Роторный двигатель, устройство, принцип работы, достоинства и недостатки
В этой статье Вы узнаете достоинства и недостатки роторных двигателей. Кроме того рассмотрим автомобили на которые устанавливался роторный двигатель.
Первый кто придумал роторный двигатель внутреннего сгорания это Феликс Ванкель. Именно поэтому нередко этот двигатель ассоциируется с ним и носит его имя. Первый роторный двигатель заработал в уже 1958 году. Но большинство автопроизводителей так и не решились устанавливать роторный двигатель на свои автомобили.
Единственный кто решился на массовое производство автомобилей с роторным двигателем это Mazda. Один из таких автомобилей RX 8. Советские инженеры тоже создали некоторое ограниченное количество автомобилей с роторным двигателем. Но об этом немного позже.
Вероятней всего от роторных двигателей отказались из-за низкого ресурса. Ресурс роторного двигателя в силу конструкции редко превышает 100 тысяч.км.
Устройство
Принцип работы роторного двигателя схож с поршневым двигателем.
Также работа двигателя состоит из 4 тактов. Впуск, сжатие, воспламенение и выпуск. Но есть серьезные отличия у роторного двигателя отсутствует ГРМ, поршни, шатуны, коленвал. Так как в них необходимости.
Цилиндр в роторном двигателе выполнен в овальной форме. Роль поршня выполняет ротор который, имеет треугольную форму. Он же выполняет и роль ГРМ так как в зависимости от момента вращения, то открывает впускное окно для подачи воздуха, то закрывает. Также присутствует выпускное окно через которое выводятся выхлопные газы. Топливо в роторном одно секционном двигателе воспламеняется двумя свечами зажигания.
Достоинства
1) Более высокий КПД в районе 40 %. Это происходит за счёт того, что за одно вращение происходит 3 цикла работы.
2) Более простая конструкция за счёт отсутствия многих деталей которые присуще поршневому двигателю.
3) Более лёгкий вес.
4) Роторный двигатель высок оборотистый его можно раскручивать более 10 000 об/мин. Редко какой поршневой двигатель сможет похвастаться такими высокими оборотами.
5) Более мягкая работа и отсутствие вибраций, так как ротор постоянно движется в одном направлении.
К сожалению роторный двигатель не лишён недостатков.
Недостатки
1) Автомобили с роторным двигателем расходуют больше топлива чем его поршневые собратья.
2) Роторный двигатель менее экологичен.
3) Трудоемкий ремонт. Зачастую ротор приходится менять целиком.
4) Низкий ресурс около 100 тыс.км
Некоторые автомобили с роторным двигателем
1) Mazda RX 8
Компания Mazda одна из немногих кто живо занимался усовершенствованием роторного двигателя вплоть до 21 века. Им удалось достичь немалого прогресса. Двигатель с мизерным объемом 1,3 литра выдавал 215 л.с. Был и еще более мощный вариант с 231 л.с таким же объемом. Это харизматичное заднеприводное купе стало представителем автомобилей с роторным двигателем. К сожалению продажи начали падать поэтому в Августе 2011 года производство автомобилей Mazda RX-8 были вынуждены закрыть.
2) Ваз 2109-90
В России был создан образец с роторным двигателем характеристики которого на тот момент были впечатляющими.
Этот двигатель устанавливался на полицейские автомобили. Роторный двигатель на ваз 2109 выдавал 140 л.с благодаря этому мотору разгон до 100 км/ч занимал всего 8 секунд, а максимальная скорость составляла 200 км/ч. Из-за высокой стоимости агрегата и его невысокой надежности автомобили не прижились. Были и более мощные образцы, но их ресурс оставлял желать лучшего. Тем не менее этот автомобиль отлично выполнял роль догонялки и мог обогнать любой советский автомобиль, даже многие не спортивные иномарки.
3)Mercedes C111
Mercedes C111 показался публике в Женеве в 1970 году. На этот автомобиль устанавливался трех-секционный роторный двигатель объемом 1,8 литра, который имел 280 л.с. При этом разгон до первой сотни занимал всего 5 сек. Максимальная скорость 275 км/ч.
4)Ваз 21019 Аркан
С виду ваз 21011, но внутри располагался ваз-411 это двух-секционный роторный двигатель который выдавал мощность 120 л.с. Максимальная скорость такого автомобиля была 160 км/ч. На практике скорее всего больше.
Несомненно в советское время укрыться от такого автомобиля было не просто.
Итог
Роторный двигатель очень хорош для гонок так как он высок оборотистый и обладает хорошей мощность при этом обладает более легким весом и занимает меньше места под капотом. Для гонок ресурс двигателя не является самым важным показателем. Если увеличить ресурс, экономичность и экологичность роторного двигателя, то он будет устанавливаться на автомобили гораздо чаще.
АвтоВАЗ отказался от роторных моторов – Газета Коммерсантъ № 29 (2868) от 18.02.2004
1K
2 мин.
.
..
Как стало известно Ъ, на АО АвтоВАЗ принято решение о закрытии специального конструкторского бюро, выпускающего роторно-поршневые двигатели (СКБ РПД). Это единственное производство, выпускающее в России двигатели данного класса (ими, как правило, оснащались автомобили спецслужб). Производство роторных моторов сворачивается в рамках программы оптимизации расходов АвтоВАЗа. Приказ о прекращении выпуска РПД еще не подписан, но руководство бюро уже ищет инвестора, которого заинтересуют его проекты.
В конце 60-х годов лицензию на производство РПД приобрели 11 автомобилестроительных компаний, но к концу 90-х годов эти моторы выпускали только АвтоВАЗ и японская Mazda. Специальное конструкторское бюро по производству роторно-поршневых двигателей Волжского автозавода было создано в 1974 году. Бюро должно было создать в короткий срок двигатель для моделей «ВАЗ», превосходящий по своим техническим параметрам традиционные поршневые образцы. В начале 80-х годов работниками СКБ РПД был разработан односекционный двигатель ВАЗ-311 мощностью 70 л. с., аналогичный японскому двигателю 13В. Этим двигателем были оснащены несколько сотен автомобилей ВАЗ-2101 (они продавались под индексом ВАЗ-210118). Однако все они были отозваны из-за выявившихся дефектов мотора — РПД были заменены на поршневые двигатели, а руководство АвтоВАЗа отказалось от массового выпуска роторных моторов.
Штат бюро был сокращен в два раза, и оно переквалифицировалось на мелкосерийный выпуск двигателей для машин, поставляемых силовым структурам.
О ликвидации СКБ РПД (в его штате более 200 человек) гендиректор АвтоВАЗа Виталий Вильчик заявил на встрече с профсоюзным активом предприятия. Сокращение, по словам гендиректора, проводится в рамках оптимизации затрат АвтоВАЗа. Руководитель бюро Владимир Шиякин подтвердил Ъ, что руководство подразделения ищет инвестора для продолжения своих разработок. Он отказался назвать компании, с которыми ведет переговоры о сотрудничестве. По словам господина Шиякина, бюро предполагает сосредоточиться на авиационной тематике (разработкой двигателей для самолетов малой авиации СКБ занимается с 1996 года).
На АвтоВАЗе Ъ заявили, что приказ гендиректора о ликвидации СКБ РПД пока не подписан, и от дальнейших комментариев отказались. ВЛАД Ъ-ТРИФОНОВ
Вся лента
Как работает роторный двигатель?
Как и более обычные бензиновые двигатели, роторный двигатель использует топливо, воспламеняемое искрой, для производства энергии, но помимо этого он во многом отличается от обычного автомобильного двигателя; особенно то, как он берет расширяющиеся газы и теплоту сгорания и превращает их в движение, чтобы подтолкнуть ваш автомобиль.
Как работает роторный двигатель?
В обычном двигателе процесс сгорания воздействует на набор поршней, которые производят линейное движение внутри цилиндров двигателя. Поршни движутся вверх и вниз, как ноги велосипедиста, и они прикреплены к коленчатому валу, который является компонентом, который преобразует это движение вверх и вниз в круговое движение, приводящее в движение колеса.
В роторном двигателе все основные внутренние компоненты вращаются в основном по кругу, поэтому это более простая и эффективная передача энергии от сжигания бензина к вращению колес. Таким образом, роторный двигатель имеет меньше движущихся частей, он меньше, легче и мощнее для своей мощности.
Несмотря на то, что Mazda, без сомнения, является чемпионом среди роторных автомобилей, японский бренд не единственный производитель, придумавший эту идею.
Также, как и в обычных поршневых двигателях, расположение ротора роторного двигателя может быть продублировано для большей производительности и большей мощности.
Большинство роторных моделей были с двумя роторами, но Mazda создала версии с тремя и четырьмя роторами.
4
Однако, как и следовало ожидать, у этой блестящей идеи есть недостатки.
Запечатанная судьба
Во-первых, специальные уплотнения (вы можете услышать, как они называются торцевыми, лепестковыми или вершинными уплотнениями), которые помогают создать сжатие, необходимое для сгорания, подвержены износу. Когда это происходит, роторные двигатели начинают терять мощность и также могут сжигать масло. Замена сальников — большая работа.
Выбросы и экономичность
Хотя характеристики мощности роторного двигателя очень хорошие, они не так хороши, когда речь идет об экономии топлива, а влияние на выбросы также отрицательно. Турбонаддув и каталитические нейтрализаторы в более поздних конструкциях отчасти помогли, но недостаточно, чтобы сохранить принцип с сегодняшними строгими правилами.
Абсолютная мощность
В то время как свободное вращение роторного двигателя делает автомобили, приводимые в движение им, привлекательными и веселыми, за это приходится платить низкой мощностью и особенно крутящим моментом.
Эта уникальная производительность ограничивает двигатель конкретными приложениями и в основном спортивными автомобилями.
4
Многие автопроизводители возились с роторными двигателями, но только Mazda приступила к их крупносерийному производству. И когда это произошло в 1960-х и 70-х годах, плохая надежность роторного двигателя чуть не поставила компанию на колени. Но современные технологии и материалы означают, что у роторных двигателей может быть будущее, и если вы когда-либо водили их, вы знаете, насколько они восхитительно плавны и полны характера.
Что дальше?
С тех пор, как Mazda прекратила выпуск RX-8 в 2012 году, автомобили с роторным двигателем не были доступны для продажи в Австралии, и долгое время казалось, что так и останется из-за присущих роторным конструктивным недостаткам.
4
Тем не менее, Mazda недавно подтвердила, что возродит культовый роторный двигатель и нашла способы решить свои инженерные проблемы.
ЕЩЕ
Mazda подтверждает возврат ротора.
Детали все еще очень легкие, и модель, знаменующая возрождение, еще не объявлена, но вы, возможно, снова сможете путешествовать под управлением этой необычной силовой установки.
Не хватает болтовни о крутящем моменте? Прочтите о дизельных и гибридных двигателях.
Что такое роторный двигатель? — Car Advice
Что посеешь, то и пожнешь — и по кругу, и по кругу в случае с роторными двигателями.
Было время, когда некоторые энтузиасты утверждали, что rev-tastic
Роторные двигатели были величайшим достижением со времен изобретения двигателя внутреннего сгорания, но они исчезли из поля зрения несколько лет назад с кончиной отмеченного наградами спортивного автомобиля Mazda RX-8.
Однако с дебютом великолепного концепта RX-Vision на Токийском автосалоне в центре внимания снова оказались роторные двигатели, которые, как всегда, отстаивает Mazda.
Роторные двигатели, известные своими стратосферными трассами, сложной экономией топлива, жаждой масла и периодическими проблемами с надежностью, всегда были смелым выбором.
Но заслужена ли репутация роторного двигателя как съедающего кошелек упражнения в бензиновом гедонизме? Чтобы выяснить это, давайте разберемся, что заставляет роторный двигатель тикать или вращаться.
Нацистская работа?
Роторный двигатель относится к новому типу силовой установки, в которой отсутствуют поршни, клапаны, распределительные валы и практически все, что связано с работой стандартного двигателя, а всего лишь две или три движущиеся части.
Вы часто будете видеть роторные двигатели, описываемые (с легкой ухмылкой) как двигатели Ванкеля в связи с Феликсом Ванкелем, немецким инженером и мрачным колоритным персонажем.
История имеет тенденцию замалчивать тот факт, что герр Ванкель был буквально нацистом, и больше концентрируется на его восхитительно оригинальном паровозе.
Существуют и другие концепты, в которых используется та же роторная архитектура, что и в древней конструкции Ванкеля, например, трехискровой роторный двигатель LiquidPiston, но пока ни один из них не прошел стадию прототипа.
Что касается серийных автомобилей, то единственные роторные двигатели были созданы по чертежам герра Ванкеля.
Как это работает?
Представьте себе, если хотите, круглую стружку Dorito, вращающуюся внутри восьмерки
На базовом уровне роторный двигатель работает по тем же принципам, что и большинство других устройств внутреннего сгорания. Топливо и воздух всасываются в цилиндр, сжимаются и сжигаются.
На этом сходство заканчивается. Вместо поршня, движущегося вверх и вниз в цилиндре, роторный двигатель, как следует из названия, представляет собой двигатель, в котором ротор вращается внутри герметичного корпуса. Ротор имеет форму треугольника, но каждая грань треугольника слегка выпуклая.
Корпус в основном овальной формы с небольшими углублениями в середине каждого длинного края, что придает ему так называемую эпитрохоидальную форму.
Представьте себе, если хотите, круглую стружку Дорито, вращающуюся внутри восьмерки.
Изобретательность заключается в том, что ротор вращается внутри камеры. Вместо того, чтобы вращаться на месте, ротор движется по эксцентричному пути вокруг корпуса, создавая при своем движении три отдельных герметичных зоны.
Это самая важная часть работы роторных двигателей. Это означает, что каждый раз, когда ротор вращается, он создает три отдельные камеры сгорания. Таким образом, установка с двумя роторами, подобная той, что Mazda установила на RX-8, сравнима с шестицилиндровым поршневым двигателем.
Каковы его преимущества?
Звучит сложно, но роторный двигатель Ванкеля на самом деле невероятно простой двигатель по сравнению с поршневыми двигателями.
В однороторной установке есть только две движущиеся части — ротор и выходной вал. Для двухроторной установки их всего три. Имейте в виду, что в небольшом дешевом четырехцилиндровом поршневом двигателе есть впускные и выпускные клапаны, шатуны, поршни и по крайней мере один распределительный вал, что в сумме составляет около 40 движущихся частей.
Простота поворотной конструкции означает малый вес и компактный блок, которые исключительно хорошо подходят для дизайна автомобиля. Меньший вес означает лучшую управляемость и — теоретически — лучшую экономию топлива.
Роторные двигатели известны своей легкостью и высокой скоростью вращения; 1,3-литровый роторный двигатель, установленный на Mazda RX-8, имел принудительный ограничитель на 9400 об/мин не потому, что двигатель не мог больше работать, а потому, что диски сцепления фактически разрушались при более высоких оборотах.
Обороты фактически измеряются на выходном валу, который вращается в три раза быстрее, чем ротор. Внутреннее зубчатое колесо ротора намного больше, чем внешнее зубчатое колесо выходного вала, поэтому при каждом обороте ротора выходной вал вращается три раза.
Это означает, что когда тахометр RX-8 кричит на 9000 об/мин, ротор лениво раскручивается только на 3000 об/мин. Гений.
Поскольку роторный двигатель может вращать свой карданный вал на таких высоких скоростях, он может создавать приличный толчок мощности в процессе.
Например, безнаддувный 1,3-литровый двигатель, установленный на RX-8, развивает мощность 170 кВт и весит всего 120 кг.
Для сравнения: блестящий четырехцилиндровый двигатель VTEC от Honda с такой же мощностью, установленный на ныне несуществующем S2000, весит на 55 кг больше.
Подача мощности более плавная и постоянная, а также более чувствительная к дроссельной заслонке
Роторные двигатели также более плавные, чем их поршневые собратья. В традиционных двигателях поршни быстро колеблются даже на холостом ходу. Постоянное раскачивание поршней создает высокоскоростные вибрации, для преодоления которых требуются серьезные инженерные работы, такие как противовесы, балансировочные валы и гармонические балансиры.
Ротор другой; поскольку вся его движущая сила постоянно вращается в одном направлении, необходимо исправить меньше существенных дисбалансов. Результатом является невероятная плавность хода, не имеющая себе равных в обычных поршневых двигателях.
А поскольку роторный двигатель имеет три цикла сгорания на каждый оборот, подача мощности более плавная и постоянная, а также более чувствительная к дроссельной заслонке.
Так почему же ими не пользуются все?
Обычной жалобой на роторные двигатели является их низкий крутящий момент, но это не совсем так. Самым большим роторным двигателем Mazda, разрешенным для использования на дорогах, был мощный 2,0-литровый трехроторный двигатель с двойным турбонаддувом и крутящим моментом 402 Нм, который устанавливался на Eunos Cosmo последнего поколения.
Стандартной платой за RX-8 без турбонаддува был ничтожный 1,3-литровый двигатель, который все же выдавал 211 Нм.
Тем не менее, для всего топлива, которое они использовали, чтобы получить его, возможно, владельцы RX-8 были правы, жалуясь. Из-за того, как работают роторные двигатели, они имеют тенденцию возвращать ужасную экономию топлива и, как следствие, выбросы выхлопных газов.
Длинная плоская камера сгорания, создаваемая ротором, приводит к неэффективному сгоранию, что приводит к трате топлива.
На протяжении многих лет компания Mazda выступала за разработку экологически чистых и экономичных роторных двигателей, но даже ее самая совершенная на сегодняшний день конструкция по-прежнему не соответствовала нормам Евро-5. Использование масла также было проблемой для владельцев RX-8.
Постоянные и последовательные отказы в ранних, недоразвитых роторных двигателях создали клеймо, от которого трудно избавиться
Mazda еще не раскрыла, как ее новый проект решит эту проблему, но это может быть что-то столь же сверхсовременное, как лазерное зажигание. . Или алхимия.
Надежность также является серьезной проблемой, так как выход из строя уплотнений ротора является причиной многих неисправностей. Без надлежащих уплотнений камеры сгорания просачиваются друг в друга и делают двигатель практически бесполезным.
Когда сальники выходят из строя, пора полностью перебирать двигатель. Справедливости ради, то же самое относится и к поршневым кольцам в традиционном двигателе, но постоянные и последовательные отказы в ранних, недоработанных роторных двигателях создали клеймо, от которого трудно избавиться.
Каково будущее роторного двигателя?
С момента своего первого использования в NSU Spider и Ro 80 ротор Ванкеля претерпел сложные изменения. NSU, немецкий производитель автомобилей, который первым защитил роторный двигатель, на самом деле был совершенно бесполезен в том, чтобы заставить его работать. Чрезвычайно важные уплотнения на концах ротора неоднократно выходили из строя; возникшие претензии по гарантии и плохая реклама отправили NSU в тупик и запятнали имя роторных двигателей на десятилетия.
Производители от Alfa Romeo до Rolls-Royce играли с роторными двигателями Ванкеля; все же все, кроме Mazda, в значительной степени сдались.
Небольшие инженерные фирмы разрабатывают новые роторные двигатели, которые обещают покончить с традиционными недостатками двигателя Ванкеля.
Mazda, с другой стороны, одержима идеей доказать, что концепция может работать в новую эпоху снежного кома сложности.
Mazda говорит, что у роторного двигателя как автономного источника энергии есть будущее.