Изобретатели роторного двигателя нового типа заключили контракт с darpa

Основные преимущества роторного мотора

Роторный двигатель может стать прекрасной заменой стандартного заводского мотора, тюнинг с заменой двигателя позволит в разы увеличить динамические и скоростные показатели. Среди его достоинств можно выделить следующие:

• отменную мощность;
• громадный потенциал для чип-тюнинга;
• высокий КПД (1 литра топлива достаточно, чтобы выжать 110 л.с.);
• способность добиться частоты вращения 10 000 об/мин.

Принцип действия данного узла имеет существенные отличия от функционирования поршневого двигателя внутреннего сгорания, что обусловлено конструктивными особенностями. Основным из них является ротор, выполняющий функции поршня и шатуна.

Механизм канатоведущих шкивов роторного агрегата представляет собой несколько элементов: ротор и вал. Такие процессы как впуск и выпуск осуществляются в общем блоке, выполняющем роль и камеры сгорания, и газораспределительного механизма. На вал устанавливается ротор, находящийся в сцеплении с шестерней (зубчатое колесо соединено со статором). В роторном двигателе поршневые кольца заменены на специальные пластинчатые элементы, прижимаемые к стенкам возникающими центробежными силами, ленточными пружинами и газовым давлением.

В конструкции РПД газораспределительный механизм существенно упрощён. Большая мощность в нём вырабатывается благодаря отсутствию потерь, приходящихся на трение. В итоге за один оборот ротора совершается 3 рабочих цикла.

Чрезмерный расход топлива объясняется тем, что при сжатии камера сгорания становится длинной, за счет чего горючему попросту недостаточно времени на полное выгорание. Чтобы хоть каким-то образом повысить экономичность ВАЗ 2109, в роторное устройство устанавливают дополнительную пару свечей. Срабатывая по очереди, они способствуют воспламенению горючего с обеих сторон.

Как показывает практика (в данном случае на примере ВАЗ 2109), до совершенства роторным двигателям ещё очень далеко. Во всех уголках мира можно встретить лишь единицы автомобилей на ходу, оснащённых подобным мотором, например Mazda RX-8. Однако право на будущее у РПД никто не отбирает, несмотря на то, что даже у японского мотора ресурс не превышает 80 тыс. км. Правда, для этого нужно приложить немало усилий, ведь придётся провести огромную работу по совершенствованию конструкции и устранению основных недостатков.

Смесеобразование

В теории в РПД применяют несколько разновидностей смесеобразования: внешнее и внутреннее, на основе жидких, твердых, газообразных видов топлива.Касательно твердых видов топлива стоит отметить, что их первоначально газифицируют в газогенераторах, так как они приводят к повышенному золообразованию в цилиндрах. Поэтому большее распространение на практике получили газообразные и жидкие топлива.Сам механизм образования смеси в двигателях Ванкеля будет зависеть от вида применяемого топлива.При использовании газообразного топлива его смешение с воздухом происходит в специальном отсеке на входе в двигатель. Горючая смесь в цилиндры поступает в готовом виде.

Из жидкого топлива смесь приготавливается следующим образом:

1. Воздух смешивается с жидким топливом перед поступлением в цилиндры, куда поступает горючая смесь.
2. В цилиндры двигателя жидкое топливо и воздух поступают по отдельности, и уже внутри цилиндра происходит их смешивание. Рабочая смесь получается при соприкосновении их с остаточными газами.

Соответственно, топливно-воздушная смесь может готовиться вне цилиндров или внутри их. От этого идет разделение двигателей с внутренним или внешним образованием смеси.

Роторные моторы Мазда

Данный японский концерн по производству легковых и коммерческих авто в представлении не нуждается. Его продукция говорит сама за себя, отличаясь высокой технологичностью, инновационностью, качеством сборки, а также уровнем комфорта, активной и пассивной безопасности для водителя и пассажиров.

Именно этот производитель первым стал устанавливать такие агрегаты серийно. Начав с применения на грузовых машинах и автобусах, в 1978 году завод с успехом использовал его в легковой модели RX 7, которая стала наиболее известной по этому критерию. В 1995‑м такой же движок, но более усовершенствованный, получила RX 8. Впоследствии мотор пришлось подвергнуть доработкам, поскольку он не отвечал нормам экологической безопасности.

В 2003‑м году он даже был признан лучшим двигателем. Невзирая на то, что его пришлось снять с серийного производства, производитель не прекратил изыскания. В настоящее время уже внедряется на новые модели мотор 16X, который обладает более совершенной впускной системой. Благодаря этим новшествам, он отличается уменьшенным потреблением горючего, а сам корпус производится из легких сортов алюминиевых сплавов.

Сегодня мы постарались вкратце разобрать устройство роторного движка, а также познакомиться с его отличительными особенностями, слабыми и сильными характеристиками. Как видим, такое изобретение вполне имеет право на существование, что и было доказано практическим его применением. В ближайшие дни вы сможете ознакомиться с новыми публикациями. А на этом будем прощаться!

Просмотры:1637

0Нравится

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.

Экскурс в прошлое: развитие РПД в Советском Союзе

Более сорока лет назад на роторный двигатель впервые обратило своё внимание советское правительство. В тот период страна переживала не самые лучшие времена и требовались решительные действия, которые бы положительно отразились на экономической ситуации

Тогда на Волжском автомобильном заводе было создано бюро РПД. Его главной задачей было наладить серийное производство двигателей Ванкеля.

Изначально чиновники Советского Союза вели переговоры с Ванкелем, желая выкупить у него лицензию, но они не принесли положительного результата. Как бы то ни было, небольшую часть передовых технологий всё-таки удалось позаимствовать, и вскоре к выпуску был готов односекционный мотор ВАЗ 311 мощностью 65 л.с. Однако экспериментальная партия увидела свет лишь через пять лет. Первые 50 образцов двигателей разошлись между сотрудниками отечественного автопрома и некоторыми правительственными работникам. Спустя определённое время моторы пришли в негодность, из-за чего они не смогли прижиться.

Роторный двигатель

Спасение пришло откуда не ждали: этими двигателями, а точнее, их мощностными показателями заинтересовались спецслужбы. Конструкторское бюро возобновило свою работу и буквально сразу же начало производство двухсекционного 120-сильного РПД. Им впоследствии оснастили ВАЗ 2101 Аркан. После этого двигатель начали массово использовать в спорте: ими оснащался и водные, и сухопутные транспортные средства, выигрывавшие все соревнования. Это могло послужить определённым толчком к тому, чтобы дальнейший выпуск РПД был запрещён.

Только по истечении пятилетки после распада СССР начали выпускать ВАЗ 2109, оснащённый роторным мотором мощностью 140 л.с., который был в состоянии за 8 с. разогнать автомобиль до первых 100 км/ч. Максимальная скорость «девятки» достигала 200 км/ч. Отсюда, собственно, и берут своё начало разговоры о гонках с немецким авто. Так как расход топлива ВАЗ 2109 нельзя было назвать экономным, его бензобак имел объём целых 39 л, что стало существенным недостатком в плане запаса хода без дозаправки.

После первой версии «девятки» с РПД мир увидели ещё два варианта двигателей:

• мощность одного из моторов составляла 150 л.с.;
• мощность другой форсированной модификации составляла 250 л.с.!

Известные авто, оснащенные роторным двигателем

В перечень автомобилестроительных компаний, в которых нашлись приверженцы роторного двигателя. Ниже перечислены несколько серийных моделей, выпускавшихся с 70–х гг. прошлого века. В СССР первенцем стала модель ВАЗ–2107 “Жигули”, получившая работоспособный роторный двигатель ВАЗ мощностью 140 л. с. Машина ограниченно использовались силовыми структурами (ГАИ или КГБ) вплоть до середины 90–х гг. прошлого века. Было собрано несколько образцов седанов “Волга” с моторами ВАЗ, которые являются объектами коллекционирования.

Mazda RX 8

В производственную гамму японского производителя входили несколько спортивных купе с РПД. Например, Mazda RX7, представленная в 1978 г., оснащалась 105–сильным мотором модели 12А.Затем компании удалось усовершенствовать роторный движок, доведя мощность до 115 л. с. для атмосферной версии и до 265 л. с. для турбинной модификации. В 2003 г. дебютировало купе Мазда RX8 с 1,3–литровым мотором мощностью от 192 до 250 л. с. Модель РХ8 пережила рестайлинг и продержалась на конвейере до 2012 г.

На автомобилях Mazda RX–8 с двухсекционным роторным мотором Renesis применялись механические и автоматические коробки передач. Производитель постоянно анализировал плюсы и минусы схемы Ванкеля, но агрегат потреблял много топлива и не соответствовал ужесточавшимся экологическим требованиям. Конструкторам компании не удалось изобрести улучшенную версию РПД, по состоянию на 2021 г. производитель Mazda не устанавливает роторные двигатели на свою продукцию.

Mazda Cosmo Sport

В 1967 г. появилось небольшое купе Cosmo Sport с роторным агрегатом Ванкеля, изготовленным компанией NSU. Поскольку при работе РПД отсутствуют вибрации, то автомобиль позиционировался как комфортный и динамичный транспорт.

Небольшой рабочий объем положительно влиял на транспортный налог, но небольшой ресурс и сложности при ремонте ДВС ограничивали продажи. Поэтому производитель выпустил на рынок модификацию с поршневым силовым агрегатом. Последние роторные автомобили под обозначением Eunos Cosmo были переданы заказчикам в 1995 г. Особенностью модели Eunos Cosmo стало применение 3–секционного двигателя 20B–REW с двойным наддувом, развивавшего до 300 л. с. при рабочем объеме всего 1962 см³. На прямой автомобиль легко разгонялся до 255 км/ч.

Mazda Parkway Rotary 26

В производственную гамму японского концерна входил автобус с РПД, базирующийся на платформе Titan, техника собиралась с 1972 по 1997 г. На тот момент Mazda выпускала двухроторные двигатели, которые стали использоваться на одной из модификаций Parkway для внутреннего рынка Японии. Автобусы развивали максимальную скорость около 40 км/ч и оснащались гидравлической муфтой в трансмиссии, повышавшей плавность хода. Для внешних рынков поставлялись машины с поршневыми двигателями, лицензионное производство модели Combi велось на заводах KIA.

Mercedes C111

В конце 60–х гг. прошлого столетия были собраны несколько прототипов Mercedes C111, на которых отрабатывались различные технологические решения. Машина оснащалась роторным мотором с 4 секциями, который развивал 350 л. с. и позволял разогнать купе с кузовом из стекловолокна до 300 км/ч. Существовал образец с упрощенным мотором Ванкеля из 3 секций, снабженным системой прямого впрыска бензина. В 1976 г. немецкий производитель перевел ресурсы на разработку дизельных двигателей и отказался от дальнейшего использования роторно–поршневых моторов.

ВАЗ–2109–90

В пятерку автомобилей с РПД попал и отечественный хэтчбэк ВАЗ–2109 (было выпущено несколько десятков седанов ВАЗ–21099 с такой силовой установкой). Волжский автозавод начал разработку роторно–поршневого агрегата для машин с передним приводом в середине 80–х гг. прошлого века. В конструкции мотора ВАЗ–415 используются наработки от версии двигателя для классических “Жигулей”. Мощность агрегата варьировалась в пределах от 140 до 250 л. с., а скорость машины превышала 200 км/ч. В 2004 г. подразделение ВАЗ, разрабатывавшее РПД, упразднили.

Более новые модели авто

На 2021 г. роторные моторы не используются на серийных автомобилях. Завод ВАЗ перешел под контроль альянса Renault–Nissan и сконцентрировался на производстве бюджетных автомобилей с классическими силовыми установками. Периодически появляются публикации, что компания Мазда усовершенствует двигатель и представит новое поколение машин с гибридной установкой. В конце 2020 г. представители Mazda заявили о разработке кроссовера MX–30, который получит роторный двигатель в дополнение к электрическому, но не озвучили дату начала производства.

Mazda Series HB (1981-1989)

When the Cosmo AP was phased out it was replaced by the Series HB which was also sold in export markets as the Mazda 929 (Note: This would be the second export model to bear this name as a previous 1970’s car had also been called the “Mazda 929″).

The HB Cosmo was sold in both sedan and two door coupé versions and was offered with Wankel engine options, gasoline piston engine options, and a diesel piston engine option. By this stage Mazda had invested a great deal of research and development into the Wankel engine such that the engine had become quite sophisticated.

There were three rotary engine options; The 1.1 liter 12A-6PI (6PI=”six-port induction”), the turbocharged 12A Turbo, and the interesting 1.3 liter 13B-RESI. The 13B-RESI used “Rotary Engine Super Injection” in which the engine used Helmholtz Resonance created by the opening and closing of the intake ports in a two-level intake box to effectively provide positive intake port pressure in synchronization with the intake cycle. The 13B-RESI engine used Bosch L-Jetronic fuel injection and was only available with an automatic transmission.

The Mazda Cosmo fitted with the Wankel 12A Turbo was the fastest production car in Japan until it lost that crown to the Nissan R30 Skyline RS. Not only had the turbocharged rotary engine contributed to this but also the car’s aerodynamics: it boasted a drag coefficient of just 0.32.

The piston engine’s used for the HB Cosmo were a 1.8 liter SOHC four cylinder, two different 2.0 liter SOHC four cylinder, and a 2.2 liter four cylinder diesel.

Характеристики и применение роторно-поршневых двигателей ВАЗ

Роторно-поршневые двигатели ВАЗ. Редкие двигатели ВАЗ

Роторно-поршневой двигатель (РПД), ВАЗ начал разрабатывать еще в 1974 году на основе разработанного немецкии инжинерами Феликсом Ванкелем и Вальтером Фройде роторно-поршневого автомобильного двигателя (Конструкторским бюро во главе с Борисом Сидоровичем Поспеловым). Уже в 1976 году, на основе немецких наработок, инжинерам ВАЗа удалось собрать собственную модель двигателя — ВАЗ 301, мощность которого составляла 70 л.с. Это был еще только экспериментальный образец и установка на автомобиль еще не предполагалась. В течение последующих пяти лет велись работы по устранению всех недочетов и адаптации роторно-поршневого двигателя ВАЗ к подкапотному пространству автомобиля и подключении его к трансмиссии.

В 1978 году РПД поставили «на колеса», а в 1982 году односекционный ротоно-поршневой двигатель ВАЗ, уже с индексом ВАЗ 311 был установлен на первую опытную серию автомобилей — ВАЗ 21018. К сожалению, пяти лет на доводку принципиально нового, роторно-поршневого двигателя оказалось мало. Автомобили, оборудованные им, не прошли достаточное количество испытаний, в следствие чего, недоработки были выявлены уже в опытной серии и практически на всех из них пришлось заменить двигатель на обычный, поршневой.

Неисправностей у новых РПД ВАЗ было не так уж и много. Не выдерживающие давления и температур уплотнители и выходящий под нагрузкой из строя подшипниковый узел быстро заменили. Но устранить недостаточную сбалансированность роторно-эксцентрикового механизма (РЭМ), которая возникала не сразу, но приводила к перебоям в работе двигателя, быстро устранить не удалось. Решение этой проблемы нашли в разработке двухсекционного роторно-поршневого двигателя, временно отказавшись от односекционного РПД.

На качественную разработку двухсекционного РПД понадобилось меньше года. Новыми, доработанными и хорошо себя проявившими в ходе тестов моделями двухсекционных роторно-поршневых двигателей ВАЗ стали ВАЗ 411 и ВАЗ 413. РПД ВАЗ 411 был способен развивать мощность в 120 л.с., тогда как РПД ВАЗ 413 — 140 л.с. Этот успех приносит интерес к новым двигателям со стороны силовых структур СССР, которые просят поставить им автомобили с роторно-поршневыми двигателями. Для нужд МВД и КГБ, инжинеры ВАЗ оборудовали роторно-поршневым ВАЗ 413 автомобили ГАЗ-21, ГАЗ-24 и ГАЗ 3102. Которые впоследствии за их динамические качества прозвали «догонялками». Данный двигатель показал хороший ресурс и беспроблемную эксплуатацию на практике

Но инжинеры-конструкторы ВАЗа, после данного успеха не продолжили разработку новых роторно-поршневых двигателей для автомобилей, а направили свое внимание на развитие авиационных РПД

Достигнув определенных успехов и в построении авиационных РПД, только в начале 90-х начинается разработка роторно-поршневого двигателя ВАЗ для переднеприводного автомобиля. В 1992 году у ВАЗ получается создать прототип — РПД ВАЗ 414, который, теоретически, может быть применен на автомобилях с переднеприводной компановкой. Модель была двухсекционной и способна была развивать мощность более 130 л.с., но по каким-то причинам запускать в серию сразу его не стали. Вполне вероятно, что двигатель был «сырым», к тому же нужны были наработки по соединению его с трансмиссией. Так, на доработку и испытания уходит еще более пяти лет. В результате, в 1997 году ВАЗ заявляет о завершении разработок и сертификации нового РПД — ВАЗ 415. Данная модель была универсальной, готовой к установке как автомобили с переднеприводной, так и с заднеприводной и даже полноприводной компановкой. Силовые характеристики остались практически теми же, что и у ВАЗ 414 — 135 л.с. при двухсекционной составляющей.

Кроме того, для МВД, был продолжен выпуск автомобилей на роторно-поршневых двигателях ВАЗ. Слегка усовершенствованный РПД ВАЗ 413 (ВАЗ — 4132), начиная с 1991 года, устанавливали на новые милицейские «догонялки» — автомобили ВАЗ 2107 (21079)

Источник

Правила эксплуатации

Говоря о правилах эксплуатации, эксперты придерживаются строгих тезисов.

 Замена масла производится каждые 3-5 тыс.км.

 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.

НА ДЕЛЕ

Ресурс мотора 13B-MSP составляет примерно 100 000 км. Как ни странно, он страдает теми же проблемами, что и поршневой.

Первым слабым звеном кажутся уплотнения ротора, которые испытывают сильный нагрев и высокие нагрузки. Это действительно так, но прежде естественного износа их прикончат детонация и выработка подшипников эксцентрикового вала и роторов. Причем страдают только торцевые уплотнения (апексы), а боковые изнашиваются крайне редко.

Детонация деформирует апексы и их посадочные места на роторе. В результате вдобавок к снижению компрессии уголки уплотнений могут вывалиться и повредить поверхность статора, который не подлежит обработке. Расточка бесполезна: во‑первых, сложно найти нужное оборудование, а во‑вторых, запчастей под увеличенный размер просто нет. Не подлежат ремонту и роторы при повреждении пазов под апексы. Как водится, корень беды — в качестве топлива. Честный 98‑й бензин найти не так уж просто.

Серия JC (Eunos Cosmo, 1990–1996)

Серия JC
Обзор
Производство	1990–1996
Кузов и шасси
Тип кузова	2-дверное купе
Трансмиссия
Двигатель	654×2 куб. См / 1308 куб. См (80 куб. Дюймов) 654×3 куб. См / 1962 куб. См (120 куб. Дюймов)
Передача инфекции	4-х ступенчатый автомат
Габаритные размеры
Колесная база	2750 мм (108 дюймов)
Длина	4815 мм (190 дюймов)
Ширина	1795 мм (71 дюйм)
Снаряженная масса	1490 кг (3285 фунтов) — 1640 кг (3616 фунтов)

Eunos Cosmo ( по мотивам 1985 MX-03 концепт — кар ) начал производство в 1990 году на новой . Eunos Cosmo был лучшим туристическим флагманом роскошного канала Eunos. Это единственная Mazda, использующая трехроторный двигатель. Автомобиль был купе 2 + 2 и был загружен мощными функциями. Следуя японской роскоши, была доступна только 4-ступенчатая автоматическая коробка передач с электронным управлением .

Mazda 20B-REW трехроторный двигатель

В Японии, ее единственном рынке, на продажи повлиял тот факт, что эта серия Cosmo больше не соответствовала японского правительства , и японские покупатели несли ответственность за ежегодные налоги за вождение автомобиля большего размера по сравнению с предыдущими поколениями. Ситуацию усугубил лопнувший пузырь цен на активы в Японии .

Было доступно два двигателя: с двойным турбонаддувом и . Тройной ротор 20B имел рабочий объем 2 литра (1962 куб. См), что делало его самым мощным роторным двигателем, предлагаемым Mazda. Он производил 300 л.с. (224 кВт; 304 л.с.) и 403 Н · м (297 фунт-фут) крутящего момента с двумя турбокомпрессорами.

Серия JC Cosmo установила несколько первых в истории автомобилестроения. Его двигатели 13B-RE и 20B-REW были первыми построенными в Японии серийными двойными последовательными турбонаддувом, которые предлагались для продажи на автомобилях с роторным двигателем. Всемирно известная серия FD RX-7 не двигателем с двойным турбонаддувом до начала 1992 года. Eunos Cosmo был первым серийным автомобилем со встроенной системой GPS-навигации и первым в Японии, который использовал » Palmnet «система последовательной передачи данных для работы ECU-ECAT.

Этот Cosmo 4-го поколения опередил свое время и в электронном виде, предлагая систему управления автомобилем , цветной сенсорный экран с электронно-лучевой трубкой, управляющий климат-контролем , мобильный телефон , автомобильную навигацию GPS , телевизор NTSC , радио и проигрыватель компакт-дисков.

Cosmo интерьер

Скорость Cosmo была ограничена до 180 км / ч (111,8 миль / ч) в соответствии с японскими правилами, но версия 20B-REW была способна развивать скорость 255 км / ч (158,4 миль / ч) при свободном пробеге. Имея крутящий момент более 380 Нм (280 фунт-футов), доступный всего при 1800 об / мин, Cosmo мог быстро разгоняться с места до скоростного шоссе; однако это произошло за счет большого расхода топлива. JC Cosmo был дорогим даже по сегодняшним меркам, поскольку Mazda все еще не соответствовала продажной цене этого автомобиля 22 года спустя ни для чего другого в своем модельном ряду.

Cosmo производился с февраля 1990 года по сентябрь 1995 года и собрал в общей сложности 8 875 продаж. Разделение продаж 60/40 между вариантами 13B-REW и 20B-REW сделало версию 20B-REW с тремя роторами более редким автомобилем. Хотя Cosmo оставался транспортным средством только для японского рынка (экспорт был первоначально предложен в рамках канала продаж Eunos и под мертворожденным брендом Amati в США), бывшие в употреблении Cosmos нашли свой путь в различные страны с правым рулем благодаря правилам импорта для частных импортеров. из этих стран. Cosmo появляется в Sega GT и в Gran Turismo и Gran Turismo 2 игры, а также аркады игры серии Wangan Полночь : Максимальная Tune 1 , 2 , 3 , 3DX , 3DX + , 4 и 5 .

Габаритные размеры

• Колесная база: 2750 мм (108,3 дюйма)
• Передняя колея: 1520 мм (59,8 дюйма)
• Задняя колея: 1510 мм (59,4 дюйма)
• Длина: 4815 мм (189,6 дюйма)
• Ширина: 1795 мм (70,7 дюйма)
• Вес: 1570 кг (3461 фунт)

Двигатели

• JCESE = Series-I (90–93) — 20B
• JCES = Series-II (94–95) — 20B
• JC3SE = Series-I (90–93) — 13B
• JC3S = Series-II (94–95) — 13B

Роторный двигатель: устроство и принцип работы

Идея роторного двигателя появилась необычно: 17-летнему немцу Феликсу Ванкелю приснилось, что он создал новый уникальный двигатель. Недолго думая, он принялся за работу, взяв в соавторы Вальтера Фройде. Окончательный вариант роторного двигателя представили публике в 1964 году.

Из названия понятно, что двигатель работает на роторе — движущейся части мотора. Ротор имеет форму треугольника. Он зафиксирован на специальном механизме, который не даёт вращаться вокруг своей оси, а заставляет «бегать» внутри овальной капсулы. Во время движения между сторонами треугольника и частью капсулы образуются изолированные полости. В них происходят следующие процессы:

1. Всасывание. Первая полость всасывает топливно-воздушную смесь, которая тут же тщательно перемешивается. Затем ротор вращается и отправляет смесь во вторую полость.
2. Сжатие и воспламенение. Во второй полости смесь сжимается, после чего воспламеняется двумя свечами.
3. Вытеснение. Использованное топливо вытесняется в выхлопную систему.

Так выглядит полный цикл работы РПД. Но это только 1/3 процесса, поскольку эти действия одновременно происходят с трёх сторон ротора.

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.

Фазы работы

Как действует роторный двигатель? Принцип работы (gif-изображения и схему РПД вы можете увидеть ниже) данного мотора заключается в следующем. Функционирование двигателя состоит из четырех повторяющихся циклов, а именно:

1. Подачи топлива. Это первая фаза работы двигателя. Она происходит в тот момент, когда вершина ротора находится на уровне отверстия подачи. Когда камера открыта для основного отсека, ее объем приближается к минимуму. Как только ротор вращается мимо нее, в отсек попадает топливно-воздушная смесь. После этого камера снова становится закрытой.
2. Сжатия. Когда ротор продолжает свое движение, пространство в отсеке уменьшается. Таким образом, происходит сжатие смеси из воздуха и топлива. Как только механизм проходит отсек со свечей зажигания, объем камеры снова уменьшается. В этот момент происходит воспламенение смеси.
3. Воспламенения. Зачастую роторный двигатель (ВАЗ-21018 в том числе) имеет несколько свечей зажигания. Это обусловлено большой длиной камеры сгорания. Как только свеча воспламеняет горючую смесь, уровень давления внутри увеличивается в десятки раз. Таким образом, ротор снова приводится в действие. Далее давление в камере и количество газов продолжают расти. В этот момент происходит перемещение ротора и создание крутящего момента. Так продолжается до тех пор, пока механизм не пройдет выхлопной отсек.
4. Выпуска газов. Когда ротор проходит данный отсек, газ под высоким давлением начинает свободно перемещаться в выхлопную трубу. При этом движение механизма не прекращается. Ротор стабильно вращается до тех пор, пока объем камеры сгорания снова не упадет до минимума. К этому времени из мотора выдавится оставшееся количество отработавших газов.

Именно такой имеет роторный двигатель принцип работы. ВАЗ-2108, на который также монтировался РПД, как и японская «Мазда», отличался тихой работой мотора и высокими динамическими характеристиками. Но в серийное производство данная модификация так и не была запущена. Итак, мы выяснили, какой имеет роторный двигатель принцип работы.

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.

Mazda Cosmo

Статья опубликована 19.04.2016 22:05 Последняя правка произведена 19.04.2016 19:06

Mazda Cosmo

Mazda Cosmo считается первым серийным спортивным автомобилем, оснащённым роторно-поршневым двигателем. Прототип этого двухместного купе был представлен на автосалоне в Токи в 1964 году. Однако разработчикам не все его технические характеристики пришлись по вкусу, поэтому в ближайшие два года ими было создано ещё его 80 вариантов.

В серийное же производство данное спортивное купе отправилось в 1967 году, при этом оно получило заводское обозначение 110S. Новинку оснастили необычным двигателем роторно-поршневого типа, изобретённым сотрудником немецкой компании NSU Феликсом Ванкелем. Его мощность составляла 110 лошадиный сил при рабочем объёме в один литр.

Mazda Cosmo

Первое поколение спорткара имело кодировку L10A. Стоит отметить, что установленный на нём роторный двигатель в дальнейшем стал прототипом для создания иных силовых агрегатов роторно-поршневого типа, а также запасных частей к нему. Так, в частности, на транспортных средствах, в том числе и современных, широко использовались масляный радиатор, ротор, система охлаждения и иные элементы, позаимствованные у этого мотора.

Из иных особенностей Mazda Cosmo можно отметить редкие для шестидесятых годов прошлого века дисковые тормоза, установленные на передних четырнадцатидюймовых колёсах, а также приборную панель, выполненную в стиле приборной доски самолёта. На это поколение спортивного купе устанавливалась четырёх ступенчатая механическая коробка передач.

Mazda Cosmo

Для того, чтобы доказать конкурентоспособность роторно-поршневого двигателя с обычным поршневым, L10A был заявлен к участию в 84-х гонках проводящихся на трассе в Нюрбургринге. В результате один из экземпляров Cosmo вышел из строя, а второй финишировал четвёртым.

Первое поколение данного автомобиля выпускалось мелкими партиями вплоть до 1972 года, а всего с конвейера сошло полторы тысячи таких машин. В 1968 году его силовой агрегат был форсирован и смог выдавать мощность в 130 «лошадей».

Второе поколение Mazda Cosmo вышло в свет в 1975 году и выпускалось до 1980 года. Оно имело заводское обозначение CD, однако на экспорт поставлялось как Mazda 121 или RX-5. При этом производитель устанавливал на него как роторно-поршневые силовые агрегаты объёмом 1,1 и 1,3 литра, так и обычный классический поршневой четырехцилиндровый двигатель в 1,8 литра. Все силовые агрегаты имели мощность от 100 до 130 лошадиных сил. Совместно с ними работала пятиступенчатая трансмиссия механического типа.

Mazda Cosmo

После того как в 1981 году было создано третье поколение спорткара под индексом HB , выпуск автомобилей марки Mazda Cosmo был прекращён и начиная 1984 года данные машины не выпускались. Это не смотря на то, что производитель сменил платформу на Luce/929, добавил с арсенал кузовов кузова типа «седан» и «хардтоп», а также расширил линейку силовых агрегатов за счёт турбированных двигателей.

Возрождение бренда произошло только в 1990 году, когда третье поколение данного автомобиля было выпущено под маркой торгового дома Eunos компании Mazda. Возрождённый спорткар выпускался только с кузовом купе, сохранил задний привод и оснащался роторно-поршневыми двигателями мощностью 230 и 280 лошадиных сил, причём один из них был турбированным. Также на него устанавливалась четырёхступенчатая автоматическая коробка передач.

Всего до окончательного снятия данного семейства автомобилей с производства в 1995 году было выпущено 8 875 машин под маркой Eunos Cosmo.

Часто ездите зарубеж и хотите колесить за рулем автомобиля? Мы можем предложить вам прокат авто в Майами. На данном сайте вы найдете широкий ассортимент автомобилей для аренды по доступным ценам.