Как устроен роторный двигатель: Принципы работы, плюсы и минусы роторного двигателя — особенности роторно-поршневого ДВС — журнал За рулем

Что такое Ванкеля двигатель | значение термина

Физика — конспекты, новости, репетиторы » Техническая энциклопедия

Опубликовано 03.03.2020

Ванкеля двигатель это
роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, разработанный в 1957 г. немецким учёным Ф. Ванкелем. В двигателе Ванкеля трёхгранный ротор (поршень) вращается в цилиндре специального профиля. Грани ротора отсекают переменные объёмы камер, в которых происходят обычные для двигателей внутреннего сгорания процессы. Вал ротора жёстко соединён с зубчатым колесом, которое входит в зацепление с неподвижной шестернёй.
Ротор с зубчатым колесом обкатывается вокруг шестерни. Его грани скользят по внутренней поверхности корпуса, отсекая переменные объёмы камер. Такая конструкция позволяет осуществить четырёхтактный цикл без специального механизма газораспределения (с клапанами и кулачками). Другое его преимущество – постоянное вращение ротора, а не возвратно-поступательное движение поршней обычного двигателя внутреннего сгорания. Смесеобразование, зажигание, смазка, охлаждение, пуск у двигателя Ванкеля – такие же, как у обычных поршневых двигателей внутреннего сгорания. При одинаковой мощности имеют в 2–3 раза меньшие размеры, чем обычные поршневые двигатели. Двигатели Ванкеля применяются на автомобилях, вертолётах, моторных лодках.
а)
б)
Ванкеля двигатель:
а – схема двигателя; б – зубчатое зацепление;
1 – ротор; 2 – вал; 3 – водяное охлаждение; 4 – корпус; 5 – свеча зажигания; 6 – неподвижная шестерня; 7 – зубчатое колесо;
I – впуск; II – сжатие; III – расширение; IV – выпуск

Источник: Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн. 2006.

Роторный ДВС. Принцип работы и основы строения. 3D анимация

Теория ДВС: Роторно-Поршневой Двигатель Ванкеля (обзор)

Роторные двигатели | Как это устроено | Discovery Channel

Как работает двигатель с круглым ротором? Astron AeroSpace Omega 1

Роторное зло? Нет — веселье!

⚫ НОВЫЙ ГЕНИАЛЬНЫЙ РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ. как ездить на электро и заливать бензин?

Илон Маск. Прорывной микро двигатель — в 35 раз больше энергии аккумулятора: Убийца электромобилей!

Дизельный Ротор! Новый Роторный Двигатель от Liquid Piston!

Роторный ДВС. Плюсы, минусы и перспективы двигателя. 3D анимация

Роторный двигатель Ванкеля

Мужик собрал 12 роторный 15.7 литровый, двигатель Ванкеля-мощностью 1400 лошадиных сил.

роторный двигатель Желтышева

Роторный двигатель | Science Garage На Русском

Теория ДВС: Роторно-Поршневой Двигатель Ванкеля Часть 2 (обзор)

Роторник. Ваз 2105 с РПД 411

Новый ДВС с заоблачными характеристиками. Многотопливный двигатель внутреннего сгорания без поршней.

ВОСЬМЕРКА КГБ СССР!!! наверно / ВАЗ 2108 РОТОР/ Иван Зенкевич Про Автомобили

⬤ НОВЫЙ РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ДЛЯ МАЗДЫ БУДЕТ МОЩНЕЕ!

Как работает роторный двигатель Mazda RX-8

😲 Мотоциклы с Роторным Двигателем (Ванкеля) 💫!

Поделиться или сохранить к себе:

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.

Что такое роторный двигатель или двигатель Ванкеля и как он работает?

Роторный двигатель или двигатель Ванкеля представляет собой тип двигателя внутреннего сгорания. В этой конструкции коленчатый вал остается неподвижным, а треугольный ротор вращается. В отличие от обычных двигателей, роторные двигатели имеют расположение цилиндра, вращающегося вокруг неподвижного коленчатого вала.

Роторный двигатель

Роторный двигатель использует сгорание топлива для вращения треугольного ротора вокруг центрального карданного вала. Этот двигатель успешно отказывается от поршневого типа и предусматривает коленчатый вал. Эти двигатели идеально сбалансированы и очень рафинированы. Феликс Ванкель изобрел один из самых популярных типов роторных двигателей. Его использовали в мощных и знаменитых спортивных автомобилях Mazda. Это самый талантливо спроектированный двигатель внутреннего сгорания современности.

Однако роторный двигатель не так эффективен, как поршневой. Он подвергался исследованиям и разработкам на протяжении столетия по всему миру. Основными факторами успеха роторных двигателей являются плавность хода, меньшее количество деталей и малый вес. Роторный двигатель обеспечивает очень плавную мощность из-за меньшего количества возвратно-поступательных частей, обеспечивая при этом большое вращательное движение.

Он также имеет преимущество в малом весе. Это очень обычный двигатель с тяжелым маховиком, который накапливает энергию в виде импульсов и снижает вибрации. Роторные двигатели получают значительное соотношение мощности к весу, поскольку им не нужно добавлять маховик. Этот двигатель вращает блок цилиндров и создает собственную скорость, перемещая поток охлаждающего воздуха во время работы.

Двигатель Ванкеля:

Доктор Феликс Ванкель изобрел роторный двигатель. Поэтому в народе он известен как двигатель Ванкеля. Эта конструкция имеет эксцентрично изогнутый корпус. Однако внутри него движется ротор треугольной формы.

Кроме того, двигатель Ванкеля представляет собой двигатель внутреннего сгорания, в котором используется эксцентриковая роторная конструкция. Он преобразует давление во вращательное движение. Среди всех конструкций и классификаций двигателей двигатель Ванкеля имеет максимальные преимущества. Он предлагает такие преимущества, как компактность, гладкость и простота. Кроме того, этот тип двигателя предлагает больше оборотов в минуту или высокую скорость, что дает большую производительность. Двигатель Ванкеля также имеет высокое отношение мощности к весу.

Кроме того, все компоненты двигателя Ванкеля вращаются в одном направлении. Главное преимущество этого двигателя в том, что он имеет компактную конструкцию. В результате эти двигатели имеют множество применений. Различные транспортные средства и машины используют этот тип двигателя. К ним относятся гоночные автомобили, автомобили, самолеты, мотоциклы, картинги, снегоходы, водные мотоциклы и вспомогательные силовые установки.

Rotary Engine Operation

Кроме того, вы также можете использовать его в личном гидроцикле или самолете. Он не страдает от эффекта масштабирования, как другие движки из-за ограничения их размера. Двигатель Ванкеля может работать на топливе с более широким октановым числом. Он более эффективен, чем поршневой двигатель, поскольку достигает большего количества оборотов (скорости) в минуту. Двигатель содержит меньше деталей. В нем нет возвратно-поступательных частей, что снижает стоимость массового производства.

Преимущества роторного двигателя:

1. Меньше по размеру, легче по весу и компактнее, чем поршневые двигатели.
2. Более дешевая и простая конструкция для массового производства
3. Отсутствие многих деталей, таких как шатуны, распределительный вал, клапанный механизм и т. д.
4. Легче балансировать из-за меньшего количества деталей 100%)
5. Высокая удельная мощность
6. Низкие эксплуатационные расходы
7. Повышающая передача не требуется, так как обороты самого двигателя очень высоки

Недостатки:

1. Большой расход топлива на малых скоростях
2. Меньшие значения крутящего момента
3. Повышенный расход моторного масла
4. Тормозной эффект двигателя значительно меньше
5. Необходимость снижения скорости коробки передач из-за высоких оборотов двигателя
6. Свечи зажигания требуют частой замены в старых/обычных системах зажигания
7. Проблемы с плохой герметизацией в старых конструкциях

Mazda использовала роторный двигатель в своих автомобилях серии Mazda RX.

Часы Роторный двигатель / двигатель Ванкеля в действии здесь:

[Youtube vid=6BCgl2uumlI]

Подробнее: > (открывается в новой вкладке)»>Что такое V-образный двигатель и как он работает?>>

сообщить об этом объявлении

О команде CarBikeTech

CarBikeTech — это технический блог. Члены команды CarBikeTech имеют более чем 20-летний опыт работы в автомобильной сфере. Команда CarBikeTech регулярно публикует специальные технические статьи об автомобильных технологиях.

Что такое роторный двигатель Ванкеля и как он работает?

 Wikimedia

 

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

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

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

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

История двигателей Ванкеля

Wikimedia

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

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

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

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

 

 

Wikimedia

 

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

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

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

Как работает вращающийся двигатель

Wikimedia

. смесь сгорает в кинетическую энергию. Идея была очень творческой.

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

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

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

 

 

Университет штата Пенсильвания

 

Всасывание — Всасывание

На этом этапе происходит всасывание смеси холодного воздуха из ротора в результате движения смеси холодного воздуха и воздуха в роторе. Вращение ротора подталкивает смесь ко второму такту цикла.

Сжатие

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

Зажигание

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

Выпуск — выпуск

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

Преимущества и недостатки двигателей Wankel

Wikimedia

Из -за их строительства Wankel Engines — гораздо более светлые, более Compact и Simple Than Classy Piston. Здесь нет возвратно-поступательных поршней, кривошипов, клапанов, шатунов или других хлопотных сложных деталей.

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

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

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

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

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

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

 

 

Автомобили с роторными двигателями Ванкеля

Wikimedia

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

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

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

За моделью 110 Cosmo Sport в 1968 году последовала модель R100, а годом позже — модель R130. Позже серия RX началась с разработки RX-2. RX-3 появился в 1971 году, а в следующем, 1972 году, последовал RX-4.

Япония с двигателями Ванкеля. С RX-7 Mazda наконец совершила прорыв за пределы Японии и распродала все единицы, которые были отправлены в Европу.

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

 

 

Гоночный успех двигателя Ванкеля

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

 

 

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

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

 

 

 

Ресурсы

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