Принципы работы, плюсы и минусы роторного двигателя — особенности роторно-поршневого ДВС — журнал За рулем
Роторный двигатель конструктивно проще поршневого, но и у этой медали есть обратная сторона. Изучаем его устройство и принцип работы на примере версии 13B-MSP, которую ставили на «Мазду RX‑8».
В 1957 году немецкие инженеры Феликс Ванкель и Вальтер Фройде продемонстрировали первый работоспособный роторный двигатель. Уже через семь лет его усовершенствованная версия заняла место под капотом немецкого спорткара «NSU-Спайдер» — первого серийного автомобиля с таким мотором. На новинку купились многие автомобильные компании — «Мерседес-Бенц», «Ситроен», «Дженерал моторс». Даже ВАЗ многие годы мелкими партиями выпускал машины с двигателями Ванкеля. Но единственной компанией, которая решилась на крупносерийное производство роторных двигателей и не отказывалась от них долгое время, несмотря ни на какие кризисы, стала «Мазда». Ее первая модель с роторным мотором — «Космо Спортс (110S)» — появилась еще в 1967 году.
ЧУЖОЙ СРЕДИ СВОИХ
В чем сходство и отличие роторного двигателя от привычного поршневого собрата? Попробуем разобраться на примере одной из его последних версий 13B-MSP, которую ставили на «Мазду RX‑8».
В поршневом моторе энергия сгорания топливовоздушной смеси сначала преобразуется в возвратно-поступательное движение поршневой группы, а уже затем во вращение коленчатого вала. В роторном же двигателе это происходит без промежуточной ступени, а значит, с меньшими потерями.
rotor1
Материалы по теме
Есть две версии бензинового 1,3‑литрового атмосферника 13B-MSP с двумя роторами (секциями) — стандартной мощности (192 л.с.) и форсированная (231 л.с.). Конструктивно это бутерброд из пяти корпусов, которые образуют две герметичные камеры. В них под действием энергии сгорания газов вращаются роторы, закрепленные на эксцентриковом валу (подобие коленчатого). Движение это весьма хитрое. Каждый ротор не просто вращается, а обкатывается своей внутренней шестерней вокруг стационарной шестерни, закрепленной по центру одной из боковых стенок камеры. Эксцентриковый вал проходит сквозь весь бутерброд корпусов и стационарные шестерни. Ротор движется таким образом, что на каждый его оборот приходится три оборота эксцентрикового вала.
В роторном моторе осуществляются те же циклы, что и в четырехтактном поршневом агрегате: впуск, сжатие, рабочий такт и выпуск. При этом в нем нет сложного механизма газораспределения — привода ГРМ, распредвалов и клапанов. Все его функции выполняют впускные и выпускные окна в боковых стенках (корпусах) — и сам ротор, который, вращаясь, открывает и закрывает «окна».
Принцип работы роторного двигателя показан на схеме. Для простоты приведен пример мотора с одной секцией — вторая функционирует так же. Каждая боковая сторона ротора образует со стенками корпусов свою рабочую полость. В положении 1 объем полости минимален, и это соответствует началу такта впуска. По мере вращения ротор открывает впускные окна и в камеру всасывается топливовоздушная смесь (позиции 2–4). В положении 5 рабочая полость имеет максимальный объем. Далее ротор закрывает впускные окна и начинается такт сжатия (позиции 6–9). В положении 10, когда объем полости вновь минимален, происходит воспламенение смеси с помощью свечей и начинается рабочий такт. Энергия сгорания газов вращает ротор. Расширение газов идет до положения 13, а максимальный объем рабочей полости соответствует позиции 15. Далее, до положения 18, ротор открыва
Вот что о нем нужно знать
Что такое роторный двигатель Mazda, как он работает и зачем его возрождают
Вращающиеся треугольники Рёло от Мазда возвращаются в массы, но явно под другим соусом…
Еще в марте Мартин тен Бринк, вице-президент «Mazda Motor Europe» по продажам и обслуживанию клиентов активировал энтузиастов по всему миру одним лишь своим заявлением, что роторный двигатель Ванкеля вернется в производство.
В частности, тен Бринк заявил, что роторный ДВС может стать элементом для расширения диапазона движения электрического автомобиля 2019 модельного года, но на тот момент это был просто слух.
Смотрите также: Один из немногих мотоциклов с роторным двигателем: История
Итак, что же такого особенного в этом легендарном двигателе, который так взволновал всех своим возвращением? И почему на этот раз все может быть по-другому?
Как он работает
Элементы системы двигателя
Нажать для увеличения
Роторный двигатель внутреннего сгорания по форме напоминает бочку. На нем и в нем вы не найдете многих компонентов, к которым привыкли в стандартном поршневом моторе. Во-первых, в нем нет поршней, ходящих вверх и вниз. Вместо них полезную работу совершает необычной формы треугольный поршень с округлыми краями (треугольник Рёло). Их количество может варьироваться от одного до трех в одном двигателе, но чаще всего используется схема с двумя поршнями, вращающимися вокруг вала посредством эксцентриковой полой центральной части.
Топливо и воздух нагнетаются в пространство между сторонами роторов и внутренними стенками короба, где смесь воспламеняется. Быстрое, взрывное расширение газов поворачивает ротор, который таким образом производит мощность. Роторы выполняют ту же задачу, что и поршни в поршневом двигателе, но с гораздо меньшим количеством движущихся частей, что делает роторный двигатель более легким и компактным, чем поршневой двигатель эквивалентного объема.
Учитывая, что карбюратор/впуск находится в левой нижней части изображения, источник зажигания – справа, а выхлоп – справа вверху, можно составить визуальную схему, показывающую процесс работы ДВС, начиная с впуска топливо-воздушной смеси:
Источник зажигания (или две свечи, как в случае с многими двигателями Ванкеля) начинает процесс возгорания:
Это сгорание топлива и воздуха закручивает ротор во время рабочего такта:
И наконец, двигатель выплевывает газы и остатки несгоревшего топлива наружу:
Мало кто знает, но роторный мотор был изначально придуман почти 100 лет назад, а не в 50-е годы XX века. Первоначально принцип работы мотора был проработан Феликсом Ванкелем, немецким инженером, который придумал свой принцип действия двигателя внутреннего сгорания.
Преимущество №1: Роторный двигатель легче и компактней обычного поршневого мотора
Война, поднявшая одних инженеров, например Фердинанда Порше, другим не дала никакой возможности развиться. Не нужны были в опасные времена мирные двигатели Ванкеля, поэтому изобретателю пришлось ждать аж до 1951 года, когда он получил приглашение от автопроизводителя NSU для разработки прототипа. Немецкая компания решила с помощью хитрости выяснить, так ли хорош оригинальный двигатель, параллельно дав возможность продемонстрировать силы другому инженеру – Ханнсу Дитеру Пашке.
Сложная конструкция Ванкеля фактически проиграла простому прототипу, разработанному инженером Ханнсом Дитером Пашке, который всего-навсего убрал из оригинальной конструкции все лишнее, сделав ее производство экономически выгодным.
Так в Германии был изобретен и опробован новый двигатель Mazda, который на протяжении долгих десятилетий был одним из немногих роторно-поршневых серийных моторов и единственным в 21-м веке.
Современный двигатель Ванкеля не совсем двигатель Ванкеля.
Да, основа роторного двигателя от Ванкеля стала самой успешной конструкцией данного двигателя в мире и единственной, которая смогла сложными путями дойти до серийного производства.
Еще в начале 60-х годов у NSU и Mazda проводился дружеский совместный конкурс на производство и продажу первого автомобиля с двигателем типа Ванкеля, когда они работали над сырым продуктом, пытаясь создать из него качественный товар.
NSU стал первым на рынке в 1964 году. Но немецкой компании не повезло: она разрушила свою репутацию в течение следующего десятилетия ненадлежащим качеством продукции. Частые отказы двигателя снова и снова посылали владельцев к дилеру и в магазин за запчастями. Вскоре нередко можно было обнаружить модели NSU Spider или Ro 80, в которых было поменяно три и более роторных двигателей Ванкеля.
Проблема заключалась в уплотнениях вершины ротора – тонких полосках металла между наконечниками вращающихся роторов и корпусами роторов. NSU сделал их из трех слоев, что вызывало неравномерный износ. Это была бомба замедленного действия не только для автомобилей фирмы, но и самого автопроизводителя. Мазда решила проблему уплотнения (крайне важного элемента мотора, без которого он просто не был способен работать из-за отсутствия давления), сделав их однослойными. Силовой агрегат начали устанавливать в 1967 году на спортивные люксовые модели Cosmo…
В начале 70-х годов Mazda представила целую линейку автомобилей с двигателем Ванкеля – мечта, которая была разбита нефтяным кризисом 1973 года. Пришлось поубавить аппетит и оставить мотор там, где в нем больше всего нуждались – в легком спортивном купе Mazda RX-7. С 1978 по 2002 год было выпущено более 800 тыс. этих легендарных спорткаров с необычным двигателем, у которого больше не было аналогов.
Из Германии в Японию, из Японии в СССР – вот путь двигателя, разработанного в 20-х годах XX века Ванкелем
Любим и ненавидим
Фанаты техники любят роторные двигатели потому, что они другие. Многие автолюбители, хорошо разбиравшиеся в технике, питали определенную слабость к такому странному двигателю, работающему на обычном топливе, но при этом не выглядевшему как стандартный набор поршней, клапанов и других неотъемлемых элементов обычного поршневого мотора.
В зависимости от специфики мотора ротор линейно поставляет мощность до 7.000-8.000 об/мин – бесперебойно, практически на одном уровне крутящего момента. Эта ровная полка момента как раз и отличает его от подавляющего большинства поршневых ДВС, в которых наблюдается много мощности на высоких оборотах и ее нехватка при низких.
Автопроизводителям также понравился роторный двигатель благодаря плавности его работы. Роторы, вращаясь вокруг центральной оси, не создают никакой вибрации по сравнению с поршневыми двигателями, у которых верхняя и нижняя точки хождения поршня отчетливо прослеживаются даже внутри салона автомобиля.
Но необычный двигатель – это словно необъезженная лошадь, своенравное животное, поэтому в противовес обожателям идеи Ванкеля концепция также внушает свою долю ненависти в среде автомобильных фанатов и механиков. И, казалось бы, почему?
Ведь у двигателя простой дизайн: отсутствует ремень ГРМ, отсутствует распределительный вал, нет привычной системы клапанов. Но за простоту приходится платить большой точностью производства деталей. Они должны быть сделаны безукоризненно, что поднимает их стоимость в разы, по сравнению с запчастями для обычных поршневых двигателей. Второе – этих запчастей мало в природе. И в-третьих, в мире почти нет специалистов, которые занимались бы починкой роторных моторов. В Москве, говорят, есть пара, но очередь к ним – на год вперед.
Из минусов еще можно назвать своеобразную работу роторного силового агрегата. Конструкция подразумевает сгорание масла в цилиндрах мотора, куда нагнетаются небольшие количества моторного масла прямо в камеры сгорания. Делается это для того, чтобы смазывать прилегающие площади роторов, вращающихся на бешеной скорости. Сизоватый дым, иногда выходящий из выхлопной трубы, – это признак беды, он отпугивает незнающих людей от моделей вроде RX-7 или 8.
Роторные моторы также предпочитают минеральные масла синтетическим, а их дизайн означает, что вы должны время от времени подливать масло в этот ненасытный агрегат, чтобы оно не закончилось.
Ну и наконец, те уплотнения вершины ротора, которые не удалось сделать NSU, все же недостаточно долговечны. Раз в 130-160 тыс. км мотору требуется капитальная переборка. А это удовольствие, как вы уже понимаете, дорогое. Да и что такое 130.000 км? Пять-шесть лет эксплуатации? Маловато будет!
Современные водители также наиболее чувствительны к другим недостаткам роторных движков: высоким выбросам вредных веществ в атмосферу (этим, скорей, обеспокоены в Greenpeace) и экономии топлива из-за тенденции двигателя не полностью сжигать топливно-воздушную смесь перед отправкой ее восвояси (здесь, конечно, удар наносится по карману автовладельца). Да, роторные двигатели имеют отменный «аппетит».
Для RX-8 Mazda частично решила эти проблемы, разместив выпускные отверстия по бокам камер сгорания. Но сейчас борьба за экологию обострилась и предложенных улучшений оказалось недостаточно. Это явилось еще одной причиной, по которой RX-8 стал последним автомобилем с двигателем Ванкеля под капотом. Он продавался 10 лет, с 2002 по 2012 год, но его убила экология.
Время для повторного возвращения
Вернемся к слухам Mazda о том, что компания может использовать какой-то роторный двигатель в качестве «расширителя» диапазона для своего будущего электрического автомобиля. Эта штука имела бы смысл.
Еще в 2012 году Mazda арендовала в Японии 100 электромобилей Demio EV, они были хороши, но напрягал небольшой диапазон без подзарядки – менее 200 км.
Изучив дело, в 2013 году Mazda создала прототип, который получил небольшой роторный моторчик, тот самый «расширитель» диапазона, который почти удвоил этот диапазон. Модель назвали «Mazda2 RE Range Extender».
Колеса прототипа приводились в движение с помощью электрического двигателя, а 0,33-литровый 38-сильный роторный моторчик работал для того, чтобы перезаряжать батареи электрического двигателя, если они разряжались и поблизости не было места для перезарядки.
Поскольку роторный двигатель не мог отправлять мощность на колеса, Mazda2 RE не был гибридом, как Volt или Prius. Силовой агрегат Ванкеля, скорее, был бортовым генератором, который добавлял энергии аккумуляторам.
Смотрите также: Mazda официально подтвердила возвращение роторных двигателей в 2019 году
Такая же компактность и легкий вес, которые сделали ротор Ванкеля отличным двигателем для спортивного автомобиля, такого как RX-7, также делают его идеальным в новом качестве – расширяющего диапазон генератора на автомобиле, особенно том, который уже имеет электродвигатели и батареи, конкурирующие за пространство, и не может позволить себе много «лишнего» веса.
Роторные двигатели Мазда сделали себе репутацию в основном как моторы для спортивного автомобиля. В былые времена слухи об уникальных возможностях такого рода силовых агрегатов преодолели даже железный занавес СССР, где уже наши инженеры вносили и успешно интегрировали диковинные моторы в отечественные автомобили.
Наверное, будет не совсем правильно делать из такого легендарного двигателя всего лишь генератор для электромобиля. Но такова сегодняшняя реальность: время роторных моторов прошло, и его не получится вернуть обратно.
Обсуждение:Роторно-поршневой двигатель — Википедия
Лeтом 2012 года Мазда прекратила выпуск модели RX-8 с роторным двигателем Ванкеля. Официальные сообщения на эту тему — пример Mazda ends production of rotary engine. Причина прекращения выпуска- резкое падение спроса на эту модель в США и Японии. В Европе эта модель не продавалось уже несколько лет, так как не проходила по жестким нормам токсичности выхлопа. //////////////
Здравствуйте! Мне интересно, какой двигатель мощнее и надёжнее, представленный Вами или Универсальный Тесла-двигатель, можно ли, к примеру, последний использовать, для установления рекорда скорости на суше? Спасибо! == Ссылки ==http://www.ntpo.com/invention/invention1/17.shtml. Vasiliy822 14:37, 5 января 2010 (UTC) VasiliyPronichev822.
меньшая экономичность связана со сложностью создания уплотнений и неполным сгоранием топлива
Возможно ошибка в разделе «Авиационные двигатели»[править код]
Вызывает сомнение фраза «В начале 50-х годов была создана серия авиадвигателей ВП-760, ВП-1300, ВП-2650 — пятилучевых двухтактных звёзд» как роторно-поршневой двигатель может быть пятилучевой звездой?
Мой сын спрашивает, как при высочайшем КПД получается низкая экономичность.
- Помимо сказанных ниже технологических особенностей (малая степень сжатия и т.д.) экономичность снижает режим работы в автомобилях. Ведь при малых оборотах работа РПД менее устойчива (а в городском режиме разгоняться приходится часто), а на высоких оборотах возрастает трение и нагрев. От того среднее реальное потребление роторного автомобиля оказывается выше, нежели поршневого. Однако, над этим работают, и всё решаемо…Настоящая задача — поставить на автомобиль газотурбинный двигатель. Его отдача ещё выше, чем РПД. На спортивный авто подойдёт. Или ядерный реактор. Такой авто и заправлять бы не потребовалось. Для БелАз’ов вполне.nvs 22:17, 25 июня 2010 (UTC)
Непохоже, чтобы двигатель Ванкеля был неэкономичным: устанавливаемый на автомобиль Mazda RX-8 двигатель имеет мощность 189 л.с. (при 7000 об/мин) и расходует 10.6 л топлива на 100 км (смешанный цикл). Источник: http://www.mazda.ru/BuyingAMazda/PostBrochure/Download/RX-8BrochureList.htm
Он неэкономичен в плане масла, его расход выше, чем в обычном поршневом ДВС. Только вот Renesis устанавливается не только на RX-8. У Mazda есть целое поколение машин RX, устанавливаются и устанавливались роторно-поршневые двигатели.
Мощность около 230 л.с. Кр. Момент около 210нм. Это с рабочего объёма 1300 см3. Без наддува.
И это нефорсированный двигатель. У обычного нефорсированного поршневого двигателя мощность 60-70 л.с. с одного литра объёма (Если это не карбюраторный ВАЗ) 🙂 Чтобы получить такую мощность, надо сжечь больше бензина за единицу времени, обычный поршневой не позволяет этого сделать без дополнительной форсировки или турбины/нагнетателя, если снять такую мощность с поршневого ДВС объёмом 1300см3, его ресурс будет раз в 10 меньше заявленного при стандартной мощности.. Насчёт экономичности я бы с Вами поспорил — ест больше. Но и отдача, как видите, в два-три раза больше.
«Насчёт экономичности я бы с Вами поспорил — ест больше. Но и отдача, как видите, в два-три раза больше.» — так вот встречный вопрос, почему не сделать автомобиль с равной отдачей, но с потреблением топлива в два-три раза меньше? Такая машина была бы более востребована. Есть ли какие-либо физические причины, не позволяющие сделать это?
- Вы немного не поняли… Экономичность выражается в потреблении топлива на единицу мощности, например. При одной и той же мощности (что вы и хотели сделать) РПД будет кушать больше поршневого собрата. Но его размер и вес будет меньше, что важно для спортивных автомобилей. nvs 22:17, 25 июня 2010 (UTC)
Вот статья из журнала «За рулем», которая наверное происнит ситуацию:
ТЕХНИКА
/ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ КУРСОМ
ЛИНИЯ ЖИЗНИ — ЭПИТРОХОИДА
НЕОБЫЧНЫЕ? ЗАБЫТЫЕ? СКОРЕЕ, ВНОВЬ АКТУАЛЬНЫЕ РОТОРНО-ПОРШНЕВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
ТЕКСТ / МАКСИМ САЧКОВ Что такое роторно-поршневой двигатель (сокращенно — РПД)? Это бензиновый мотор с искровым зажиганием, работающий по четырехтактному циклу (рис. 1). В блоке цилиндров — статоре, внутренняя поверхность которого представляет сложную кривую — эпитрохоиду, вращается ротор (рис. 2). Его функция аналогична той, что выполняют поршень с шатуном в обычном моторе. Крутящий момент передается на эксцентриковый вал. Газообмен происходит через впускные и выпускные окна, а смесь в вытянутой камере сгорания последовательно поджигают две свечи. РПД меньше и легче поршневого двигателя, равного по мощности, в полтора-два раза. Да и по конструкции «ротор» проще и надежнее, к тому же не требует частого обслуживания. Но коль есть плюсы, найдутся и минусы. Например, повышенный расход масла и бензина. Считается, что РПД трудно загнать в жесткие экологические рамки. Мощностные характеристики таковы, что требуется изменять трансмиссию автомобиля (например, максимум момента достигается на очень высоких оборотах — до 8000 об/мин!). В какой-то степени это болезни роста, ведь РПД моложе традиционных моторов на полвека… ОНИ БЫЛИ ПЕРВЫМИ Еще до войны молодой инженер Феликс Ванкель получил в Германии патент на двигатель, который был абсолютно не похож на поршневые агрегаты. Тогда же появился первый опытный образец, превратившийся в начале 50-х в модернизированный мотор ДКМ-54. В доводке двигателя участвовала немецкая фирма НСУ. Однако, к сожалению или к счастью, эта конструкция прижилась под крышей музея, а не под капотами машин. Первый автомобильный РПД родился в 1958-м, и звали его KKM-125 (от немецкого Kreiskolbenmotor — роторно-поршневой двигатель). Вслед за 125-кубовым появились более мощные версии — «250», «400», «500», которые устанавливали на автомобили НСУ. В 1961 году японская фирма «Мазда» купила у Ванкеля лицензию на конструкцию и производство РПД. Через шесть лет появилась первая машина — «Космо Спорт». Двигатели совершенствовались, и один из них — карбюраторный 12А — послужил прообразом первого отечественного мотора. СДЕЛАНО В СССР В 1974 году на ВАЗе организовали специальное конструкторское бюро для разработки отечественного РПД. Уже в 1978-м родился первый серийный «ротор» ВАЗ-311. Односекционный мотор объемом 1,3 л мощностью 51,5 кВт был в полтора раза компактнее и легче поршневого собрата. Кстати, обычно для РПД указывают приведенный рабочий объем, который вдвое больше «геометрического». Система зажигания — бесконтактная: датчики положения коленвала, коммутаторы на транзисторах, «жигулевские» катушки, оригинальные двухэлектродные свечи; за работой всех элементов следил блок управления. Первые «роторы» были довольно прожорливыми — в охотку шел не только бензин, но и масло. Поэтому уровень смазки в картере регулировал оригинальный клапан с поплавком, перепускающий необходимое количество масла из резервного бачка в двигатель. Позже масляный аппетит двигателей умерили модификацией уплотнений. На первых РПД существовала система холодного пуска. Наледь на свечах смывал антифриз: водитель накачивал его в карбюратор резиновой грушей. ОДИН ПЛЮС ОДИН Время шло, поршневые моторы матерели, угрожая в любой момент превзойти по силам РПД. Кроме того, на производителей давили основные заказчики — спецслужбы, которым был нужен мощный и в то же время компактный двигатель. Прелесть РПД в том, что его легко «умножить на два» — добавить еще один статор и ротор. Первым двухсекционным мотором, сделанным у нас, стал 120-сильный ВАЗ-411. Мотор получился удачным — 15 лет его устанавливали под капот «жигулей». Первые две машины передали спецслужбам летом 80-го, а всего выпустили более 200 автомобилей. Позже родился преемник с широкими секциями и увеличенной мощностью (99,3 кВт/135 л. с.). С появлением переднеприводных моделей вазовское КБ начало активно работать над новым мотором. Опытный двухлитровый ВАЗ-414 немного отличался от предшественника. Статор — самый ответственный и дорогой элемент — был уже не открытого, а коробчатого типа. Подобная конструкция надежнее — деталь меньше страдает от перегрева и имеет большую жесткость. Правда, отливать заготовку и обрабатывать внутренние каналы такого корпуса сложнее. Окончательным вариантом для переднеприводных моделей стал карбюраторный ВАЗ-415 приведенным объемом 2,6 л. Электронный впрыск, как обязательный атрибут всех будущих моторов, уже разработан, но применяется только на авиационных «ванкелях». Когда он спустится с небес на землю — одному Богу известно. К сожалению, развитие автомобильных РПД на ВАЗе приостановилось. Все же эти моторы требуют… собственных автомобилей. А в условиях массового производства держать на конвейере специальную модель «под РПД» не всегда удобно. Впрочем, японская «Мазда» последовательно доказывает обратное. НАЗАД В ЯПОНИЮ Кроме ВАЗа, во всем мире остался лишь один производитель серийных машин с РПД. Спортивные модели «Мазда» с индексом RX делают не один десяток лет, тогда как другие компании (а с РПД экспериментировал даже «Мерседес») отказались от подобных конструкций. За 35 лет фирма выпустила около 1,8 миллиона машин с двигателем Ванкеля. Новую роторную «Мазду-RX8» представили в этом году, и она наверняка не будет последней! Ее 280-сильный двигатель «Ренезис» вобрал в себя все лучшее, что наработали конструкторы, и доказал, что сдаваться перед поршневыми соперниками еще рано. При одинаковом рабочем объеме разница в мощностях нашего ВАЗ-415 и восточного собрата составляет около 100 кВт. Впрочем, сравнивать моторы впрямую не совсем корректно — они относятся к разным поколениям. За питанием «японца» следит электронная система, впрыскивающая необходимую дозу топлива и поджигающая его в нужный момент. «Ренезис» без труда укладывается в строгие экологические нормы и экономно расходует бензин. Ресурс — на уровне поршневых двигателей. При этом силенок у новичка по сравнению с предшественником от «Мазды-RX7» не убавилось. Факт примечательный, ведь тот мотор по праву носил титул «турбо», а «Ренезис» — атмосферный! Специалисты изменили количество, расположение и размеры выпускных и впускных окон, кроме этого, открытием впускных каналов разной длины управляет специальная система. Нововведения позволили значительно обеднить рабочую смесь и обеспечить ее полное сгорание. В результате на холостом ходу «Ренезис» потребляет примерно на 40 % меньше топлива. Свою лепту в экономию внес и полегчавший на 14 % ротор. ЖИТЬ БУДЕТ? Роторные двигатели относительно молоды и у них все еще впереди. Однако, взрослея, дети Ванкеля постепенно доказывают, что ничуть не хуже, а порой даже лучше своих поршневых родственников. Юный японец «Ренезис» служит тому подтверждением. Может, движение по эпитрохоиде и есть правильный путь — если не к полной победе над другими двигателями, то, по крайней мере, к завоеванию значительной ниши автомобильного рынка?
НА ГРАНИ ФАНТАСТИКИ Не так давно в нашей стране всерьез рассматривали роторно-поршневой мотор как замену ныне господствующих в автомобильном мире двигателей Отто и Дизеля. Казалось бы — собирай секции в длиннющую «колбасу» и получишь ряд унифицированных (!) моторов мощностью до 1000 л. с.! Увы, стыковать больше двух секций очень сложно технологически. Впрочем, модульный принцип мог быть реализован с помощью угловых редукторов: секции РПД располагались вертикально, как цилиндры обычного мотора, а редукторы передавали крутящий момент на общий горизонтальный выходной вал! Относительно маломощные РПД предполагали устанавливать на легковые автомобили и небольшие самолеты, посильнее — на грузовики, пассажирский и железнодорожный транспорт. Красивая идея так и не воплотилась в жизнь… Пока?
Такт 1. Топливно-воздушная смесь через впускное окно попадает в камеру мотора.
Такт 2. Ротор поворачивается, объем камеры уменьшается, смесь сжимается.
Такт 3. Смесь воспламеняется основной и дожигательной свечами. Ротор выполняет рабочий ход.
Такт 4. Отработавшие газы выводятся через выпускное окно.
Рис. 2. Роторно-поршневой двигатель «Ренезис»: 1 — блок управления открывает те или иные впускные трубопроводы в зависимости от оборотов двигателя; 2 — на каждую секцию приходится по три впускных трубопровода разной длины; 3 — специальная форсунка подает масло к рабочим поверхностям; 4 — смесь в камеру сгорания попадает через боковые окна; 5 — выпускные каналы покрыты термостойкой керамикой; 6 — из-за бокового расположения выпускных окон несгоревшие выхлопные газы не покидают камеру сгорания, а участвуют в следующем цикле; 7 — облегченный ротор развивает до 10 000 об/мин; 8 — ширина статора — 80 мм; 9 — основная и дожигающие свечи зажигания работают последовательно.
Источник: http://www.zr.ru/articles/39278/
Хм… в статье вообще ни слова про КПД, сказано только, что выгода в размерах… Всё-равно непонятно. Я попытался найти какие-нибудь сведения на этот счёт, но везде такая же непонятка. Везде пишут, что преимущество — КПД больше, и недостаток — расход топлива больше. Какая-то ерунда. Строить догадки — это не дело.
Есть кто-нибудь кто точно знает, в чём тут дело и может объяснить?
___________________________________________________________________________________________________ мне кажется что большой расход связан с относительно не большой степенью сжатия + на выходе имеем большую мощность и крутящий момент, ведь один из способо достижения экномичности ДВС- увеличение степени сжатия, + ко всему в роторном двигателе меньше уходит потерь энергии на трение, ведь имеем 2 рабочие полости (цилиндра), а также другая структура ГРМ.
объясните тогад почему вездн пишут что моторесурс двигателя RX-8 небольшой?
Сейчас ресурс РПД Мазда такойже как и у обычных атмосферных поршневых двигателей. Вся проблема в том, что постоянно нужно следить за уровнем масла, а она (мазда RX-7,8) постоянно его жрёт. Здесь написано, что 0,4 — 0,6 л/1000 км, в реальности — 1 литр на тысячу. Ещё одна пробема, увеличивающийся со временем дисбаланс ротора, ввиду неравномерного его износа. Старт двигателя в −20с постепенно сделает своё черноё дело. Плюс, как написано, увеличивающийся расход масла из-за разрушения уплотнений и прокладок. Здесь опять может навредить холодный пуск. Читайте статьи на английском — там больше информации: из-за отсутствия клапанов часть выхлопных газов засасывается ротором обратно в камеру, где происходит впуск. Опять же, из-за отсутствия клапанов, нельзя подготовить смесь заранее, так как время впрыска очень мало. А расхода бензина здесь не избежать. Получить КПД в два раза превышающий КПД поршневого двигателя мы не можем, здесь преимущество в другом, как я писал выше, за единицу времени мы можем сжечь больше бензина — отсюда и мощность… Спорт — есть спорт. Плевать на расход, был бы вес и размер небольшим, что кстати очень выгодно для самолётов (в англ. статье про это написано)..
Кстати, с этого объёма (1300см3) можно «снять» более 700 л.с. Была у японцев и Mazda Eunos Cosmo c двухлитровым РПД. 280 л.с. с ограничением и примерно 400 л.с. — реальная отдача двигателя… Опять же с ресурсом более 200.000 км. Вот так-то. 213.228.108.178 18:11, 19 марта 2008 (UTC)Денис
>>Двухцилиндровый двигатель «Renesis»
По-моему, правильнее двухсекционный, а не двухцилиндровый.
вообщем-то что у нас получается: 1) РПД жрёт много бензина при своём малом объёме = неэкономичный(правда это спорно, с учётом его мощности и веса) 2) Большая токсичность выхлопа (прошу вспомнить, что двигатель для спорта, в основном) 3) Небольшой ресурс (тоже сомнительно, т.к. основным изнашиваемым элементом являются «апексы». Апекс — что-то вроде колец на поршне у обычного ДВС (уплотняющий элемент) ) я не чего не забыл? теперь как это реально лечится: а) использование альтернативных видов топлива б) использование дополнительных дожигающих топливо элементов или применении свечей другой конструкции в) использование деталей из других материалов, кстати можно снизить вес.
З.Ы. прошу продолжить список недостатков и путей их решения! в свою очередь, я постараюсь более подробно расписать пути решения описанных мною проблем. —GIKS 12:47, 6 февраля 2010 (UTC)GIKS 06/02/2010
- Поищу. Только прошу не забывать, что для каждого апдейта статьи понадобится найти и предоставить авторитетный источник сведений, отражённых в этом апдейте. —Алекс Hitech 13:08, 6 февраля 2010 (UTC)
___________________________ Продолжим… Американские учёные создали лазеруню систему зажигания «По мнению ученых, новая технология позволит увеличить эффективность мотора и повысить его экологичность за счет более эффективного сгорания топлива. Кроме того, лазерная система зажигания практически не требует обслуживания и служит дольше традиционной.» http://www.gazeta.ru/auto/2006/04/06_n_581009.shtml — ссылочка на настоящий момент такая система тестируется и настраивается в конструкторском бюро МГТУ МАМИ (сорри пока никаких подробностей не узнал) GIKS 24/04/2010 … узнал тут недавно что у РПД мазды RX-8 слишком сложный «впуск» — т.е. мотор 100% немного за счёт этого душится… кстати, тосичность\экономичность можно снизить\повысить за счёт более тонкой настройки «мозга» (ECU).
литература на тему Автомобильных Роторно-Поршневых двигателей[править код]
Martoos 21:14, 19 августа 2011 (UTC)Martoos
Кто может объяснить что иллюстрирует фото мотоцикла, на кот. нет ссылки в тексте?
Кто-то может объяснить: где в двигателе Ванкеля ПОРШЕНЬ?[править код]
И почему он не просто роторный, а роторно-поршневой? Может просто роторный с планетарным вращательным движением главного рабочего элемента? —= APh =— 21:34, 13 июля 2013 (UTC)
- Сам ротор и выполняет роль поршня, поскольку при вращении ротора изменяется объём рабочих полостей. В то время как у турбины при вращении ротора никакие объёмы не меняются. — Monedula 12:51, 14 июля 2013 (UTC)
Самое непонятное в конструкции[править код]
Соединение ротора с выходным валом через эксцентриковый механизм, являясь характерной особенностью РПД...
Вот именно этот момент: каким образом сложное циклическое движение трёхгранного поршня становится честным вращением выходного вала, во всех материалах и на всех иллюстрациях деликатно обходят. А у нормального человека при взгляде на метания треугольника Рёло по эпитрохоиде наступает лёгкий ступор. Ну, да, летает-болтается, игрушка забавная, а толку-то? Как с этого вращательный гешефт получают? Нельзя ли пояснить и проиллюстрировать так, чтобы стало понятно?
217.107.126.94 12:30, 22 августа 2016 (UTC)MichaelMM
Почитав статью, кажется что идеальный движок для портативных устройств типа бензопил. Погуглил, такие попытки делались. Хорошо бы в статью. PavelSI (обс.) 19:53, 25 августа 2017 (UTC)
Сам понял? 31.135.33.17 14:25, 31 декабря 2018 (UTC)
Не могу исправить ошибку в ссылке[править код]
В ссылке «Роторный двигатель: преимущества и недостатки» нужно добавить дефис в гиперссылку. Правильная ссылка: http://www.delta-expo.ru/content/view/131/15/ Natnovok (обс.) 13:29, 28 октября 2018 (UTC)
Надо бы обновить раздел по авиационным двигателям.[править код]
Добавить раздел о современных авиационных двигателях Mistral.
По сути единственный живой проект применения двигателя ванкеля, если концепт Мазды не считать.
https://en.wikipedia.org/wiki/Mistral_Engines
84.39.245.236 12:00, 22 июля 2019 (UTC)
Пятитактный роторный двигатель — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 13 марта 2019; проверки требуют 2 правки. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 13 марта 2019; проверки требуют 2 правки.Пятитактный роторный двигатель — роторный двигатель с простым и равномерным вращательным движением главного рабочего элемента и с использованием такого же простого вращательного движения уплотнительных элементов.
Впервые такая схема расширительной машины в виде насоса была описана британским изобретателем Д. Эвом в 1820-х годах и опубликована в английской книге Т. Юбанка в 1850 году «Гидравлические и другие машины».
Первую известную и реально действующую машину на этом принципе создал русский инженер-механик из Санкт-Петербурга Н. Н. Тверской в 1880-х годах. Его паровая «коловратная машина» (паровой роторный двигатель) ставился на паровые катера, вращал динамо-машины и даже, работая со сжатым аммиаком, приводил в движение «подводную миноноску» (подводную лодку) конструкции Н. Н. Тверского, на которой сам инженер опускался в воды Финского залива. Паровая машина Н. Н. Тверского стояла даже на императорской паровой яхте «Штандарт». Однако потом эти двигатели по непонятной причине были забыты и не получили в России, да и в мире, дальнейшего развития.
В XX веке с появлением двигателя внутреннего сгорания производились попытки приспособить такую схему роторного двигателя к осуществлению циклов двигателя внутреннего сгорания. Например, в специальной технической литературе европейских стран и США середины XX века описаны схемы двигателей конструкции Ф. Унзина и С. Беймана, которые пытались развить именно эту схему роторных машин применительно к режиму работы двигателя внутреннего сгорания. Однако эти попытки были явно неудачными и о реализации этих схем в металле ничего неизвестно.
Идея разделить шиберные колеса сжатия и расширения (возможно, на несколько колес последовательного расширения) витает в воздухе давно, но только в последние десятилетия обретает технологическую возможность стать сравнимой по эффективности и энергоплотности с турбиной такого же массогабарита, однако, все же, при худшем тепловом режиме не только рабочих элементов, но и корпусных частей. Также, в отличие от турбин, такая модель объемного ДВС требует либо значительной циркуляции жидкого несгораемого уплотнителя, либо ввода через шиберный вал и стенки корпуса тяжёлых топливных фракций (масел, мазутов и т. п.).
Сомнительным преимуществом такого ДВС перед турбиной может стать его простота в фазе разработки, относительная всеядность по топливам и чуть меньшая, чем у турбин, стоимость при производстве в малом габарите. В любом случае, такой ДВС не может превысить в эффективности дизельный двигатель.
Единственное реальное преимущество подобного ДВС перед дизельным — относительная тишина работы, что, впрочем, спорно для больших мощностей и малых оборотов.
Российским инженером И. Ю. Исаевым в 2009 году предложена схема реализации циклов двигателя внутреннего сгорания в конструктивной компоновке данного типа роторных машин, отличающаяся от предложенного ранее. Главным отличием этого изобретения является вынесение в отдельные конструктивно обособленные камеры технологического цикла «горение рабочей смеси — образование газов горения высокого давления». То есть привычный для всех типов двигателей внутреннего сгорания такт «горение — расширение» разделён на два технологических процесса «горение» и «расширение», реализуемые в разных рабочих камерах двигателя. В двигателе в различных конструктивных объёмных камерах последовательно реализуются следующие технологические такты:
- всасывание рабочей смеси.
- сжатие рабочей смеси.
- поджиг и горение рабочей смеси.
- расширение рабочих газов.
- выпуск отработавших газов.
- Т. Юбанк. Гидравлические и другие машины. — 1850 (на английском языке).
- Записки Русского Императорского Технического общества, 1885.
- Е. Акатов, В. Бологов и др. Судовые роторные двигатели, 1967.
Видео, в котором показано как работает роторный двигатель изнутри
Посмотрите, как работает роторный двигатель Ванкеля в замедленной съемке
Редчайшее видео, которое мы никогда не увидели бы, если бы не рукастость владельца и по совместительству ведущего YouTube канала «Warp Perception».
Смотрите также: Самый необычный двигатель, созданный Роллс-Ройс
Этот технически подкованный гражданин, похоже, самостоятельно сделал работающий мини-роторный двигатель внутреннего сгорания, поместил вместо крышки прозрачный пластиковый колпак и, подсоединив шланг с бензином и свечу накаливания, принялся за дело.
Отснятый материал просто не описать словами. Это настолько завораживающее зрелище! Работа миниатюрного роторного двигателя видна изнутри, в замедленной съемке! Вы когда-нибудь сталкивались с чем-то подобным? Вряд ли.
Создатель по ходу съемок рассказывает о своем творении. Он называет крошечный мотор «авиадвигателем Ванкеля». То есть этот нестандартный двигатель, похоже, будет установлен на радиоуправляемую модель самолета. Но как игрушку такой шедевр просто невозможно воспринимать. Вот как он выглядит и самое главное – как работает:
В видео ясно показано, как ротор, вращающийся на эксцентриковом валу, втягивает внутрь воздух через впускное отверстие, увеличивает давление в камере сгорания перед воспламенением воздушно-топливной смеси*, с одной стороны, и, напротив, создавая разряженное давление на такте выпуска, с другой.
*В отличие от реальных двигателей Ванкеля, смесь поджигается свечой накаливания.
Учитывая, что карбюратор/впуск находится в левой нижней части изображения, источник зажигания – справа, а выхлоп – справа вверху, можно составить визуальную схему, показывающую процесс работы ДВС, начиная с впуска топливо-воздушной смеси:
Затем ротор проворачивает эксцентриковый вал и повышает давление в камере сгорания:
Источник зажигания (или две свечи, как в случае с многими двигателями Ванкеля) начинает процесс возгорания:
Это сгорание топлива и воздуха закручивает ротор во время рабочего такта:
И наконец, двигатель выплевывает газы и остатки несгоревшего топлива наружу:
На этот работающий шедевр можно смотреть вечно!