четырехцилиндровый двигатель также имеет не менее 40 подвижных частей, включая поршни, шатуны, распределительные валы, клапаны, защелки и штоки для клапанов, зубчатый ремень, зубчатые колеса и коленчатый вал.
Это новый технический подход, который произвел революцию в конструкции роторного двигателя, сочетая в себе исключительную элегантность, высокую производительность и низкий расход топлива и выбросы. Коллектор с двойными стенками поддерживает высокую температуру выхлопных газов, сокращая время, необходимое для нагрева катализатора. Смазочное масло новой сверхплоской системы смазки Глубина масляного поддона составляет всего 40 мм, что вдвое меньше, чем у обычных роторных двигателей.
«ВАЗ-2109-90»
Однажды был байк: мол, на скорости 200 км/ч «девятка» ГИБДД догоняет летящий Мерседес. И многие восприняли эту историю как шутку. Но в каждой шутке есть доля правды. И определенно в этой забавной истории правды гораздо больше, чем лжи. В России также выпускались автомобили с роторным двигателем. В 1996 году был разработан опытный образец ВАЗ-2109-90 с роторно-поршневым двигателем большой мощности. Указывалось, что автомобиль должен превосходить все модели автомобилей по динамическим и скоростным качествам. отечественного производства. Действительно, под капотом «девятки» устанавливался 140-сильный роторный двигатель, который разгонял машину до 100 км/ч всего за 8 секунд и имел максимальную скорость 200 км/ч. Вдобавок ко всему, в багажнике установили топливный бак емкостью 39 л.литров, потому что расход бензина был огромным. Благодаря этому можно было проехать из Москвы в Смоленск и обратно без дозаправки.
Позже были представлены еще 2 «заряженные» модификации «девятки»: роторный двигатель, развивающий 150 лошадиных сил, и форсированный вариант с 250 «кобылами». Но из-за такой избыточной мощности агрегаты очень быстро пришли в негодность – всего 40 тысяч километров пробега. Правда, в России этот тип автомобилей не прижился из-за высокой цены автомобиля, большого расхода топлива и высоких затрат на обслуживание.
Роторный двигатель изобрел доктор Феликс Ванкель, точнее он был соавтором Вальтера Фрейда. В 1957 году разработали две модели подобных роторных двигателей, но двигатель Ванкеля нашел более широкое применение. Вот почему этот двигатель часто также называют двигателем Ванкеля или роторным двигателем Ванкеля.
Роторный двигатель, как и двигатель в вашем автомобиле, является двигателем внутреннего сгорания, но его принцип работы совершенно отличается от обычного поршневого двигателя.
Если в поршневом двигателе имеется несколько (в зависимости от цилиндров) рабочих объемов (цилиндр и поршень), поочередно выполняющих свои стандартные циклы — впуск смеси, сжатие, воспламенение и выпуск, то в роторном двигателе поршни заменяют ротором. (рабочий треугольный орган в виде эпитрохоиды), который в зависимости от угла поворота поочередно вместе с телом участвует в тех же перечисленных ранее циклах (впуск, сжатие, воспламенение, выброс)
В этой статье мы узнаем о том, как работает роторный двигатель, о его особенностях и связанных с ним интересных фактах, преимуществах и недостатках. Начнем знакомство с роторным двигателем, с принципа его работы.