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

Схема работы роторного двигателя представляет собой нечто совершенно иное, чем обычный ДВС. Во-первых, следует оставить в прошлом конструкцию двигателя внутреннего сгорания, известную нам. А во-вторых, попытаться впитать в себя новые знания и понятия.

Как и поршневой, роторный двигатель использует давление которое создается при сжигании смеси воздуха и топлива. В поршневых двигателях, это давление создается в цилиндрах, и двигает поршни вперед и назад. Шатуны и коленчатый вал преобразуют возвратно-поступательные движения поршня во вращательное движение, которое может быть использовано для вращения колес автомобиля.

РПД назван так из-за ротора, то есть такой части мотора, которая движется. Благодаря этому движению мощность передаётся на сцепление и КПП. По сути, ротор выталкивает энергию топлива, которая затем передаётся колёсам через трансмиссию. Сам ротор выполнен обязательно из легированной стали и имеет, как и говорилось выше, форму треугольника.

Капсула, где находится ротор, — это своеобразная матрица, центр вселенной, где все процессы и происходят. Другими словами, именно в этом овальном корпусе происходит:

• сжатие смеси;
• топливный впрыск;
• поступление кислорода;
• зажигание смеси;
• отдача сгоревших элементов в выпуск.

Одним словом, шесть в одном, если хотите.

Сам ротор крепится на специальном механизме и не вращается вокруг одной оси, а как бы бегает. Таким образом, создаются изолированные друг от друга полости внутри овального корпуса, в каждой из которых и происходит какой-либо из процессов. Так как ротор треугольный, то полостей получается всего три.

Всё начинается следующим образом: в первой образующейся полости происходит всасывание, то есть камера наполняется воздушно-топливной смесью, которая здесь же перемешивается. После этого ротор вращается и толкает эту перемешанную смесь в другую камеру. Здесь смесь сжимается и воспламеняется при помощи двух свечей.

Смесь после этого идёт в третью полость, где и происходит вытеснение частей использованного топлива в систему выхлопа.

Это и есть полный цикл работы РПД. Но не всё так просто. Это мы рассмотрели схему РПД только с одной стороны. А действия эти проходят постоянно. Если говорить иначе, процессы возникают сразу с трёх сторон ротора. В итоге всего за единственный оборот агрегата повторяется три такта.

Опять же, производительность — это не одно достоинство РПД. Их у него много. Как и было сказано выше, роторный двигатель очень компактный и в нём используется на целых тысячу деталей меньше, чем в том же ДВС. В РПД всего две основные детали — ротор и статор, а проще этого ничего не придумаешь.

Принцип работы роторного двигателя

Принцип работы роторно-поршневого двигателя заставил в своё время многих талантливых инженеров удивлённо вскинуть бровями. И сегодня талантливые инженеры компании Мазда заслуживают всяческих похвал и одобрения. Шутка ли, поверить в производительность, казалось бы, похороненного двигателя и дать ему вторую жизнь, да ещё какую!

Ротор имеет три выпуклых стороны, каждая из которых действует как поршень. Каждая сторона ротора имеет углубление в ней, что повышает скорость вращения ротора в целом, предоставляя больше пространства для топливо-воздушной смеси. На вершине каждой грани находится по металлической пластине, которые и формируют камеры, в которых происходят такты двигателя. Два металлических кольца на каждой стороне ротора формируют стенки этих камер. В середине ротора находится круг, в котором имеется множество зубьев. Они соединены с приводом, который крепится к выходному валу. Это соединение определяет путь и направление, по которому ротор движется внутри камеры.

Камера двигателя приблизительно овальной формы (но если быть точным — это Эпитрохоида, которая в свою очередь представляет собой удлиненную или укороченную эпициклоиду, которая является плоской кривой, образуемой фиксированной точкой окружности, катящейся по другой окружности). Форма камеры разработана так, чтобы три вершины ротора всегда находились в контакте со стенкой камеры, образуя три закрытых объемах газа. В каждой части камеры происходит один из четырех тактов:

• Впуск
• Сжатие
• Сгорание
• Выпуск

Отверстия для впуска и выпуска находятся в стенках камеры, и на них отсутствуют клапаны. Выхлопное отверстие соединено непосредственно с выхлопной трубой, а впускное напрямую подключено к газу.

Выходной вал имеет полукруглые выступы-кулачки, размещенные несимметрично относительно центра, что означает, что они смещены от осевой линии вала. Каждый ротор надевается на один из этих выступов. Выходной вал является аналогом коленчатого вала в поршневых двигателях. Каждый ротор движется внутри камеры и толкает свой кулачок.

Так как кулачки установлены несимметрично, сила с которой ротор на него давит, создает крутящий момент на выходном валу, заставляя его вращаться.

Строение роторного двигателя

Роторный двигатель состоит из слоев. Двухроторный двигателя состоят из пяти основных слоев, которые удерживаются вместе благодаря длинным болтам, расположенным по кругу. Охлаждающая жидкость протекает через все части конструкции.

Следующий слой содержит в себе непосредственно сам ротор и выхлопную часть.

Центр состоит из двух камер подачи топлива, по одной для каждого ротора. Он также разделяет эти два ротора, поэтому его внешняя поверхность очень гладкая.

В центре каждого ротора крепится две большие шестерни, которые вращаются вокруг более маленьких шестерней и крепятся к корпусу двигателя. Это и является орбитой для вращения ротора.

Конечно же, если бы у роторного мотора не было недостатков, то он обязательно бы применялся на современных автомобилях. Возможно даже, что, если бы роторный двигатель был безгрешен, мы и не узнали бы про двигатель поршневой, ведь роторный создали раньше. Затем человеческий гений, пытаясь усовершенствовать агрегат, и создал современный поршневой вариант мотора.

Но к сожалению, минусы у роторного двигателя имеются. К таким вот явным ляпам этого агрегата можно отнести герметизацию камеры сгорания. А в частности, это объясняется недостаточно хорошим контактом самого ротора со стенками цилиндра. При трении со стенками цилиндра металл ротора нагревается и в результате этого расширяется. И сам овальный цилиндр тоже нагревается, и того хуже — нагревание происходит неравномерно.

Если в камере сгорания температура бывает выше, чем в системе впуска/выпуска, цилиндр должен быть выполнен из высокотехнологичного материала, устанавливаемого в разных местах корпуса.

Для того чтобы такой двигатель запустился, используются всего две свечи зажигания. Больше не рекомендуется ввиду особенностей камеры сгорания. РПД наделён бывает совершенно иной камерой сгорания и выдаёт мощность три четверти рабочего времени ДВС, а коэффициент полезного действия составляет целых сорок процентов. По сравнению: у поршневого мотора этот же показатель составляет 20%.

Преимущества роторного двигателя

Меньше движущихся частей

Роторный двигатель имеет намного меньше частей, чем скажем 4-х цилиндровый поршневой движок. Двух роторный двигатель имеет три главные движущиеся части: два ротора и выходной вал. Даже самый простой 4-х цилиндровый поршневой двигатель имеет как минимум 40 движущихся частей, включая поршни, шатуны, стержень, клапаны, рокеры, клапанные пружины, зубчатые ремни и коленчатый вал. Минимизация движущихся частей позволяет получить роторным двигателям более высокую надежность. Именно поэтому некоторые производители самолетов (к примеру Skycar) используют роторные двигатели вместо поршневых.

Мягкость

Все части в роторном двигателе непрерывно вращаются в одном направлении, в отличие от постоянно изменяющих направление поршней в обычном двигателе. Роторный движок использует сбалансированные крутящиеся противовесы, служащие для подавления любых вибраций. Подача мощности в роторном двигателе также более мягкая. Каждый цикл сгорания происходит за одни оборот ротора в 90 градусов, выходной вал прокручивается три раза на каждое прокручивание ротора, каждый цикл сгорания проходит за 270 градусов за которые проворачивается выходной вал. Это значит, что одно роторный двигатель вырабатывает мощность в три четверти . Если сравнивать с одно-цилиндровым поршневым двигателем, в котором сгорание происходит каждые 180 градусов каждого оборота, или только четверти оборота коленчатого вала.

Неспешность

В связи с тем, что роторы вращаются на одну треть вращения выходного вала, основные части двигателя вращаются медленней, чем части в обычном поршневом двигателе. Это также помогает и в надежности.

Малые габариты + высокая мощность

Компактность системы вместе с высоким КПД (сравнительно с обычным ДВС) позволяет из миниатюрного 1,3-литрового мотора выдавать порядка 200-250 л.с. Правда, вместе с главным недостатком конструкции в виде высокого расхода топлива.

Недостатки роторных моторов

Самые главные проблемы при производстве роторных двигателей:

• Достаточно сложно (но не невозможно) подстроиться под регламент выброса CO2 в окружающую среду, особенно в США.
• Производство может стоить намного дороже, в большинстве случаев из-за небольшого серийного производства, по сравнению с поршневыми двигателями.
• Они потребляют больше топлива, так как термодинамическое КПД поршневого двигателя снижается в длинной камере сгорания, а также благодаря низкой степени сжатия.
• Роторные двигатели в силу конструкции ограничены в ресурсе — в среднем это порядка 60-80 тыс. км

Такая ситуация просто вынуждает причислять роторные двигатели к спортивным моделям автомобилей. Да и не только. Приверженцы роторного двигателя сегодня нашлись. Это известный автопроизводитель Мазда, вставший на путь самурая и продолживший исследования мастера Ванкеля. Если вспомнить ту же ситуацию с Субару, то становится понятен успех японских производителей, цепляющихся, казалось бы, за всё старое и отброшенное западниками как ненужное. А на деле японцам удаётся создавать новое из старого. То же тогда произошло с оппозитными двигателями, являющимися на сегодняшний день «фишкой» Субару. В те же времена использование подобных двигателей считалось чуть ли не преступлением.

Работа роторного двигателя также заинтересовала японских инженеров, которые на этот раз взялись за усовершенствование Мазды. Они создали роторный двигатель 13b-REW и наделили его системой твин-турбо. Теперь Мазда могла спокойно поспорить с немецкими моделями, так как открывала целых 350 лошадок, но грешила опять же большим расходом топлива.

Удивительно, но РПД пытались ввести в работу и у нас в стране. Такой двигатель был разработан для установки его на ВАЗ 21079, предназначенный как транспортное средство для спецслужб, однако проект, к сожалению, не прижился. Как всегда, не хватило бюджетных денег государства, которые чудесным образом из казны выкачиваются.

Зато это удалось сделать японцам. И они на достигнутом результате останавливаться не желают. По последним данным, производитель Мазда усовершенствует двигатель и в скором времени выйдет новая Мазда, уже с совершенно другим агрегатом.

Разные конструкции и разработки роторных двигателей

Двигатель Ванкеля

Двигатель Желтышева

Двигатель Зуева

Плюсы и минусы роторного двигателя

Первые конструкции роторного двигателя появились ещё в начале прошлого века, однако технологически его освоили лишь в 50-е годы. Впервые на конвейер он встал в автомобилях немецкой компании NSU. Модель RO-80 пользовалась бешеной популярностью у населения.

Mazda Cosmo — первый серийный автомобиль с роторным двигателем. Производители Audi и Mercedes-Benz так же в свое время изготавливали машины с таким мотором, но распространения они не получили. В СССР роторные двигатели разрабатывали на АвтоВАЗе и устанавливали на Жигули для спецслужб. В свободную продажу они не поступали, и, через какое-то время, было решено от них отказаться.

Роторный мотор относится к классу двигателей внутреннего сгорания со всеми тепловыми характеристиками. Принцип его работы заключается во вращении 3-хгранного ротора в специальном цилиндре. Во время вращения образуются камеры сгорания переменного объема. При этом мотор не имеет специального механизма газораспределения, что, несомненно, является большим преимуществом.

Также к плюсам такого двигателя можно отнести меньшую массу и размер, по сравнению с поршневым двигателем, причем не в ущерб мощности и крутящему моменту. Но ничего идеального не бывает, есть и минусы.

Во-первых, у него хороший аппетит и к топливу, и к маслу, при этом к качеству последнего он очень чувствителен. Во-вторых, у него значительно выше рабочая температура со всеми вытекающими техническими проблемами. В-третьих, у него плохо с экологией. И, пожалуй, самое главное, у роторного двигателя значительно меньший ресурс, по сравнению с ДВС.

Сегодня на российском автомобильном рынке только у одного японского бренда есть автомобиль с роторным двигателем. Если сравнить два совершенно одинаковых автомобиля с роторным двигателем и двигателем внутреннего сгорания, то их цена будет одинакова. Более того, цена обслуживания роторного и поршневого двигателя также ничем не отличается.

И, тем не менее, такой важный для российского покупателя момент, как стоимость, все равно не сделал его популярным. Ведь даже будучи современным, роторному агрегату не удалось полностью избавиться от всех недостатков.

Но перспектива у ротора, все же, есть, и она напрямую связана с водородным топливом. Во-первых, он лишится многих технических проблем, а во-вторых, проблема экологии исчезнет совсем. Так что ждем новых известий!

Интернет-магазин «Командир» предлагает большой ассортимент запчастей, комплектующих (с соответствующими сертификатами) и аксессуаров от официального дистрибьютора ГАЗ. Здесь вы сможете найти абсолютно любые запчасти, и приобрести их по самым выгодным ценам. Теперь вы сможете сделать это за один клик!

Роторный двигатель, устройство, принцип работы, достоинства и недостатки

Роторный двигатель 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.

dr]ems украина отслеживание

Устройство роторного двигателя. Принцип работы роторного двигателя — видео

Автор Master OffRoad На чтение 13 мин. Просмотров 199 Опубликовано 28.12.2020

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.

Строение и принцип работы роторного двигателя

Схема работы роторного двигателя представляет собой нечто совершенно иное, чем обычный ДВС. Во-первых, следует оставить в прошлом конструкцию двигателя внутреннего сгорания, известную нам. А во-вторых, попытаться впитать в себя новые знания и понятия.

Как и поршневой, роторный двигатель использует давление которое создается при сжигании смеси воздуха и топлива. В поршневых двигателях, это давление создается в цилиндрах, и двигает поршни вперед и назад. Шатуны и коленчатый вал преобразуют возвратно-поступательные движения поршня во вращательное движение, которое может быть использовано для вращения колес автомобиля.

РПД назван так из-за ротора, то есть такой части мотора, которая движется. Благодаря этому движению мощность передаётся на сцепление и КПП. По сути, ротор выталкивает энергию топлива, которая затем передаётся колёсам через трансмиссию. Сам ротор выполнен обязательно из легированной стали и имеет, как и говорилось выше, форму треугольника.

Капсула, где находится ротор, — это своеобразная матрица, центр вселенной, где все процессы и происходят. Другими словами, именно в этом овальном корпусе происходит:

• сжатие смеси;
• топливный впрыск;
• поступление кислорода;
• зажигание смеси;
• отдача сгоревших элементов в выпуск.

Одним словом, шесть в одном, если хотите.

Сам ротор крепится на специальном механизме и не вращается вокруг одной оси, а как бы бегает. Таким образом, создаются изолированные друг от друга полости внутри овального корпуса, в каждой из которых и происходит какой-либо из процессов. Так как ротор треугольный, то полостей получается всего три.

Всё начинается следующим образом: в первой образующейся полости происходит всасывание, то есть камера наполняется воздушно-топливной смесью, которая здесь же перемешивается. После этого ротор вращается и толкает эту перемешанную смесь в другую камеру. Здесь смесь сжимается и воспламеняется при помощи двух свечей.

Смесь после этого идёт в третью полость, где и происходит вытеснение частей использованного топлива в систему выхлопа.

Это и есть полный цикл работы РПД. Но не всё так просто. Это мы рассмотрели схему РПД только с одной стороны. А действия эти проходят постоянно. Если говорить иначе, процессы возникают сразу с трёх сторон ротора. В итоге всего за единственный оборот агрегата повторяется три такта.

Как самому полировать фары автомобиля? Кроме того, японским инженерам удалось усовершенствовать роторный двигатель. Сегодня роторные двигатели Мазда имеют не один, а два и даже три ротора, что в значительной мере повышает производительность, тем более если сравнить его с обычным двигателем внутреннего сгорания. Для сравнения: двухроторный РПД сравним с шестицилиндровым ДВС, а 3-роторный с двенадцатицилиндровым. Вот и получается, что японцы оказались такими дальновидными и преимущества роторного мотора сразу распознали.

Опять же, производительность — это не одно достоинство РПД. Их у него много. Как и было сказано выше, роторный двигатель очень компактный и в нём используется на целых тысячу деталей меньше, чем в том же ДВС. В РПД всего две основные детали — ротор и статор, а проще этого ничего не придумаешь.

Строение роторного двигателя

Роторный двигатель состоит из слоев. Двухроторный двигателя состоят из пяти основных слоев, которые удерживаются вместе благодаря длинным болтам, расположенным по кругу. Охлаждающая жидкость протекает через все части конструкции.

Как самостоятельно полировать автомобиль? Два крайних слоя закрыты и содержат подшипники для выходного вала. Они также запечатаны в основных разделах камеры, где содержатся роторы. Внутренняя поверхность этих частей очень гладкая и помогает роторам в работе. Отдел подачи топлива расположен на конце каждой из этих частей.Следующий слой содержит в себе непосредственно сам ротор и выхлопную часть.

Центр состоит из двух камер подачи топлива, по одной для каждого ротора. Он также разделяет эти два ротора, поэтому его внешняя поверхность очень гладкая.

В центре каждого ротора крепится две большие шестерни, которые вращаются вокруг более маленьких шестерней и крепятся к корпусу двигателя. Это и является орбитой для вращения ротора.

Конечно же, если бы у роторного мотора не было недостатков, то он обязательно бы применялся на современных автомобилях. Возможно даже, что, если бы роторный двигатель был безгрешен, мы и не узнали бы про двигатель поршневой, ведь роторный создали раньше. Затем человеческий гений, пытаясь усовершенствовать агрегат, и создал современный поршневой вариант мотора.

Но к сожалению, минусы у роторного двигателя имеются. К таким вот явным ляпам этого агрегата можно отнести герметизацию камеры сгорания. А в частности, это объясняется недостаточно хорошим контактом самого ротора со стенками цилиндра. При трении со стенками цилиндра металл ротора нагревается и в результате этого расширяется. И сам овальный цилиндр тоже нагревается, и того хуже — нагревание происходит неравномерно.

Если в камере сгорания температура бывает выше, чем в системе впуска/выпуска, цилиндр должен быть выполнен из высокотехнологичного материала, устанавливаемого в разных местах корпуса.

Для того чтобы такой двигатель запустился, используются всего две свечи зажигания. Больше не рекомендуется ввиду особенностей камеры сгорания. РПД наделён бывает совершенно иной камерой сгорания и выдаёт мощность три четверти рабочего времени ДВС, а коэффициент полезного действия составляет целых сорок процентов. По сравнению: у поршневого мотора этот же показатель составляет 20%.

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.

Плюсы и минусы

Есть ряд преимуществ:

• меньшее количество деталей, как минимум на 35% меньше относительно поршневого. Меньше деталей — меньше поломок;
• если сопоставить с конкурентом такой же мощности, то РПД будет в 2 раза меньше по размеру;
• отсутствие высокой нагрузки даже на больших оборотах и если на низких передачах разогнаться сильнее сотни километров в час;
• меньше весит, поэтому машину проще уравновесить, она становится более устойчивой;
• нет проблемы вибрации даже у самых легких авто. Поршневой вибрирует гораздо сильнее, ввиду чего роторный лучше сбалансирован.

Но есть и недостатки:

• главный минус — небольшой ресурс, это издержка простой конструкции. Рабочий угол уплотнителей постоянно меняется, из-за чего они быстро изнашиваются. Износ усиливается и от того, что через каждый такт меняется температура. Вдобавок давление, оказываемое на трущиеся поверхности, от этого есть только одно средство — впрыскивание масла в коллектор;
• при износе уплотнителей образуются утечки между камерами. Разница в давлении очень большая, от этого страдает КПД. Вред для экологии усиливается;
• из-за серповидной конфигурации камер топливо сгорает не полностью. Из-за небольшой длины рабочего хода и скорости вращения ротора выталкиваются несгоревшие газы высокой температуры. Выделяются не только продукты сгорания бензина, но и масло, ввиду чего окружающая среда подвергается крайне негативному влиянию. Поршневые двигатели не настолько вредные для экологии;
• про высокий расход топлива уже было сказано, но это касается не только бензина, но и масла. Такой двигатель съедает до литра на тысячу километров. Если забыть про масло, то можно столкнуться с необходимостью дорогого ремонта или вовсе замены мотора;
• высокая себестоимость. Требуются качественные дорогие материалы и высокотехнологичное оборудование.

У роторного двигателя достаточно недостатков, но и его конкурент не совершенный. Поэтому соревнование между ними длилось достаточно долго. Сейчас гонка окончена, но никто не может сказать, навсегда или нет.

КПД роторно-поршневой конструкции

Не смотря на ряд недоработок, проведенные исследования показали, что общий КПД двигателя Ванкеля довольно-таки высокий по современным меркам. Его значение составляет 40 – 45%. Для сравнения, у поршневых двигателей внутреннего сгорания КПД составляет 25%, у современных турбодизелей – около 40%. Самый высокий КПД у поршневых дизельных двигателей составляет 50%. До настоящего времени ученые продолжают работу по изысканию резервов для повышения КПД двигателей.

Итоговый КПД работы мотора состоит из трех основных частей:

1. Топливная эффективность (показатель, характеризующий рациональное использование горючего в моторе).

Исследования в этой области показывают, что только 75% горючего сгорает в полном объеме. Есть мнение, что данная проблема решается путем разделения процессов сгорания и расширения газов. Необходимо предусмотреть обустройство специальных камер при оптимальных условиях. Горение должно происходить в замкнутом объеме, при условии нарастания температурных показателей и давления, расширительный процесс должен происходить при невысоких показателях температур.

2. КПД механический (характеризует работу, результатом которой стало образование переданного потребителю крутящего момента главной оси).

Порядка 10% работы мотора расходуется на приведение в движение вспомогательных узлов и механизмов. Исправить данную недоработку можно путем внесения изменений в устройство двигателя: когда главный движущийся рабочий элемент не прикасается к неподвижному корпусу. Постоянное плечо крутящего момента должно присутствовать на всем пути следования основного рабочего элемента.

3. Термическая эффективность (показатель, отражающий количество тепловой энергии, образованной от сжигания горючего, преобразующейся в полезную работу).

На практике 65% полученной тепловой энергии улетучивается с отработанными газами во внешнюю среду. Ряд исследований показал, что можно добиться повышения показателей термической эффективности в том случае, когда конструкция мотора позволяла бы осуществлять сгорание горючего в теплоизолированной камере, чтобы с самого начала достигались максимальные показатели температуры, а в конце эта температура понижалась до минимальных значений путем включения паровой фазы.

Перегревы и высокие нагрузки

Также из-за особой конструкции данный агрегат был часто подвержен перегреву. Вся проблема заключалась в линзовидной форме камеры сгорания.

В отличие от нее, классические ДВС имеют сферическую конструкцию камеры. Топливо, которое сгорает в линзовидном механизме, превращается в тепловую энергию, расходуемую не только на рабочий ход, но и на нагрев самого цилиндра. В конечном итоге частое «закипание» агрегата приводит к быстрому износу и выходу его из строя.

Ресурс

Не только цилиндр терпит большие нагрузки. Исследования показали, что при работе ротора значительная часть нагрузок ложится на уплотнители, расположенные между форсунками механизмов. Они подвергаются постоянному перепаду давления, потому максимальный ресурс двигателя составляет не более 100-150 тысяч километров.

После этого мотору требуется капитальный ремонт, стоимость которого порой равносильна покупке нового агрегата.

Машины с роторным двигателем

В разработке усовершенствованных концепций силового агрегата с базовым элементом конструкции в виде подвижного ротора участвовали и российские конструкторы, включая Зуева, Желтышева, ингушских изобретателей братьев Ахриевых.

Игнорируя инновации, на автомобили по-прежнему устанавливают двигатели Ванкеля.

В число моделей с РПД входят:

1. Мазда RX-8. Конструкторское бюро японского концерна достигло прогресса в усовершенствовании. Их последняя разработка вместимостью 1,3 л развивает мощность 215 л.с. Более поздняя версия с аналогичным объемом выдает 231 л.с. Производство прекращено с августа 2011 г. в результате снижения спроса.
2. ВАЗ 2109-90. Такими машинами пользовались в служебных целях сотрудники российских правоохранительных органов. Милицейские автомобили за 8 секунд могли разогнаться до 100 км/ч и развивали скорость 200 км/ч, легко догоняя преступников. Производились и агрегаты с большей мощностью. Но большая цена и малый ресурс не позволили прижиться РПД, и полицейским пришлось пересесть на транспортные средства с поршневыми моторами.
3. Мерседес С-111. Впервые был представлен автолюбителям на женевском автосалоне в 1970 г. Спортивный автомобиль оснащался трехкамерным двигателем Ванкеля. Максимальная скорость составляла 275 км/ч. На разгон до первой сотни уходило 5 секунд.
4. ВАЗ 21019 Аркан. Модель также закупалась для нужд МВД. Советских милиционеров на таких машинах догнать было невозможно и, тем более, уйти от погони. Большинство преследований завершалось поимкой преступников. Объяснение тому – способность служебного транспорта развивать предельную скорость 160 км/ч. Трехсекционный мотор в 1,3 л выдавал 120 л.с.

Видео: как устроен и работает роторный двигатель

Подведем итоги

Моторы роторно-поршневого типа превосходно показывают себя в гонках. У них есть для этого высокая мощность, большое количество оборотов. Немаловажно, что машины на нем очень легкие относительно других, так как двигатель меньше и легче. Ресурс двигателя для гонок — не самый важный показатель, как и прожорливость. Но в обычной жизни нельзя этого не учитывать.

Вне недостатки обусловлены строением и принципом работы роторно-поршневого двигателя. Их нельзя отнести к недоработкам, скорее, это особенности. Но в теории есть способ вновь начать пользоваться РПД. Для этого нужно сделать его более экологичным, повысить ресурс и сделать его более экономичным.

Источники

• https://dolauto.ru/informations/articles/chto-takoe-rotornyy-dvigatel/
• https://krossovery.info/princip-raboty-rotornogo-dvigatelya-plyusy-i-minusy-sistemy/
• https://www.syl.ru/article/158520/new_rotornyiy-dvigatel-printsip-rabotyi-plyusyi-i-minusyi-rotornogo-dvigatelya
• https://geekometr.ru/statji/kak-rabotaet-rotorno-porshnevoy-dvigatel-v-mashine.html
• https://zewerok.ru/dvigatel-vankelya/
• https://remontautomobilya.ru/princip-raboty-rotornogo-dvigatelya-plyusy-i-minusy.html

Плюсы и минусы рядных 5s, V10 и роторных двигателей

В инженерном мире нередко что-то делают просто потому, что это делают все остальные. Следующие несколько компоновок двигателей предлагают уникальные преимущества при использовании менее проторенных дорог. Вот все, что вам нужно знать:

1. Рядные 5 двигателей

I5, который широко использовался как Audi, так и Volvo, на самом деле производился большим количеством производителей автомобилей, но использовался только в нескольких моделях.Это двигатель для тех, кто не может выбрать между I4 и I6. Вот преимущества и недостатки каждой конфигурации двигателя.

Преимущества

• Плавная подача мощности: в отличие от рядного четырехцилиндрового двигателя I5 фактически имеет перекрытие рабочих ходов (36 градусов перекрытия вращения коленчатого вала).
• Сбалансированные силы: как первичные, так и вторичные силы от возвратно-поступательного движения массы хорошо сбалансированы по вертикали, в отличие от четырех цилиндров, расположенных в ряд.
• Рабочий объем: с большим количеством цилиндров и уравновешенными силами I5 может предложить больший рабочий объем, чем рядные четыре цилиндра с меньшей вибрацией.
• Упаковка: по сравнению с V6 или I6, I5 предлагает превосходную упаковку, что позволяет ему соответствовать моделям FWD, но также является гибким для других конфигураций.
• Простота: как и в других линейных компоновках, имеется только один ряд цилиндров и одна головка блока цилиндров, что позволяет использовать меньше движущихся частей и упрощает обслуживание.

Недостатки

• Плохой дисбаланс: в отличие от четырехцилиндрового двигателя I5 хочет раскачиваться спереди назад, так как моменты не отменяются. Это результат расположения поршня и требует балансировочного вала для уменьшения вызываемой вибрации (видео ниже содержит более подробную информацию).
• Упаковка: длиннее, чем рядный четырехцилиндровый.
• Вес: тяжелее рядного четырехцилиндрового двигателя.
• Стоимость: имея больший блок и больше движущихся частей, производство I5 стоит больше, чем I4.

Вот короткое видео, объясняющее работу пятицилиндрового двигателя:

2.Двигатели V10

Обычно используемый в Dodge Viper и Lexus LFA, хотя и по-разному, двигатель V10 довольно хорошо перекрывает разрыв между V8 и V12.

Преимущества

• Сбалансированные силы: поскольку V10 — это просто два I5, соединенных с общим коленчатым валом, он видит многие из тех же преимуществ.Это включает в себя тот факт, что возвратно-поступательные массовые силы уравновешены.
• Меньшая возвратно-поступательная масса: по сравнению с V12, V10 имеет меньше цилиндров и, следовательно, может иметь меньшую возвратно-поступательную массу.
• Высокие обороты: инженеры Lexus LFA предпочли использовать V10, а не V8, поскольку они смогли разогнать V10 до более высоких оборотов.

Недостатки

• Балансировочные валы: балансировочные валы необходимы для устранения вертикальной моментной вибрации, вызванной дисбалансом плоскости, аналогично цилиндру I5.
• Плавность: двигатель V12 по своей сути сбалансирован и имеет большее перекрытие между рабочими тактами, что делает его более плавным двигателем, чем V10.
• Стоимость: по сравнению с V8, V10 более сложный, с большим количеством движущихся частей и, следовательно, более дорогой в производстве.

Вот краткое видеообъяснение двигателя V10:

3.Двигатели Ванкеля

Постарайтесь не увлекаться семантикой того, как назвать этот движок. Обычно называемый роторным двигателем (даже Mazda, хотя часто это относится к компоновке с вращающимся поршневым цилиндром), двигатель Ванкеля в последний раз использовался в производстве в Mazda RX-8. Нет поршней, распредвалов и шатунов.

Преимущества

• Простота: роторные двигатели могут иметь всего три основных движущихся части, по сравнению с более чем 40+ у поршневых двигателей.Чем меньше движущихся частей, тем выше надежность.
• Отсутствие возвратно-поступательного движения: это позволяет роторным двигателям развивать высокие обороты, а также работать очень плавно.
• Вес: роторные двигатели компактны и обладают отличным соотношением мощности к массе.
• Передача мощности: из-за того, как вращается ротор, передача мощности длится для большего количества оборотов коленчатого вала по сравнению с поршневым двигателем, что приводит к сверхплавной передаче мощности.
• Размер: роторные двигатели компактны, что позволяет легко упаковывать.

Недостатки

• Экономия топлива: выхлопные газы часто содержат несгоревшее топливо, к тому же двигатели Ванкеля обычно имеют низкую степень сжатия, что приводит к низкой топливной эффективности.
• Выбросы: несгоревшие углеводороды, выходящие из выхлопных газов, затрудняют соблюдение норм выбросов.
• Уплотнение ротора: из-за различных температур в камере сгорания верхние уплотнения расширяются и сжимаются, что затрудняет создание хорошего уплотнения, что приводит к неэффективной выработке энергии.
• Сжигание масла: двигатели Mazda Wankel по своей конструкции сжигают масло, чтобы продлить срок службы уплотнений верхних частей. Это не только еще больше увеличивает выбросы выхлопных газов, но и требует от владельца периодически доливать масло.

Вот видео, объясняющее двигатели Ванкеля:

Ознакомьтесь с предыдущими статьями Engineering Explained:

1. Плюсы и минусы разных типов двигателей.
2. Плюсы и минусы нагнетателей и турбонагнетателей.

14 главных плюсов и минусов роторных двигателей — Green Garage

Роторные двигатели — не обычная опция, которую вы найдете в современном автомобиле. Их конструкция предлагает совершенно иной выбор по сравнению с обычными поршневыми двигателями внутреннего сгорания. Эта ранняя технология действительно помогла подпитывать автомобильную революцию, поскольку автомобили начали заменять лошадей, но присущие этому подходу ограничения сделали этот двигатель почти полностью устаревшим к 1920-м годам.

Важно помнить, что роторный двигатель — это не радиальный. Цилиндры расположены радиально вокруг центрального коленчатого вала в поворотном варианте, при этом весь блок вращается вокруг него. В радиальном двигателе вместо этого будет использоваться фиксированный блок цилиндров с вращающимся коленчатым валом.

Большинство роторных двигателей было построено с нечетным числом цилиндров. Такая конструкция позволяла любому другому поршню срабатывать по порядку, обеспечивая плавную работу.

Есть еще несколько плюсов и минусов роторных двигателей, на которые стоит обратить внимание сегодня, хотя эта технология используется редко.Серия Mazda RX — единственная крупная линейка автомобилей на сегодняшний день, в которой все еще используется эта технология.

Список преимуществ роторных двигателей

1. Отличается плавной работой.
Роторный двигатель передает мощность плавно, потому что нет частей, совершающих возвратно-поступательное движение относительно точки крепления двигателя. Это означает, что большая вращающаяся масса цилиндров и картера как единое целое действует больше как маховик. Невозможно устранить всю вибрацию или заикание, поскольку это все еще двигатель внутреннего сгорания, но результаты неоспоримы.Это одна из основных причин, почему сегодня людям нравится водить автомобили серии Mazda RX. Поездка стала намного лучше, и единственный способ понять этот факт — лично испытать эту технологию.

2. Роторные двигатели обеспечивают улучшенное охлаждение.
Когда роторный двигатель работает, вращающийся узел с цилиндром и картером сам по себе создает более холодный воздушный поток. Вращение действует как самоохлаждающийся вентилятор, который втягивает более холодный воздух снаружи в отсек.Это преимущество сохраняется даже в неподвижном автомобиле. Поскольку двигатель внутреннего сгорания не работает в условиях высоких температур, риск перегрева или повреждения меньше. Вы можете увидеть это преимущество, работая с самолетами сегодня, с их винтовой технологией.

3. Он предлагает преимущество в весе, о котором все же стоит подумать.
Обычные двигатели имеют добавленные тяжелые маховики, потому что это лучший способ сглаживать импульсы мощности, возникающие во время работы.Эта опция также может снизить уровень вибрации в автомобиле. Роторные двигатели имеют невероятное соотношение мощности и веса благодаря конструкции, поскольку нет необходимости добавлять маховик в зависимости от того, как он работает. Его преимущество заключается в том, что он имеет более плоский и меньший картер одновременно с другими радиальными конфигурациями.

Эффективность системы воздушного охлаждения также позволяет изготавливать цилиндры с более тонкими стенками и более мелкими ребрами охлаждения. Это еще больше снижает вес роторного двигателя.

4. Роторные двигатели отличаются большей механической простотой, чем другие конструкции.
Роторный двигатель содержит меньше деталей, чем эквивалентный поршневой двигатель. Такая конструкция может снизить стоимость проектирования и изготовления. Это преимущество, которое также приводит к снижению веса. По сравнению с обычными поршневыми двигателями с возвратно-поступательным движением роторные двигатели не содержат распределительного вала, клапанов, коромысел, маховика или зубчатых ремней.

Этот элемент конструкции означает меньший вес и меньше возможностей для неисправности.Это облегчает ремонт роторного двигателя. Во время первой разработки роторных двигателей они использовались для привода самолетов. Это было возможно, потому что первые самолеты использовали преимущества высокой удельной мощности роторного двигателя.

5. Роторные двигатели менее подвержены заклиниванию.
Роторные двигатели гораздо менее подвержены заклиниванию при отказе в работе. Это означает, что в самолетах по-прежнему используется эта технология, поскольку она дает пилоту возможность безопасно приземлиться даже в случае отказа двигателя.Спортивные и гоночные автомобили используют эту технологию по той же причине, поскольку они работают на высоких оборотах и ​​вырабатывают больше мощности за более короткий срок по сравнению с современными двигателями внутреннего сгорания сегодня.

Вы также увидите роторные двигатели на гидроциклах, мотоциклах или в инструментах, таких как бензопилы, из-за высокой степени плавности и надежности, которые возможны при такой конструкции двигателя.

6. Вы можете получить намного больше мощности от роторного двигателя.
Несмотря на размер стандартного роторного двигателя в автомобиле, таком как Mazda RX-8, эта технология обеспечивает наивысшую мощность на рабочий объем среди всех безнаддувных двигателей, производимых в Соединенных Штатах.Он обладает настоящей мощностью, заслуживающей рассмотрения. 13B-MSP Renesis — это двигатель объемом 1,3 л мощностью 232 лошадиных силы. Это соответствует 178 л.с. на литр. Это эквивалентно двигателю LS2 6L Corvette, производящему 1068 лошадиных сил прямо с завода.

7. Роторные двигатели практически не подвержены катастрофическим отказам.
Если у вас есть поршневой двигатель, приводящий в движение автомобиль, он может заклинивать и вызывать всевозможные повреждения под капотом. Если вы столкнулись с неисправностью роторного двигателя, то в худшем случае вы увидите резкое снижение выходной мощности, пока в конечном итоге он не выйдет из строя.Двигатели любят оставаться на пиковом диапазоне оборотов, который составляет 9000 об / мин, если посмотреть на 13B-MSP Renesis, установленный в Mazda RX-8.

Список минусов роторных двигателей

1. Роторный двигатель имеет неэффективную систему смазки с полным потерей масла.
Основная проблема, связанная с конструкцией роторного двигателя, заключается в том, что он принципиально неэффективен с его системой смазки с полными потерями. Смазка должна попасть в картер через полый коленчатый вал, прежде чем она сможет достичь всего двигателя.Этот недостаток конструкции означает, что центробежные силы каждого оборота будут прямо противодействовать любой рециркуляции масла. Единственным практическим решением этой проблемы было введение смазки в топливно-воздушную смесь так же, как в двухтактном двигателе.

2. Увеличение мощности должно происходить за счет увеличения размера и массы.
Если выйти за рамки серии Mazda RX, автомобили с роторными двигателями могли бы увеличить свою мощность, только если бы они также улучшали свой размер и массу.Это позволило бы добиться эффекта умножения с гироскопической прецессией при вращении всей массы двигателя. Результат этого увеличения привел к проблемам с управлением для самолетов, включая проблемы со стабильностью. Если за штурвалом летательного аппарата находился неопытный пилот, возрастал риск того, что аппарат не сможет выдерживать заданную траекторию полета.

3. Вы израсходуете больше топлива с роторным двигателем.
Роторные двигатели производят низкую степень сжатия, даже если вы можете как сумасшедший набрать обороты, чтобы получить огромную мощность.При использовании этой технологии значительное количество топлива остается несгоревшим в конце цикла сгорания. Это означает, что при управлении автомобилем, оснащенным этой технологией, вы получите низкую экономию топлива. Эта конструкция также приводит к увеличению выбросов, что может затруднить прохождение автомобилем испытаний на углерод в тех областях, где это необходимо.

4. Для правильной работы требуется невероятное количество масла.
Роторный двигатель, особенно изобретенный Ванкелем, предназначен для сжигания масла во время работы.Эта функция расхода помогает смазать двигатель, гарантируя, что он не будет поврежден в процессе. Это недостаток, который усугубляет проблемы с расходом топлива и выбросами углерода, которые существуют с этим двигателем.

Используя Mazda RX-7 как реальный пример того, чего ожидать от роторного двигателя, владельцы в среднем составляют около 18 миль на галлон с его топливом. Некоторые получали только восемь миль на галлон со своим автомобилем. Компания Fuelly взяла информацию от 135 владельцев RX-7, проехавших более 642 000 миль, чтобы измерить расход топлива.Наибольшее число, зафиксированное в их сборнике информации, составляло всего 24 мили на галлон.

5. Роторные двигатели требуют большего обслуживания, чем их аналоги.
Вы будете решать больше проблем с техобслуживанием с роторным двигателем вместо обычных двигателей внутреннего сгорания, используемых сегодня в большинстве автомобилей. Количество утечки масла может быть огромным, и это немедленное решение, с которым вы должны справиться, поскольку технология требует, чтобы вы сжигали масло, чтобы оно было полезным. Вам придется часто открывать кожух, чтобы проверять уровень жидкости, чтобы обеспечить бесперебойную работу.Поскольку на современном автомобильном рынке это очень редкий вариант, вам может быть сложно найти механика, который знает, как устранить проблемы, которые могут возникнуть в двигателе Ванкеля.

6. Ремонт роторного двигателя может быть дорогостоящим.
Простота движка Ванкеля часто заставляет людей думать, что их починить относительно дешево. Проблема в том, что большинство людей, знакомых с автомобильными двигателями, не знают, как с ними работать. Вы вынуждены обращаться к специалисту почти в каждом сообществе по всему миру, если что-то ломается в вашем автомобиле, если вы не знаете, как решить эту проблему.Это означает, что ваш ремонт или регулярное плановое техническое обслуживание, вероятно, будет намного дороже, чем то, что ваш механик взимает обычно.

7. Уплотнения могут стать серьезной проблемой для роторных двигателей в холодном климате.
Роторный двигатель имеет тенденцию производить примерно такой же крутящий момент, как и отвертка. Это означает, что уплотнения не получают такого же уровня смазки с этой опцией, как если бы это был обычный двигатель. Это не имеет большого значения, если вы живете в более теплом климате, но холодная погода может создать серьезные проблемы для владельцев с этим недостатком.Эта проблема может привести к затоплению при холодном запуске.

Старые двигатели 13B имеют больше проблем с этим недостатком, чем современные, но все же рекомендуется дать двигателю прогреться до рабочей температуры, прежде чем вы решите начать движение.

Заключение

Автомобильная промышленность не была бы там, где она есть сегодня, без влияния роторного двигателя. Мы не используем эту технологию так часто, как когда-то, но все же есть определенные приложения, в которых ее установка на автомобиль имеет смысл.

Если вы думаете о покупке Mazda или другой марки и модели, оснащенной этой технологией, устранение недостатков должно стать вашим главным приоритетом. Вы собираетесь быстро сжечь нефть и топливо, поэтому вам нужно запланировать эти расходы в бюджете.

Плюсы и минусы роторных двигателей также могут указать вам в обратном направлении, показывая, что альтернативные продукты лучше подходят для ваших нужд. В конце концов, вы сами решаете, собираетесь ли вы использовать преимущества этой технологии.

Плюсы и минусы роторного двигателя

Деннис Хартман

AnniaTimchenko / iStock / Getty Images

Роторные двигатели, хотя и не распространены в современных автомобилях, представляют собой радикально отличную альтернативу обычным поршневым двигателям внутреннего сгорания с возвратно-поступательным движением.Хотя автопроизводители, использующие роторный двигатель, быстро указывают на его многочисленные преимущества, у него есть и определенные недостатки. Плюсы и минусы роторного двигателя объясняют, почему он предпочтительнее в определенных областях применения, хотя он не входит в стандартную комплектацию большинства автомобилей.

Механическая работа

Роторный двигатель использует ротор треугольной формы для разделения пространства внутри двигателя, обеспечивая стандартный четырехтактный цикл впуска, сжатия, зажигания и выпуска. Движущийся ротор транспортирует топливо в различные отсеки двигателя на каждом этапе цикла.Этим он напоминает поршневой двигатель с возвратно-поступательным движением. Роторные двигатели могут быть построены с любым количеством роторов, так же как и с несколькими цилиндрами, предлагаемыми в поршневых двигателях. Роторы входят в зацепление с приводным валом, который затем приводит в действие приводной механизм транспортного средства (пропеллер самолета или колеса автомобиля).

Простота

Одним из основных преимуществ роторного двигателя является его механическая простота. Роторный двигатель содержит гораздо меньше деталей, чем сопоставимый поршневой двигатель.Это может снизить стоимость проектирования и изготовления. Это также приводит к снижению веса. По сравнению со стандартными поршневыми двигателями с возвратно-поступательным движением роторные двигатели не содержат клапанов, распределительного вала, коромысел, зубчатых ремней или маховика. Все это означает меньший вес, меньше возможностей для неисправности и более легкий ремонт. Когда роторные двигатели были впервые разработаны, они использовались для питания самолетов, используя преимущества высокой удельной мощности роторного двигателя.

Другие преимущества

Благодаря революционному движению роторный двигатель работает с меньшей вибрацией, чем поршневой.Это позволяет настраивать роторные двигатели для работы на более высоких оборотах, тем самым вырабатывая больше мощности. Еще одно преимущество роторного двигателя состоит в том, что в случае поломки двигатель не закроется. Потеря компрессии или другие общие источники отказа двигателя, вероятно, приведут к серьезной потере мощности, но роторный двигатель будет продолжать работать в течение некоторого времени, тогда как поршневой двигатель немедленно прекратит работу при аналогичных нагрузках.

Недостатки

Роторные двигатели действительно содержат элементы конструкции, которые также приводят к эксплуатационным недостаткам.Утечка между камерами двигателя является обычным явлением и, как правило, со временем приводит к снижению эффективности. Кроме того, роторные двигатели не прослужат так долго, как традиционные поршневые двигатели. Другие элементы конструкции приводят к тому, что роторные двигатели целенаправленно сжигают моторное масло в небольших количествах, что требует частой проверки и доливки масла. Повышенное техническое обслуживание и короткий срок службы делают роторные двигатели предпочтительными для конкретных применений, отличных от автомобилей массового спроса.

Приложения

Поскольку роторные двигатели вряд ли закроют при отказе в работе, они являются гораздо более безопасным выбором для самолета, позволяя пилоту самолета с отказавшим двигателем безопасно приземлиться.Роторные двигатели также используются в спортивных и гоночных автомобилях, особенно в серии спортивных автомобилей Mazda RX. Это в основном связано с тем, что роторный двигатель может работать на высоких оборотах и ​​вырабатывать больше мощности в течение более короткого периода времени. Другие области применения, которые используют преимущества плавной работы роторного двигателя, включают картинги, гидроциклы, газогенераторы, мотоциклы и бензопилы.

Еще статьи

Rotary vs Piston — журнал DSPORT

T Он Роторный двигатель Ванкеля: самое ценное предложение Mazda также является источником сотен веселых интернет-мемов.В то время, когда поршневые двигатели внутреннего сгорания были основной технологией, используемой в автомобилях, Mazda решила разработать конкурирующую технологию. В начале 70-х роторные двигатели использовались почти во всех автомобилях модельного ряда Mazda. Когда случился кризис газа, он по-прежнему использовался в высокопроизводительных автомобилях Mazda. Mazda Rotary имела преимущества по сравнению с поршневыми двигателями, но также имела большой список недостатков. Давайте посмотрим, что отличает его от поршневого двигателя, а также некоторые его плюсы и минусы.

Текст Бассема Гиргиса и Джима Медерера // Фотографии Staff и Racing Beat

Поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из блока, кривошипа, шатунов, поршней, головок, клапанов, распределительных валов, системы впуска, системы выпуска и системы зажигания. Все они работают вместе, чтобы преобразовать химическую энергию в механическую энергию, которая позволяет вашему автомобилю двигаться. Внутри блока коленчатый вал соединен с несколькими шатунами (в зависимости от того, сколько цилиндров у вашего двигателя), а шатуны прикреплены к тому же количеству поршней.Когда поршни двигаются вверх и вниз, они вращают коленчатый вал с помощью шатунов.

Начиная с поршня в верхней мертвой точке (первый шаг в четырехтактном цикле), впускные клапаны открываются, а выпускные клапаны закрыты (открытие и закрытие регулируется распределительным валом, который синхронизируется с коленчатым валом с помощью ремня. или цепочка). По мере того как коленчатый вал продолжает вращаться, он опускает поршень, всасывая воздух в цилиндры. К тому времени, когда поршень достигает дна, цилиндр уже заполнен воздухом и топливом.

Для завершения полного четырехтактного процесса поршень должен сделать два полных прохода в цилиндре.

Затем поршень начинает движение вверх во время такта сжатия. Во время этого хода впускные и выпускные клапаны закрыты. Движение поршня вверх сжимает смесь воздуха и топлива, которая смешивает молекулы воздуха и топлива по мере их сближения. В результате этого процесса создается смесь, оптимизированная для сгорания. Как только поршень снова окажется около верхней мертвой точки, свеча зажигания загорится, чтобы вызвать сгорание в цилиндре.

Рабочий ход создает контролируемое сгорание, вызываемое искрой. Сгорание толкает поршень вниз по цилиндру. Давление, создаваемое сгоранием, является движущей силой, которая приводит в движение колеса вашего автомобиля. Когда поршень приближается к нижней мертвой точке, выступ выпускного распределительного вала начинает открывать выпускной клапан, готовясь к последнему такту в четырехтактном цикле.

Когда цилиндр снова начинает подниматься, выпускные клапаны открываются полностью. Это позволяет выхлопным газам выходить из цилиндров, чтобы снова освободить место для следующего четырехтактного цикла.Выхлопные газы выходят через выпускной коллектор, через каталитический нейтрализатор и через выхлопную трубу и глушитель. К тому времени, когда поршень снова окажется в верхней мертвой точке, выпускной клапан почти закрыт, а впускной клапан начинает открываться. Затем процесс повторяется.

Роторный двигатель имеет тот же четырехтактный цикл, что и поршневой двигатель, для выработки мощности на маховике. В отличие от поршневого двигателя, в котором сгорание происходит в цилиндре, роторный двигатель полагается на давление, содержащееся в камере в корпусе, которая герметизирована одной стороной ротора.Два ротора используются вместо поршней. Ротор трехсторонний, который вращается вокруг корпуса ротора с помощью эксцентрикового вала. Три стороны изогнуты в три лепестка, а корпус ротора имеет форму грубой восьмерки (8). Когда ротор вращается внутри корпуса, зазор между ротором и корпусом меняется между большим и маленьким.

В то время как в поршневом двигателе для распределительных валов и клапанов используется зубчатый ремень или цепь, единственная цепь, которую использует роторный двигатель, — это масляный насос.

Воздух и топливо попадают в корпус ротора по мере увеличения объема между одной из лопастей ротора и стенкой корпуса. Когда ротор вращается и объем увеличивается, создается вакуум, который втягивает воздух и топливо в корпус. Как только кончик одной из сторон ротора покидает эту зону всасывания, следующая сторона ротора начинает процесс всасывания. Ротор продолжает вращаться до тех пор, пока объем между лопастью ротора и стенкой корпуса не начнет уменьшаться.Это сжимает смесь воздуха и топлива, подобно тому, как это делает поршневой двигатель, когда поршень движется вверх. Затем сжатая смесь попадает в следующую часть корпуса, где находится свеча зажигания. Свеча зажигания загорается, воспламеняя сжатую смесь. В то время как нижняя свеча зажигания воспламеняет большую часть смеси через большее отверстие, верхняя свеча зажигания воспламеняет топливо в меньшем конце камеры сгорания. Воспламеняющийся воздух и топливо сгорают (горит с контролируемой скоростью), что приводит в движение ротор по часовой стрелке.Поскольку ротор продолжает вращаться после первого удара, объем между ротором и корпусом увеличивается, что позволяет газам расширяться. Последний шаг — это когда объем уменьшается в последний раз, чтобы вытеснить выхлопные газы через выхлопные отверстия, прежде чем сделать еще один круг и снова запустить четырехтактный цикл.

Горение — это то, что движет большинством двигателей. И роторные, и поршневые двигатели имеют четырехтактный цикл. Четырехтактный ход относится к такту впуска, такту сжатия, такту мощности и такту выпуска.Оба двигателя нуждаются в воздухе, топливе и искре для работы.

Все углы поворота указаны для выходного вала (эксцентрикового вала / коленчатого вала), а не для ротора. Оба двигателя сжигают сжатую топливно-воздушную смесь для развития мощности вращения. Оба двигателя четырехтактные.

Ротор вращается вокруг эксцентрикового вала внутри корпуса. Воздух сжимается вместе с топливом, затем вводится искра и, наконец, выхлоп выходит через выхлопное отверстие.

Однако одно большое различие между ними заключается в том, что у реципиента 180 градусов на ход (или 4 x 180 = 720 градусов на термодинамический цикл, это два оборота кривошипа для одного полного четырехтактного цикла в цилиндре), а у поворотного — 270 градусов на «ход» (или 4 x 270 = 1080 градусов на термодинамический цикл, это три оборота кривошипа на один полный оборот ротора). Да, возможно, вам придется немного подумать об этом, но поверьте нам, это правда.

Для каждого целого ротора вырабатывается в два раза больше импульсов мощности, чем для одноцилиндрового приемника.Это означает, что 1,3-литровый двигатель производит в 1,5 раза больше мощности и крутящего момента, чем двигатель аналогичного объема.

Это имеет как хорошие, так и плохие последствия. Предполагая, что оба двигателя имеют одинаковые максимальные обороты, это означает, что роторный двигатель имеет в 1,5 раза больше миллисекунд для выполнения каждого «хода». Это одна из причин, по которой роторные двигатели так хорошо дышат — у них больше времени (в миллисекундах), чтобы втягивать и выплевывать смесь.

У них также больше времени для рабочего хода — реальный плюс для получения максимальной отдачи от продуктов сгорания, особенно на высоких оборотах.Теперь о плохом. Ротор также имеет в 1,5 раза больше миллисекунд для передачи тепла от горящей смеси маслу и воде.

Это одна из причин, почему роторные двигатели тратят больше тепла в процессе охлаждения. Другое следствие заключается в том, что если вы рассматриваете только одну боковую поверхность одного ротора, роторный двигатель получает только 2/3 импульсов мощности, чем принимающий. Однако на самом деле у каждого ротора есть три боковые стороны, каждая в разных точках термодинамического цикла, поэтому каждый полный ротор фактически дает в два раза больше импульсов мощности (в 3 раза 2/3), чем одноцилиндровый приемник.Смущенный? Найдите минутку, чтобы изучить рисунки 2 и 3 и погрузиться в них. Суть в том, что 1,3-литровый роторный двигатель обеспечивает мощность и крутящий момент в 1,5 раза больше, чем двигатель аналогичного размера. Это как 2,0-литровый поршневой двигатель.

Другими словами, роторный двигатель с 2 роторами имеет такое же количество пусковых импульсов, что и 4-цилиндровый реципиент, но поскольку длительность каждого пускового импульса составляет 270 градусов, двигатель работает более плавно из-за перекрытия пусковых импульсов.

Итак, в чем смысл всей этой математики? Дело в том, чтобы лучше понять, ПОЧЕМУ некоторые вещи так важны для роторного двигателя, особенно теплопередача.Помните, что тепло — это потенциальная мощность, поэтому сохранение тепла в смеси для сгорания дает больше мощности, которую вы можете использовать.

Переходим к следующему пункту: по сравнению с реципиентом, всасываемый заряд (когда он находится внутри двигателя) на самом деле проходит долгий, мучительный путь. На рисунках выше это показано подробно.

В приемнике центр тяжести всасываемого заряда перемещается только на дюйм или два, когда поршень перемещается вперед и назад между верхней мертвой точкой (ВМТ) и нижней мертвой точкой (НМТ).В роторном двигателе Mazda заряд движется далеко — примерно на 20 дюймов — от впуска к выпуску. Одним из плохих результатов является наличие большого количества квадратных дюймов поверхности, через которую передается тепло, что снижает тепловую эффективность. Однако вот важный момент: вся масса всасываемого заряда должна проходить через узкую область между корпусом ротора и ротором, когда каждая боковая поверхность ротора проходит через ВМТ. Это стало возможным благодаря «депрессии ротора», которая создается на каждой боковой поверхности ротора — если бы не этот путь, частично сгоревшая смесь никогда не смогла бы протиснуться через узкий зазор между корпусом ротора и ротором ( обычно вокруг.010 ~ 0,015 дюйма) на высоких оборотах. Существует грубая параллель с реципиентом, который имеет «всплывающий» поршень, который имеет тенденцию разрезать камеру сгорания пополам в ВМТ. Некоторые рецепты даже вырезают «огневую щель» (выемку) в середине всплывающей области, чтобы она не препятствовала распространению фронта пламени в камере. По этой и другим причинам форма углубления ротора очень важна. Он также имеет большое влияние на определение степени сжатия двигателя, и, как указывается во всех учебниках «Двигатель внутреннего сгорания», степень сжатия является основным определяющим фактором мощности и эффективности любого двигателя.Фактически, это указывает на слабое место ротора — максимальная ПРАКТИЧЕСКАЯ степень сжатия определяется не детонацией (как это обычно бывает в рецептах), а способностью горящего заряда проходить через депрессию ротора. Если разрежение слишком мало, давление повышается вблизи задней свечи зажигания, вызывая ОТРИЦАТЕЛЬНУЮ РАБОТУ! Это может снизить мощность, перегреть заднюю свечу зажигания и существенно увеличить теплоотдачу масла и воды. Следовательно, форма впадины ротора — это попытка сбалансировать, чтобы найти лучший компромисс.Прежде чем мы оставим тему депрессии ротора, еще один момент: физическая форма углубления на его передней кромке во многом связана с максимально допустимым опережением опережения зажигания. Вы можете лучше понять это, если установите поворотный механизм последней модели на 35 градусов BTC, выньте ведущую свечу зажигания №1 и посмотрите в отверстие свечи зажигания. Вы увидите изогнутую боковую поверхность ротора, довольно плотно прилегающую к дну отверстия для свечи зажигания. Если свеча зажигания загорится в этот момент, двигатель может дать сбой, потому что фронт пламени может погаснуть (погаснуть) при ударе о поверхность ротора.

Если теперь повернуть двигатель на 20 градусов BTC, откроется путь для выгорания смеси в депрессии ротора.

Это важная часть причины, по которой почти все двигатели 1974 г. и более поздних моделей могут работать на большой мощности не более чем на 20–25 градусов опережения зажигания (двигатели более ранних моделей США имели очень длинную неглубокую депрессию, которая позволяла продвигаться вперед). Как я объяснил ранее, здесь есть некоторые параллели между роторами и рецептами — камера сгорания и конструкция верхней части поршня являются основными проблемами в рецептах, но есть некоторые отличительные моменты, которые следует учитывать при работе с ротором.

По правде говоря, мало что можно сделать, чтобы изменить форму депрессии сгорания, особенно в двигателях 1989 года и более поздних версиях с тонкими литыми стенками, но кое-что полезное можно сделать. Во-первых, вы можете гарантировать, что расстояние от канавки уплотнения на вершине до передней кромки впадины сгорания будет одинаковым на всех боковых сторонах всех роторов, чтобы все выдерживали одинаковую синхронизацию зажигания (отшлифуйте переднюю кромку впадины). как нужно).

Затем вы можете попытаться уменьшить теплопередачу в ротор, отполировав углубление сгорания и / или нанеся на него покрытие «тепловой барьер» (Примечание: не добавляйте измеримую толщину к изогнутой боковой поверхности ротора, в противном случае ротор может ударить по корпусу ротора).Многие реципиенты делают то же самое с поршнями и камерами сгорания по одним и тем же причинам. Я знаю, что тем из вас, кто плохо знаком с роторными двигателями, нелегко пролезть через эту информацию, но если вы не понимаете этих основных концепций, другие вопросы (например, синхронизация портов и синхронизация зажигания) не будут иметь смысла. позже.

Я дам вам еще одну вещь для размышления — свечу зажигания. О зажигании роторных двигателей написаны книги, поэтому я коснусь только одной области — диапазона нагрева.Для тех, кто этого не знает, роторные двигатели, как правило, используют очень холодные свечи зажигания, то есть свечи, которые хорошо охлаждают электроды через водяную рубашку. Для этого есть много причин, но одна из наиболее очевидных заключается в том, что, хотя поршневой двигатель имеет горящую смесь вокруг своей свечи зажигания на номинальные 180 градусов (рабочий ход) из 720 общих градусов (или 25% термодинамического цикла) время) роторный двигатель имеет горящую смесь вокруг своей ведущей свечи зажигания в течение примерно 70% времени цикла.

Джим Медерер (1942-2016) поделился с нами своими знаниями о роторных двигателях во втором выпуске Drag Sport за 2002 год до того, как мы стали журналом DSPORT.Его наследие как пионера всего, что связано с вращением, будет жить и дальше. Несмотря на то, что он больше не работает с нами, его всегда будут помнить за то, что он проложил путь в разработке роторных двигателей в мире производительности с 70-х годов.

Поскольку у него очень мало времени для «охлаждения», его необходимо охлаждать через водяную рубашку. На самом деле это не относится к задней свече зажигания — она ​​имеет горящую смесь только в течение 25% ~ 30% времени цикла, как в поршневом двигателе. Другие обстоятельства приводят к тому, что он получает большое количество тепла, но мы отложим это на другой раз.

Объяснение роторных двигателей Ванкеля — Fortem

Вы, наверное, слышали термин «двигатель внутреннего сгорания» или ДВС раньше. Большинство транспортных средств на дорогах приводится в действие двигателями внутреннего сгорания, за исключением электромобилей, которые, конечно же, используют двигатели, работающие от электрических батарей. Но вы когда-нибудь слышали о роторном двигателе Ванкеля?

Все двигатели внутреннего сгорания работают одинаково: топливо (и окислитель, такой как воздух) сгорает (сгорает) в камере сгорания.Расширение газов под высоким давлением, генерируемых этим процессом сгорания, затем непосредственно прикладывает силу к некоторым компонентам двигателя — обычно поршням, как в большинстве автомобилей с ДВС.

В этом заключается основное различие между стандартными двигателями внутреннего сгорания и роторными двигателями Ванкеля (названными в честь их создателя, немецкого инженера Феликса Ванкеля). Вместо того, чтобы эти газы под высоким давлением воздействовали на ряд поршней, совершающих возвратно-поступательное движение, как в типичном двигателе внутреннего сгорания, они воздействовали на ротор в роторном двигателе Ванкеля.Смущенный? Давайте посмотрим поближе.

Теперь, когда мы установили, что роторные двигатели внутреннего сгорания Ванкеля (и роторные двигатели в целом) используют роторы вместо традиционных возвратно-поступательных поршней, вам может быть интересно, что это на самом деле означает — для какой цели на самом деле служат эти роторы и как они работать внутри двигателя?

В современных автомобилях почти исключительно используются двигатели с четырехтактным циклом: впуск, сжатие, сгорание и выпуск.Четырехтактные поршневые двигатели совершают один такт сгорания на цилиндр на каждые два оборота коленчатого вала (компонент двигателя, который преобразует возвратно-поступательное движение во вращательное движение). Один и тот же объем пространства в цилиндре поочередно используется для этих четырех последовательных процессов.

Хотя роторные двигатели Ванкеля одинаково выполняют эти четыре последовательные функции, есть два фундаментальных отличия от их поршневых аналогов с возвратно-поступательным движением. Во-первых, каждая камера сгорания в двигателе Ванкеля генерирует один такт сгорания за один оборот карданного вала.Во-вторых, эти четыре процесса происходят в отдельных частях корпуса двигателя, а не в одном пространстве.

Все еще немного запутались? Обратите внимание на эти удобные анимации: на одной изображен типичный четырехтактный поршневой двигатель, а на другой — двигатель Ванкеля, с соответствующими диаграммами и дополнительными пояснениями под каждой анимацией.

Все это вызывает вопрос: почему? Зачем нам нужны роторные двигатели Ванкеля, когда в подавляющем большинстве автомобилей с ДВС используются традиционные поршневые двигатели?

Двигатели Ванкеля имеют ряд преимуществ — и, естественно, недостатков — по сравнению с поршневыми двигателями.

Во-первых, в двигателе Ванкеля не так много движущихся частей, а это означает, что меньше компонентов, которые могут сломаться или выйти из строя. Роторный двигатель может иметь всего три движущихся части по сравнению с десятками движущихся компонентов в поршневом двигателе. Благодаря этой легкой и компактной конструкции двигатели Ванкеля часто имеют отличное соотношение мощности к массе.

Конструкция Ванкеля отличается плавностью хода, не имеющей себе равных в других двигателях ДВС. Без возвратно-поступательного движения двигатель может иметь чрезвычайно высокие обороты — в одном из вариантов Mazda RX-8 двигатель Ванкеля был настроен на обороты до невероятных 9000 оборотов в минуту.Высокие обороты также означают большую мощность, что энтузиасты приветствуют с распростертыми объятиями, а уникальный звук роторных двигателей только добавляет к общему впечатлению.

Однако, как и в любой конструкции, двигатели Ванкеля не лишены недостатков. Они, как правило, обеспечивают низкую экономию топлива и низкие выбросы, что затрудняет соблюдение или превышение производителями все более строгих норм выбросов. Они не только потребляют много топлива, но и нефть тоже становится жертвой их конструкции. Фактически, двигатели Ванкеля предназначены для сжигания масла, которое смазывает двигатель, но приводит к потреблению большего количества масла, чем вы, вероятно, привыкли.

Наконец, несколько практических вопросов; в основном их склонность к частому техническому обслуживанию и их дальнейшая досадная тенденция требовать дорогостоящего ремонта (при условии, что владелец не имеет необходимых знаний для самостоятельной работы с двигателем). Владельцы должны тщательно проверять не только уровни масла, но и наличие утечек масла, которые, как правило, мешают двигателям Ванкеля.

Несмотря на свою привередливость в отношении расхода масла и возможного дорогостоящего ремонта, роторные двигатели Ванкеля, тем не менее, имеют преданный культ среди энтузиастов.Такие легендарные автомобили, как Mazda RX-7 (поколения от FB до FD) и Mazda RX-8, использовали роторные двигатели с большим успехом.

Хотя это дорожные автомобили, было бы упущением, если бы мы не упомянули легендарный гоночный автомобиль Mazda 787 и его производную 787B — последний из которых, как известно, одержал полную победу в Ле-Мане в 1991 году. На сегодняшний день это единственный победа в Ле-Мане на машине без поршневого двигателя.

Хотя производство FD RX-7 закончилось в 2002 году, а производство его преемника RX-8 закончилось в 2012 году, у любителей роторных двигателей еще есть надежда.В течение нескольких лет ходили слухи о том, что Mazda представит на рынок новый спортивный автомобиль с роторным двигателем. Хотя Mazda в основном молчала об этом, руководители намекнули, что потребители могут увидеть некоторую форму роторной технологии от бренда в будущем.

Хотя с момента прекращения производства RX-8 прошло почти десять лет, энтузиасты всегда будут мечтать о том, что их любимый вращающийся двигатель, похожий на Dorito, вернется с триумфом.

Более надежная Mazda RX-8 может стать небольшой модификацией

Слухи верны: роторный двигатель снова появится в модельном ряду Mazda.Это отличная новость для приверженцев «вращающего Дорито», но для многих это может показаться странным решением. Роторный двигатель был отмечен из-за ненадежности, особенно в Mazda RX-8. К нему плохо относятся по сравнению с его предшественником RX-7. Однако не исключено, что до более надежной Mazda RX-8 останется всего одна модификация.

Совершенно иная конструкция роторного двигателя — это одновременно и благословение, и проклятие, когда дело касается производительности и технического обслуживания.

Разработанные инженерами NSU, а затем доработанные Mazda, роторные двигатели имеют ряд преимуществ по сравнению с поршневыми, сообщает Hagerty . Во-первых, они легче и компактнее, что очень удобно для спортивных автомобилей. Роторы также очень гладкие и имеют меньше движущихся частей.

Plus, при заданном рабочем объеме, они мощнее, чем поршневой двигатель без наддува. Mazda RX-8 R3 2010 года выпуска 1.3-литровый роторный составляет 232 л.с., сообщает NADAGuides . Напротив, даже с турбонаддувом 2,0-литровый четырехцилиндровый двигатель Volkswagen GTI 2020 с турбонаддувом развивает «всего» 228 л.с.

Однако у этих плюсов есть несколько минусов. Во-первых, хотя роторные двигатели могут очень быстро вращаться и вырабатывать больше лошадиных сил, это связано с недостатком крутящего момента. Мощность двигателя RX-8 составляет всего 159 фунт-фут; для сравнения, GTI составляет 258 фунт-футов. А дополнительная мощность сопровождается повышенным расходом топлива. Motor Trend сообщает, что 5,0-литровый V8 Mustang имеет лучшую экономию топлива в реальном мире.

Но самый большой недостаток заключается в том, что роторные двигатели имеют особые требования к обслуживанию и эксплуатации по сравнению с поршневыми двигателями. Как поясняет Car Throttle , после включения его нужно запускать, пока он не нагреется, чтобы предотвратить затопление. Интервалы обслуживания таких деталей, как катушка зажигания и свечи зажигания, также короче, чем у поршневых автомобилей, сообщает Banzai Racing .И хотя поршневые двигатели могут работать до красной черты, роторные двигатели требуют сжигания углеродных отложений.

И, наконец, самые печально известные проблемы Mazda RX-8: уплотнения верхних частей и расход масла.

Честно говоря, обе эти проблемы характерны не только для Mazda RX-8. RX-7 также пострадала от них, сообщает Hagerty . И, к сожалению, это естественное следствие конструкции роторного двигателя.

Уплотнения Apex работают как поршневые кольца в обычном двигателе внутреннего сгорания. Они надежно удерживают взрыв топлива и, таким образом, обеспечивают максимальную мощность и эффективность. Однако, как объясняет Jalopnik , из-за конструкции роторного уплотнения одна половина уплотнения всегда горячее, чем другая. Так, если уплотнение некачественное, оно коробится и приводит к повреждению двигателя. И, к сожалению, уплотнения вершины Mazda RX-8 не такие толстые и долговечные, как уплотнения RX-7.

СВЯЗАННЫЙ: Как узнать, что прокладка головки блока цилиндров вашего автомобиля взорвана?

Что касается расхода масла, это естественная часть процесса сгорания роторного двигателя, поясняет CarThrottle . Масло впрыскивается во впускной коллектор и камеру сгорания, чтобы все оставалось смазанным, включая уплотнения верхних частей. Это не недостаток, а особенность конструкции.

К сожалению, не каждый владелец Mazda RX-8 был готов заниматься этими проблемами.В результате Mazda расширила гарантийное покрытие на модели 2004–2008 годов, сообщает Autoblog , и обновила двигатель Renesis на 2009 год.

Но даже на последних RX-8 неправильное обслуживание может вызвать проблемы. Поскольку роторные двигатели сжигают масло, использование синтетических масел не рекомендуется, согласно отчету Rotary Revs и CarsDirect . Derwin Performance объясняет, что они не горят так чисто, и иногда в них отсутствуют специальные присадки для ротора.К тому же они дороже. Как сообщает Derwin Performance , лучшим вариантом является минеральное масло для роторов, многие эксперты рекомендуют более тяжелое масло.

Но есть еще одна проблема. Поскольку Mazda RX-8 сжигает то же масло, которое используется для смазки, все еще существует проблема накопления из-за сжигания «отработанного» масла. Вот почему среди фанатов есть горячо обсуждаемое альтернативное решение: использование премикса масла для 2-тактных двигателей. Это подводит нас к вопросу о модификации Mazda RX-8: адаптере Sohn.

СВЯЗАННЫЙ: Этот иск Tigershark Engine затронет бесчисленное количество водителей

также сжигают масло естественным образом. Это потому, что в отличие от 4-тактных двигателей они не могут иметь нормальную систему смазки под давлением. Итак, чтобы все оставалось смазанным, двухтактные двигатели нуждаются в добавлении к топливу «премикса», специально подобранного масла.

Поскольку Mazda RX-8 тоже сжигает масло, многие владельцы добавляют в свое топливо 2-тактный премикс, сообщают пользователи форума RX8Club . Обычно это рекомендуется только тем, кто отключил свои системы измерения масла для использования на рельсах. Однако владельцы уличных RX-8 нередко добавляют премикс, сообщают пользователи Reddit r / RX8 . Некоторые специалисты по вращению, такие как Essex Rotary Specialists , также рекомендуют его использовать.

И хотя двухтактные двигатели не совсем чистые, масло, как сообщается, горит чище, чем синтетическое. Хотя стоит отметить, что даже на обычном масле RX-8 все еще может засорить свой каталитический нейтрализатор, сообщает GarageDreams .

Тем не менее, все еще существует проблема добавления правильного количества премикса и работы с грязным моторным маслом. Вот тут-то и пригодится адаптер Sohn, объясняет Black Halo Racing .

Обычно масло Mazda RX-8 перетекает из масляного поддона в насос-дозатор масла, который при необходимости впрыскивает его. Адаптер Sohn отделяет смазочное масло от впрыскиваемого масла, давая инжекторам другой источник масла.

У этого есть несколько преимуществ, объясняет DrivenByMadness . Во-первых, это означает, что в масляные форсунки постоянно поступает свежее масло, что сокращает его скопление. Во-вторых, поскольку моторному маслу больше не нужно тянуть двойную нагрузку, вы можете без проблем переключиться на полностью синтетическое масло в основном поддоне.Кроме того, это масло может быть более тяжелым, не беспокоясь о том, что оно может засорить линии впрыска.

Наконец, если вы хотите использовать масло с предварительным смешиванием для 2-тактных двигателей, вам не нужно беспокоиться о его добавлении в топливный бак. Вместо этого адаптер Sohn отправляет его из резервуара под капотом.

Мы не можем подтвердить, является ли адаптер Sohn в сочетании с использованием 2-тактного премикса исключительно за повышение надежности Mazda RX-8.И это не замена регулярного профилактического обслуживания, включая замену масла и масляного фильтра, замену свечи зажигания и т. Д.

СВЯЗАННЫЙ: Герой планирует установить роторный двигатель в среднемоторный корвет

Тем не менее, пользователи форума RX8Club и r / RX8 sub-Reddit настоятельно рекомендуют адаптер Sohn, даже если вы не запускаете предварительный микс. Несколько комментаторов последнего видео о Mazda RX-8 The Straight Pipes на YouTube также рекомендуют его.

Комплект переходников Sohn и второстепенные детали довольно недорогие. Сам базовый комплект на Rotary Aviation продается за 135 долларов. А базирующийся в Великобритании The Performance Shop продает комплект с резервуарами, дополнительными трубками и монтажным оборудованием примерно за 414 долларов. Однако установка может быть немного сложной, сообщает DrivenByMadness . Тем не менее, это дешевле и проще, чем заменить новый двигатель.

Следите за обновлениями MotorBiscuit на нашей странице в Facebook.

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

Поворотный против поршневого

PROS
• Характер двигателя означает, что гораздо меньший рабочий объем может производить значительно большую мощность, чем поршневой двигатель сопоставимого размера — Mazda RX-8 технически имеет объем 1,3 литра, но выдает около 230 л.с.

• Двигатели физически намного меньше, легче и имеют меньше движущихся частей, которые могут выйти из строя.

• Из-за характера двигателя они внутренне сбалансированы — роторы действуют как вращающиеся противовесы, поэтапно компенсирующие друг друга.Это означает, что вибрации меньше, поэтому двигатель работает более плавно и будет раскручиваться до более высоких оборотов (10000 об / мин отнюдь не является чем-то неслыханным) без повреждений.

МИНУСЫ
• Роторные двигатели менее экономичны, чем их аналоги с поршневыми двигателями, поскольку они менее эффективны с точки зрения теплового воздействия.

• Выбросы низкие из-за частичного совпадения событий впуска и выпуска, и ни одно из них не соответствует действующим нормам.

• Наконечники ротора, также известные как уплотнения вершины, подвергаются огромным нагрузкам и склонны к выходу из строя — это была огромная проблема для старых моделей Wankels, и ее еще предстоит полностью решить в современных вариантах.

• Высокий расход масла из-за необходимости поддерживать внутреннюю смазку роторов и уплотнений.

• Из-за небольшого эксцентриситета вала по сравнению с ходом коленчатого вала роторные двигатели имеют меньший крутящий момент по сравнению с обычным двигателем на низких оборотах.

Mazda была крупнейшим производителем роторных двигателей и единственным производителем, который использовал их с конца 1970-х годов. General Motors разрабатывала свою собственную более 40 лет назад, но законы о смоге и первое нефтяное эмбарго в 1973 году заставили их отказаться от нее до того, как она была завершена для производства.NSU и Citroen в Европе продавали автомобили в небольших количествах, а Hercules, Norton и Suzuki производили мотоциклы, но никто не производил столько, сколько Mazda. Mazda Cosmo впервые появилась с роторным двигателем в 1965 году, за ним последовали R100, R130, RX-2, RX-3, RX-7, Luce, Rotary Pickup Truck, RX-7 и, наконец, RX-8, выпускавшийся до тех пор, пока 2012.