Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Роторный двигатель что это такое


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

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, поэтапно компенсирующие 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, вращающиеся 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 увеличиваются и постепенно 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.

Проблема с роторными двигателями: объяснение техники

Мощности в крошечном, простом и легком корпусе. В роторном двигателе Ванкеля есть что любить, но этого недостаточно, чтобы поддерживать его. Давайте посмотрим, что пошло не так

Они компактные, мощные и издают потрясающий шум.Итак, почему роторные двигатели никогда не взлетали, и почему эта концепция была почти заброшена одним производителем, который отстаивал ее? Давайте проведем вас через это.

NSU Spider 1964 года был первым серийным автомобилем в мире, который плавил задние шины под действием роторного двигателя Ванкеля. Автомобильный дебют Wankel составляли десятилетия, хотя его срок службы был относительно коротким, и он закончился с Mazda RX-8 2011 года. Это приводит нас к нескольким вопросам:

  1. Как работает роторный двигатель?
  2. Какие преимущества имеет этот двигатель? (Почему это было сделано?)
  3. Какие недостатки у двигателя? (Почему он умер?)

1.Как работает роторный двигатель?

Процесс роторного двигателя очень похож на то, что происходит в традиционном поршневом цилиндровом двигателе. Разница заключается не в поршнях, а в роторе треугольной формы, а в цилиндрах вместо корпуса, напоминающего овал.

Впуск

Когда ротор движется внутри корпуса, маленький воздушный карман расширяется в больший, создавая вакуум.Этот вакуум подвергается воздействию впускных отверстий, через которые воздух и топливо поступают в камеру сгорания.

Сжатие

Ротор продолжает вращаться, сжимая топливовоздушную смесь с плоской стороной корпуса ротора.

1 МБ

Привет Итану Смейлу за грандиозный GIF!

Мощность

Две свечи зажигания используются для зажигания воздушно-топливной смеси, помогая ускорить процесс сгорания и обеспечить горение большей части топлива, и это заставляет ротор продолжать вращаться.

Выхлоп

Аналогично такту впуска, ротор движется до тех пор, пока не будут доступны выпускные отверстия, и выхлопные газы под высоким давлением затем вытесняются, когда ротор закрывает корпус.

Важно понимать, что в отличие от поршневого цилиндрового двигателя в одном корпусе ротора все эти события происходят почти одновременно. Это означает, что в то время как потребление происходит на одной части ротора, также происходит рабочий ход, приводящий к очень плавной подаче мощности и большому количеству мощности в небольшой упаковке.

2. Какими преимуществами обладает двигатель Ванкеля?

от массы к силе

Одним из самых больших преимуществ роторного двигателя был его размер.Двигатель 13B Mazda RX-7 занимал около одного кубического фута объема, но производил значительное количество энергии для своих небольших пропорций.

Меньше движущихся частей

Часто в разработке самое простое решение - одно из лучших. Роторный двигатель значительно уменьшает количество деталей, необходимых для возникновения сгорания, поскольку в двухроторном двигателе вращаются всего три основных компонента.

Гладкая и высокая обороты

Роторный двигатель не имеет возвратно-поступательной массы, как клапаны или поршни в традиционном двигателе.Это приводит к невероятно сбалансированному двигателю с плавной подачей мощности и способностью развивать высокие обороты, не заботясь о таких вещах, как клапан-поплавок.

3. Почему роторный двигатель умер?

Mazda RX-8 2011 года была последним серийным автомобилем с ротором Wankel, 1.3-х литровый ренесис. Независимо от того, соответствовал ли RX-8 ротационному названию, мы все пролили слезу из-за потери этого инновационного и уникального подхода к внутреннему сгоранию. Что нанесло последний удар? RX-8 был не в состоянии соответствовать нормам выбросов Евро-5, и, таким образом, он не мог быть продан в Европе после 2010 года. Несмотря на то, что он по-прежнему был законным в штатах, продажи значительно упали, так как модель была примерно с 2004 года.

Какие недостатки есть у поворотной конструкции?

Всего три основные движущиеся части в двухроторном двигателе Ванкеля

Низкая тепловая эффективность

Благодаря длинной камере сгорания уникальной формы термический КПД двигателя был относительно ниже по сравнению с поршневыми цилиндрами.Это также часто приводило к тому, что несгоревшее топливо оставляло выхлопные газы (следовательно, роторные двигатели имели обратную реакцию, что, очевидно, так же здорово, как и неэффективно).

Burn Baby Burn

По своей конструкции роторный двигатель сжигает масло. Во впускном коллекторе имеются брызги масла, а также форсунки для распыления масла непосредственно в камеру сгорания. Это означает не только то, что водитель должен регулярно проверять уровень масла, чтобы обеспечить правильную смазку ротора, но также означает, что из выхлопной трубы выходит больше вредных веществ.И окружающая среда ненавидит плохие вещи.

В этом отверстии в корпусе масло впрыскивается непосредственно во время «такта» впуска двигателя.

Уплотнение ротора

Еще одна проблема, которая также может влиять на выбросы: трудно герметизировать ротор, когда он окружен очень разными температурами.Помните, что впуск и сгорание происходят одновременно, но в самых разных местах корпуса. Это означает, что верхняя часть корпуса относительно холодная, а нижняя часть корпуса намного горячее. С точки зрения герметизации это проблематично, так как вы пытаетесь создать металлическое уплотнение с металлами, которые работают при существенно различных температурах. Используя рубашки с охлаждающей жидкостью, чтобы помочь выровнять тепловую нагрузку, эта проблема может быть уменьшена, но никогда полностью не уменьшена.

Выбросы

Когда вы сложите все вместе, выбросы погубят ротор. Сочетание неэффективного сгорания, присущего масла и проблемы с уплотнением приводит к тому, что двигатель не конкурентоспособен по сегодняшним стандартам выбросов или экономии топлива.

Как RX-8 складывается с конкурентами?

Печально известное уплотнение из ротора RX-7 13B

В моем видео, описывающем недостатки RX-8, зрители справедливо отметили, что я сравнил автомобили модельного года 2015 с моделью 2011 года с точки зрения экономии топлива, что было несправедливо с точки зрения Mazda.Давайте исправим это неправильно, используя первый модельный год RX-8.

Автомобиль Объем двигателя Вес Мощность MPG комбинированный рейтинг
2004 Mazda RX-8 1.3л Ванкеля 3053 фунтов (1385 кг) 197-238 HP (Авто / Человек) 18 миль на галлон (13 л / 100 км)
2004 VW GTI 1,8 л I4 2934 (1330 кг) 180 л.с. 24 миль на галлон (9,8 л / 100 км)
2004 Корвет 5,7 л V8 3214 фунтов (1458 кг) 350 л.с. 20 миль на галлон (11.8 л / 100 км)

Как вы можете видеть выше, RX-8 не складывается выгодно с точки зрения экономии топлива. Corvette со значительно более мощным двигателем, на 47% большей мощностью и на 5% большей массой по-прежнему обеспечивает экономию топлива на 11%. Стоит также упомянуть, что это был первый модельный год для RX-8, тогда как двигатели Corvette и GTI существовали с предыдущих лет.Про RX-8 ничего не скажешь о экономии топлива. Хотя покупатель не обязательно рассматривает это как отрицательный момент, без выбросов не будет автомобиля для покупки.

Стоит отметить, что со времени первоначальной публикации этой статьи Mazda объявила, что вернет роторные двигатели, хотя и в качестве небольших расширителей диапазона в электромобилях. Другими словами, ничто не пойдет на пользу.

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020