Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Что такое роторный двигатель


особенности, преимущества и недостатки моторов

Идея роторного двигателя слишком заманчива: когда и конкурент весьма далек от идеала, кажется, что вот-вот преодолеем недостатки и получим не мотор, а само совершенство… Mazda находилась в плену этих иллюзий аж до 2012 года, когда была снята с производства последняя модель с роторным двигателем - RX-8.

История создания роторного двигателя

Второе имя роторного двигателя (РПД) - ванкель (этакий аналог дизеля). Именно Феликсу Ванкелю сегодня приписываются лавры изобретателя роторно-поршневого двигателя и даже рассказывается трогательная история о том, как Ванкель шел к поставленной цели тогда же, когда Гитлер шел к своей.

На самом деле все было чуточку иначе: талантливый инженер, Феликс Ванкель действительно трудился над разработкой нового, простого двигателя внутреннего сгорания, но это был другой двигатель, основанный на совместном вращении роторов.

После войны Ванкель был привлечен немецкой фирмой NSU, занимавшейся в основном выпуском мотоциклов, в одну из рабочих групп, трудившихся над созданием роторного двигателя под руководством Вальтера Фройде.

Вклад Ванкеля - это обширные исследования уплотнений вращающихся клапанов. Базовая схема и инженерная концепция принадлежат Фройде. Хотя у Ванкеля был патент на двойственное вращение.

Первый двигатель имел вращающуюся камеру и неподвижный ротор. Неудобство конструкции навело на мысль поменять схему местами.

Первый двигатель с вращающимся ротором начал работу в середине 1958 года. Он мало отличался от своего потомка наших дней - разве что свечи пришлось перенести на корпус.

Феликс Ванкель и его первый роторный двигатель

Вскоре фирма объявила о том, что ей удалось создать новый и очень перспективный двигатель. Почти сотня компаний, занимающихся производством автомобилей, закупила лицензии на выпуск этого мотора. Треть лицензий оказалась в Японии.

РПД в СССР

А вот Советский Союз лицензию не покупал вовсе. Разработки собственного роторного двигателя начались с того, что в Союз привезли и разобрали немецкий автомобиль Ro-80, производство которого NSU начала в 1967 году.

Через семь лет после этого на заводе ВАЗ появилось конструкторское бюро, разрабатывающее исключительно роторно-поршневые двигатели. Его трудами в 1976 году возник двигатель ВАЗ-311. Но первый блин получился комом, и его дорабатывали еще шесть лет.

Первый советский серийный автомобиль с роторным двигателем - это ВАЗ-21018, представленный в 1982 году. К сожалению, уже в опытной партии у всех машин вышли из строя моторы. Дорабатывали еще год, после чего появился ВАЗ-411 и ВАЗ 413, которые были взяты на вооружение силовыми ведомствами СССР. Там не особо переживали за расход топлива и малый ресурс мотора, зато нуждались в быстрых, мощных, но неприметных авто, способных угнаться за иномаркой.

ВАЗ с роторным двигателем (ГАИ)

РПД на Западе

На Западе роторный двигатель не произвел бума, а конец его разработкам в США и Европе положил топливный кризис 1973 года, когда цены на бензин резко взлетели, и покупатели машин стали прицениваться к моделям с экономным расходованием топлива.

Если учесть, что роторный двигатель съедал до 20 литров бензина на сотню км, продажи его во время кризиса упали до предела.

Единственной страной на Востоке, не утратившей веру, стала Япония. Но и там производители довольно быстро охладели к двигателю, который никак не желал совершенствоваться. И в конце концов там остался один стойкий оловянный солдатик - компания Mazda. В СССР топливный кризис не ощущался. Производство машин с РПД продолжалось и после распада Союза. ВАЗ прекратил заниматься РПД только в 2004 году. Mazda смирилась только в 2012.

Особенности роторного мотора

В основу конструкции положен ротор треугольной формы, каждая из граней которого имеет выпуклость (треугольник Рёло). Ротор вращается по планетарному типу вокруг центральной оси - статора. Вершины треугольника при этом описывают сложную кривую, именуемую эпитрохоидой. Форма этой кривой обуславливает форму капсулы, внутри которой вращается ротор.



У роторного мотора те же четыре такта рабочего цикла, что и у его конкурента - поршневого мотора.

Камеры образуются между гранями ротора и стенками капсулы, их форма - переменная серповидная, что является причиной некоторых существенных недостатков конструкции. Для изоляции камер друг от друга используются уплотнители - радиальные и торцевые пластины.

Если сравнивать роторный ДВС с поршневым, то первым бросается в глаза то, что за один оборот ротора рабочий ход происходит три раза, а выходной вал при этом вращается в три раза быстрее, чем сам ротор.

У РПД отсутствует система газораспределения, что весьма упрощает его конструкцию. А высокая удельная мощность при малом размере и весе агрегата являются следствием отсутствия коленвала, шатунов и других сопряжений между камерами.

Достоинства и недостатки роторных двигателей

Преимущества

  • Роторный двигатель хорош тем, что состоит из куда меньшего числа деталей, чем его конкурент - процентов на 35-40.

  • Два двигателя одинаковой мощности - роторный и поршневый - будут сильно отличаться габаритами. Поршневый в два раза больше.

  • Роторный мотор не испытывает большой нагрузки на высоких оборотах даже в том случае, если на низкой передаче разгонять машину до скорости более 100 км/ч.

  • Автомобиль, на котором стоит роторный двигатель, проще уравновесить, что дает повышенную устойчивость машины на дороге.

  • Даже самые легкие из транспортных средств не страдают от вибрации, потому что РПД вибрирует куда меньше, чем «поршневик». Это происходит в силу большей сбалансированности РПД.

Недостатки

  • Главным недостатком роторного двигателя автомобилисты назвали бы его малый ресурс, который является прямым следствием его конструкции. Уплотнители изнашиваются крайне быстро, так как их рабочий угол постоянно меняется.

  • Мотор испытывает перепады температур через каждый такт, что также способствует износу материала. Добавьте к этому давление, которое оказывается на трущиеся поверхности, что лечится только впрыскиванием масла непосредственно в коллектор.

  • Износ уплотнителей становится причиной утечки между камерами, перепады давления между которыми слишком велики. Из-за этого КПД двигателя падает, а вред экологии растет.

  • Серповидная форма камер не способствует полноте сгорания топлива, а скорость вращения ротора и малая длина рабочего хода - причина выталкивания еще слишком горячих, не до конца сгоревших газов на выхлоп. Помимо продуктов сгорания бензина там еще присутствует масло, что в совокупности делает выхлоп весьма токсическим. Поршневый - приносит меньше вреда экологии.

  • Непомерные аппетиты двигателя на бензин уже упоминались, а масло он "жрет" до 1 литр на 1000 км. Причем стоит раз забыть про масло и можно попасть на крупный ремонт, если не замену двигателя.

  • Высокая стоимость - из-за того, что для изготовления мотора нужно высокоточное оборудование и очень качественные материалы.


Как видите, недостатков у роторного двигателя полно, но и поршневый мотор несовершенен, поэтому состязание между ними не прекращалось так долго. Закончилось ли оно навсегда? Время покажет.

Рассказываем как устроен и работает роторный двигатель

« Что такое балансировка колес Диагностика неисправностей и замена шаровых опор »

Возврат к списку статей

Что такое роторный двигатель? (с рисунками)

Роторный двигатель представляет собой тип двигателя внутреннего сгорания, конструкция которого существенно отличается от конструкции гораздо более распространенного поршневого двигателя. В обычном поршневом двигателе сжатая топливно-воздушная смесь зажигается в закрытой камере свечой зажигания, вызывая быстрое расширение перегретого газа. Повторение этого цикла вызывает характерное движение поршней в двигателе вверх-вниз, которое преобразуется во вращательное движение, используемое для привода колес автомобиля или гребного винта самолета или лодки.

Свечи зажигания используются для зажигания топливовоздушной смеси в роторном двигателе.

Роторный двигатель, впервые разработанный немецким инженером Феликсом Ванкелем в начале 20-х годов, состоит из вращающегося треугольного элемента, встроенного в яйцевидный корпус. Вершины треугольника образуют уплотнение на корпусе, создавая три изолированные камеры, которые совместно выполняют четыре основные функции любого двигателя внутреннего сгорания - , впуск , компрессия , зажигание и выхлоп .Когда треугольник вращается, вращаются и три изолированные камеры, что позволяет заданному объему подвергаться воздействию впускного клапана, свечи зажигания и выпускного отверстия при их вращении через внутреннюю часть роторного двигателя.

В двигателях легковых и грузовых автомобилей используются уплотнения многих типов, называемые прокладками, которые помогают предотвратить утечку газов и жидкостей.

На первом этапе топливовоздушная смесь впрыскивается в карман, образованный между одним краем треугольника и его овальным корпусом. Треугольник вращается внутри роторного двигателя, пока уплотнение не изолирует объем топлива от впускного клапана и не подвергает топливо свече зажигания. Свеча зажигания загорается, зажигая топливовоздушную смесь, которая быстро расширяется и вызывает вращение вращающегося компонента, приводя в движение коленчатый вал. На заключительной фазе вращения расширяющиеся газы выходят через выпускное отверстие, и теперь объем снова очищается, что позволяет ему получать больше топлива из впускного отверстия и повторять весь процесс.Каждый из трех объемов альтернативно впрыскивается с полным количеством топлива, которое затем сжигается и затем подвергается воздействию выпускного отверстия.

Хотите автоматически сэкономить время и деньги месяца? Пройдите 2-минутный тест, чтобы узнать, как начать экономить до 257 долларов в месяц.

Несмотря на то, что роторный двигатель Ванкеля теоретически более элегантен, чем поршневой двигатель, и для него требуется меньше движущихся частей, износ, вызванный быстрым движением вершин треугольника, движущегося внутри корпуса роторного двигателя, оказался неприемлемым для большинства автомобильных компаний, учитывая, что создание серийных моделей.Сегодня Mazda является единственной компанией, которая продолжает продавать автомобили, использующие роторные двигатели. По сути, идея двигателя, который заменяет резкое движение поршневого двигателя с возвратно-поступательным движением плавным вращательным движением, весьма привлекательна, но практические соображения пока не позволяют им вытеснить обычный двигатель. Возможно, с появлением новых материалов или идей, роторный двигатель однажды станет самой заметной формой двигателя внутреннего сгорания.

,

Руководство для начинающих: Что такое роторный двигатель (и как он работает)?

Роторный против Поршня

PROS
• Характер двигателя означает, что значительно меньший рабочий объем двигателя может производить значительно больше мощности, чем поршневой двигатель сопоставимого размера - технически Mazda RX-8 имеет объем 1,3 л, но при этом развивает мощность около 230 л.с.

• Двигатели физически намного меньше, легче и имеют меньше движущихся частей для неправильной работы.

• Из-за особенностей двигателя они внутренне уравновешены - роторы действуют как вращающиеся противовесы, смещенные для компенсации друг друга.Это означает, что вибрации меньше, поэтому двигатель работает более плавно и будет вращаться до более высоких оборотов (10000 об / мин - отнюдь не неслыханно) без повреждений.

CONS
• Роторные двигатели менее экономичны, чем аналоги с поршневыми двигателями, поскольку они менее термически эффективны.

• Выбросы плохие из-за перекрытия между событиями впуска и выпуска, и ни один из них не соответствует действующим нормам.

• Наконечники ротора, также известные как верхние уплотнения, испытывают огромное напряжение и подвержены поломкам - это было серьезной проблемой для старых Wankels, и в современных вариантах ее еще предстоит полностью решить.

• Расход масла высокий из-за необходимости поддерживать внутреннюю смазку роторов и уплотнений.

• Из-за небольшого эксцентриситета вала, по сравнению с ходом коленчатого вала, роторные двигатели имеют долю крутящего момента обычного двигателя при низких оборотах.

Mazda является крупнейшим производителем роторных двигателей и единственным производителем, использующим их с конца 1970-х годов. General Motors разрабатывали свои собственные более 40 лет назад, но законы о смоге и первое нефтяное эмбарго в 1973 году заставили их отказаться от него до того, как оно будет завершено для производства.NSU и Citroen в Европе продавали автомобили в небольших количествах, а Hercules, Norton и Suzuki производили мотоциклы, но никто не делал так близко, как Mazda. Mazda Cosmo впервые появилась с вращающейся мощностью в 1965 году, за ней последовали R100, R130, RX-2, RX-3, RX-7, Luce, Rotary Pickup Truck, RX-7 и, наконец, RX-8, который производился до 2012.

Недавно было проведено некоторое исследование по производству небольших роторных двигателей для питания гибридной части генератора из-за их компактных размеров и плавности хода.Чувствуется, что при работе на постоянной скорости для выработки мощности двигатель Ванкеля может, наконец, преодолеть проблемы с топливной экономичностью и выбросами.

,

Роторный двигатель | Britannica

Роторный двигатель , двигатель внутреннего сгорания, в котором камеры сгорания и цилиндры вращаются с ведомым валом вокруг неподвижного вала управления, к которому прикреплены поршни; давление газа сгорания используется для вращения вала. Некоторые из этих двигателей имеют поршни, которые скользят в тороидальных (пончиковых) цилиндрах; другие имеют одно- и многолепестковые роторы. Ранние роторные двигатели использовались в самолетах Первой мировой войны. Они были с воздушным охлаждением, а цилиндры располагались по кругу вокруг коленчатого вала, жестко прикрепленного к фюзеляжу.Пропеллер был прикреплен непосредственно к круглой раме, на которой были установлены вращающиеся цилиндры. Различная неэффективность этих двигателей привела к их отказу от войны.

Подробнее на эту тему

Бензиновый двигатель

: Роторные (Ванкель) двигатели

Разработанный в Германии роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания радикально отличается по конструкции от обычного поршневого поршня...

После Второй мировой войны разработка нового типа роторного двигателя пробудила интерес. Ванкель является наиболее полно разработанным и широко используемым роторным двигателем. В двигателе Ванкеля ротор в форме равностороннего треугольника вращается с орбитальным движением в кожухе специальной формы и образует вращающиеся камеры сгорания в форме полумесяца между его сторонами и изогнутой стенкой кожуха. Три вершины ротора снабжены подпружиненными уплотнительными пластинами, которые поддерживают непрерывный скользящий контакт с вогнутой внутренней поверхностью кожуха, а камеры сгорания постепенно увеличиваются и уменьшаются в размере по мере вращения ротора.Заряд топлива из карбюратора поступает в камеру через впускное отверстие, сжимается по мере того, как размер камеры уменьшается за счет вращения ротора, и в соответствующее время зажигается свечой зажигания.

Двигатель Ванкеля впервые был испытан для использования в автомобилях в 1956 году. С тех пор он стал использоваться для таких промышленных применений, как приводные воздушные компрессоры, где требуются небольшие, легкие, высокоскоростные двигатели с механической простотой. См. Также бензиновый двигатель.


Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.