Мазда роторные двигатели


Роторный двигатель "Мазда RX8": технические характеристики, плюсы и минусы

Далеко не каждый автолюбитель знает о том, что существуют не только классические поршневые двигатели, но и роторные. Это обусловлено крайней редкостью последних. Единственный производитель в мире, серийно занимающийся выпуском автомобилей с роторным двигателем - "Мазда". Давайте более подробно рассмотрим ключевые особенности данного мотора.

В качестве примера возьмем самый популярный роторный двигатель "Мазда RX8" - 13B MSP.

Общие сведения

Мотор 13B MSP имеет общепринятое и известное название Renesis, которое и будет фигурировать в данной статье. Хотелось бы отметить, что он получил звание "Двигатель года" в далеком 2003-м. Не будем слишком углубляться в историю изобретения, скажем лишь то, что придуман принцип работы такого мотора был Феликсом Ванкелем и Вальтером Фройде в 1954 году, хотя первые разработки начались еще в 30-х.

В 1958 году компания NSU выпустила первый в мире автомобиль с роторно-поршневым двигателем (в далнейшем РПД). А спустя несколько лет компания "Мазда" стала изготавливать РПД на собственных мощностях. Поэтому и в настоящее время только данная компания обладает огромным опытом использования роторно-поршневых двигателей в автомобилях.

Вкратце о принципе работы РПД и преимуществах

Конструкция мотора имеет статор, который является аналогом блока цилиндров в классическом ДВС, а также ротор, являющийся, по сути, поршневой. Эксцентриковый вал исполняет обязанности коленвала. Собственно, используется такой механизм, как апекс, который применяется для изоляции камер внутреннего сгорания. Это одна из наиболее тяжелонагруженных деталей в плане перепада температур.

Такой мотор обладает целым рядом преимуществ. Роторный двигатель "Мазда RX8", обзор которого будет выполнен в данной статье, является крайне компактным. Он имеет намного меньше деталей, нежели обычный поршневой. Это, без всякого сомнения, увеличивает его надежность. Отдача в данном случае также гораздо выше. Объема в 1,3 литра вполне достаточно чтобы добиться мощности в 250 лошадиных сил.

Недостатки Renesis

Как вы уже наверняка догадались, широкого распространения моторы подобного типа не получили. И на это есть целый ряд весомых причин. Во-первых, низкий ресурс двигателя. Конструкция выполнена таким образом, что через определенный пробег узел выходит из строя. Конечно, классический поршневой двигатель тоже отрабатывает свое, но это уже совсем другая история.

Сколько проработает РПД, зависит от стиля вождения, но в большинстве случаев пробег останавливается на отметке 100 000 км. Конечно, бывали случаи, когда мотор ходил и 200 000 км, но это уже, скорее, исключение из правил, нежели штатная ситуация. Сам по себе РПД считается расходником, поэтому чаще всего его меняют просто на новый.

Не для спокойной езды

Роторный двигатель "Мазда RX8", технические характеристики которого рассмотрены в обзоре, приобретается зачастую для высоких скоростей и ощущения постоянного драйва. Работа на высоких оборотах хоть и наносит меньше вреда, нежели поршневому мотору, но все же существенно снижает ресурс. Обычно отметка падает до 80 000 км, а в некоторых случаях и до 50 000 км. Дальше идет либо капремонт и переборка, либо же установка нового мотора.

Есть и еще один важный нюанс - РПД не терпит перегревов, хотя и склонен к ним. Именно поэтому нужно крайне внимательно следить за исправностью системы охлаждения на автомобиле. Вовремя менять антифриз, термостат и другие расходники. Так как минимальная экономия может вылиться в максимальные затраты.

Более капризный

Так как работает роторный двигатель "Мазда RX8" зачастую в экстремальных условиях, то его нужно тщательно обслуживать. В частности, это касается регулярности замены масла. Желательно выполнять данную процедуру раз в 5 000 км. Учитывая, что замена масла в данном моторе частичная, проблемой это быть не должно. Затягивать крайне не рекомендуется, так как можно "попасть" на новый двигатель, даже капремонт не поможет.

Как было отмечено немного выше, апекс - один из самых нагруженных элементов системы. Данная пластина является уплотнителем между камерами сгорания. Поэтому она постоянно под нагрузкой от перепада температур и давления. Частично конструкторам удалось решить проблему с её износом, использовав высоколегированную сталь. Тем не менее апекс выходит из строя обычно в первую очередь.

Поиск СТО - целая наука

Даже сегодня далеко не каждый автосервис возьмется за ремонт такого двигателя. В России таких СТО, может, и насобирается десяток, которые располагаются в основном в крупных городах, таких как Москва или Санкт-Петербург. Ну а что же делать владельцам такого автомобиля в провинции, совершенно непонятно. Это один из ключевых факторов, которые не дают людям покупать машины с подобным мотором.

Но даже если сервис с такими специалистами и найдется, то где же взять запчасти? Их придется заказывать и, скорее всего, ждать нужно будет долго. Конечно, роторный двигатель "Мазда RX8", ресурс которого и так невелик, может уменьшиться благодаря неквалифицированным сотрудникам сервиса. Поэтому куда-нибудь отдавать авто тоже не хочется. Скорее всего, и заявленная сумма на ремонт РПД будет просто удивительной, но это уже зависит от наглости конкретно взятого моториста.

Усовершенствование двигателя Renesis

Компания "Мазда" после выпуска RX-7 учла некоторые недостатки мотора и попыталась его усовершенствовать. После ряда манипуляций, большая часть которых не разглашалась, разработчик заявил, что, в зависимости от стиля езды, мотор проработает от 300 000 до 450 000 километров. Правда, он забыл добавить, что на этот период приходится также 3-4 капремонта. Именно таковой и является ситуация на сегодняшний день.

Единственная существенная модернизация, которая принесла пользу, это установка двух масляных форсунок. Хотя и тут без недостатков не обошлось. Их конструкция была не самой удачной, поэтому апексы смазывались недостаточно и очень быстро спекались. Этот минус был устранен в рестайлинге. Ну а сейчас нелишним будет рассказать об особенностях эксплуатации данного мотора.

Чего двигатель боится?

Мы уже немного разобрались с вами, чем интересен роторный двигатель "Мазда RX8". Принцип работы, преимущества и недостатки также рассмотрели. А сейчас о других важных деталях. РПД крайне боится:

  • масляного голодания;
  • перегревов;
  • плохого топлива;
  • длительной езды на высоких оборотах.

Что же касается первых двух пунктов, то тут все предельно ясно. Плохой бензин действительно влияет на работу РПД. Возможна детонация и нестабильная деятельность. Поэтому настоятельно рекомендуется заливать лучшее горючее, которое только можно найти на заправочной станции. Что же касается высоких оборотов, то они вызывают перегрев. Хотя иногда нужно давать газу для удаления нагара и продувки свечей, но это должно быть кратковременно.

О расходах на содержание

А это, пожалуй, самое интересное. Несмотря на относительно невысокую стоимость автомобиля, вложиться в него придется конкретно в любом случае. Первое и самое главное - расход топлива. Тут он достаточно внушительный. По трассе приблизительно 10-12 литров, а по городу от 13 до 20. Но это в случае исправной работы всех систем и узлов. Если имеется хотя бы неисправный лямбда-зонд, расход усредняется и повышается до 20 литров и выше.

Учитывайте еще и то, что автомобиль крайне неохотно потребляет АИ-92, поэтому кормить придется 95-м. Следовательно, и расходы несколько возрастают. Но это еще далеко не все. Масло автомобиль также охотно ест. Расход составляет порядка 500-1000 мл на 1 000 км в зависимости от того, как давить на акселератор. Оригинальная литровая бутылка стоит порядка 1 000 рублей. Но можно найти и качественный заменитель по 500 рублей за литр. Содержать такую "рабочую лошадку" крайне непросто. Автомобиль подходит, скорее, для парадных выездов, нежели ежедневного толкания по пробкам с работы и на работу.

Роторный двигатель "Мазда RX8": отзывы владельцев и экспертов

По мнению большинства специалистов, есть один огромный плюс такого мотора. Заключается он в его небольшом весе. Тот же "Ренесис" имеет массу ненамного больше ста килограммов. Если брать мотор аналогичной мощности, то это все 250-300 кг. В целом же такой силовой агрегат на RX8 позволил существенно улучшить балансировку автомобиля и уменьшить массу.

Еще одно ключевое достоинство, по мнению многих - высокий КПД и отсутствие вибраций как таковых. Это делает езду более комфортной на высоких оборотах, так как мотор работает не слишком шумно, да и имеет достаточно приятный звук. Но специалисты многих СТО отмечают, что это крайне прихотливый мотор и, по сути, непредсказуемый. Он может ходить как больше положенного производителем срока, так и в разы меньше. Это не дает никакой уверенности в завтрашнем дне.

Еще один минус - сокращается ресурс работы при низких температурах. Это, конечно, касается и обычных цилиндро-поршневых двигателей, но РПД тут преуспел. Компанией "Мазда" была разработана специальная система для холодного запуска "Саб-зиро старт", которая отчасти позволила решить эту проблему.

Существует ли тюнинг Renesis

Многие автовладельцы хотели бы несколько доработать роторный двигатель "Мазда RX8". Отзывы же говорят о нецелесообразности тюнинга. Это связано в первую очередь с его высоко стоимостью и сложностью. Влияет также и ресурс РПД, который и так достаточно низкий, а еще больше его уменьшить вряд ли кто-то захочет.

Именно поэтому на данный автомобиль чаще пытаются установить другой мотор, нежели тюнинговать этот. Правда, в большинстве случаев такие попытки ни к чему не приводят. РПД имеет небольшую массу, в данном случае 110 кг. Единственный более или менее вменяемый вариант - установить РПД от RX-7, который считается более живучим. Хотя 90% владельцев катаются на том, что поставили на заводе, то бишь в стоке, и остаются весьма довольны.

Подведем итоги

Было много сказано о том, что такое роторный двигатель "Мазда RX8". Фото РПД вы сможете посмотреть в данной статье и увидеть его ключевые отличия от классического поршневого мотора. Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что мотор крайне привередлив. Не терпит низких температур, требует регулярного ухода и обслуживания. Также весьма "прожорлив", это касается как масла, так и бензина.

Но есть у него и свои сильные стороны. Дает превосходную динамику, большое количество лошадиных сил с малого объема, приятный звук и непередаваемые ощущения. Такой двигатель подойдет, скорее, ярым фанатам данного автомобиля, нежели людям, считающим свои деньги.

Расходы действительно могут быть большими. Если, к примеру, вы заметили, что РПД плохо заводится на горячую, или компрессия упала ниже 6,5 Атм, то это, скорее всего, приведет к скорой кончине двигателя. С капитальным ремонтом в этом случае лучше не затягивать. В целом же роторный двигатель "Мазда RX8", принцип работы которого был рассмотрен в данной статье, несколько недоработан. Это касается не только данной модели РПД, но и всех двигателей такого типа в целом.

Вряд ли нужно говорить о цене на Renesis. Это удовольствие не из дешевых. Добавить к этому работу на СТО - и выходит в 100 000-130 000 тысяч рублей. Для кого-то эта сумма не такая и большая за новый двигатель, но стоит еще учесть и расходы на автомобиль. Бензин, масло в больших количествах, ТО и т. п. Когда все сложится, сумма увеличится до 300 000 рублей и более. После этого стоит задуматься, а так ли хорош роторный двигатель "Мазда RX8". Характеристики его хоть и впечатляют, но зато очень много и недостатков.

fb.ru

Роторный двигатель Мазда (Mazda)

Роторный двигатель Мазда (Mazda)

В этой статье мне хотелось бы подробно остановиться на таком интересном устройстве как роторный двигатель. Разбираться в строении будем по принципу «как это работает» в привычном, очень простом и понятном режиме как для начинающих водителей, так и для профессионалов. В центре нашего внимания будет роторный двигатель компании Мазда. Начнем с начала и ответим на вопросы: что такое роторный двигатель, принципы работы роторного двигателя, где используется роторный двигатель?

Не буду вдаваться в историю глубоко и просто скажу, что принцип работы роторного двигателя разработал товарищ Феликс Ванкель в 1957 году. Впоследствии многие организации взялись за разработки принципиально нового роторного двигателя, но встретившись с серьезными сложностями в реализации этого двигателя, многие компании отказались от работы с роторными двигателями. И лишь компания Мазда «вцепилась зубами» за идею воплощения роторного двигателя в своих автомобилях. На сегодняшний день компания Мазда является единственным производителем автомобилей серийного производства с роторными двигателями.

Конструкция роторного двигателя принципиально отличается от конструкции привычного нам ДВС. Основные тяговые элементы и конструкция камеры совсем не похожи на обычный поршневой двигатель. Но есть и много сходств. Например, в роторном двигателе используется тот же принцип сгорания топлива (в основном бензин). Системы подачи топлива и выпуска отработавших газов очень схожи с обычным бензиновым двигателем.

Получается смысл такой же. Так же попадает топливо в цилиндр, так же сжимается, поджигается, горит, расширяется и толкает поршень только деталями другой формы. Зачем тогда компании Мазда вкладывать столько сил, времени и денег в развитие двигателя который не признает не один концерн кроме нее? Ответ кроется в преимуществах роторного двигателя Мазда перед обычным ДВС.

Принцип работы роторного двигателя

Рисунок 1. Основные части роторного двигателя — ротор на валу и корпус (статор). Ротор неподвижно закреплен на эксцентриковом валу и при вращении описывает форму «капсулы», а не круга, так как насажен на вал не по центру.Фото: Autogurnal.

Не вдаваясь в технические подробности, рассмотрим на схемах принцип работы и увидим все вытекающие преимущества и недостатки роторного двигателя Мазда. Во-первых, нужно полностью забыть конструкцию обычного ДВС, если вы ее себе представляли, если нет, то просто вникаем. Во-вторых, рассмотрим основные части роторного двигателя. Роторный двигатель от того и назван роторным, что в его основе находится вращающийся ротор. Ротор (см. рисунок 1) – основная часть роторного двигателя, от которой передается мощность на сцепление и коробку передач. А если по-простому, ротор – это та часть роторного двигателя, которую толкает сгоревшее топливо, а она уже передает вращение на колеса через трансмиссию (сцепление + коробка передач). Ротор выполнен из легированной стали в форме объемного треугольника, который жестко закреплен на валу. Ротор вращается в полости, она же корпус роторного двигателя (статор), которая выполнена в форме капсулы (см. рисунок 1). В этой полости и происходят все 4 процесса привычные для обычного ДВС – впрыск топлива и воздуха, сжатие этой смеси, воспламенение и толкание ротора, выпуск сгоревших газов.

Теперь рассмотрим, как движется ротор в корпусе и что там происходит. Для начала нужно отметить, что ротор закреплен на валу-эксцентрике. Что это значит? А значит, что ротор не вращается вокруг одной оси, а бегает вокруг нее. На схеме будет понятнее. Принцип работы роторного двигателя заключается в том, что ротор создает вокруг себя полости изолированные друг от друга, в каждой из которых происходит свое действие. Поскольку наш ротор треугольный, полости получается три. Сейчас посмотрим, как ротор проходит один полный цикл. Все начинается с полости всасывания. В ней происходит наполнение камеры кислородом и топливом и их перемешивание. Затем ротор, вращаясь, толкает эту смесь в следующую камеру, одновременно сжимая смесь. Затем сжатая смесь воспламеняется с помощью двух свечей. Смесь расширяется, толкая поршень дальше по кругу. И смесь оказывается уже в следующей полости, где происходит выталкивание остатков от не сгоревшего топлива в выпускную трубу.

Рисунок 2. Полный цикл роторного двигателя. На рисунке представлены все фазы работы роторного двигателя. С каждой стороны ротора одновременно происходит своя фаза в зависимости от того, к какой камере обращена рабочая плоскость ротора. Фото: Autogurnal.

Вот и весь полный цикл работы роторного двигателя Мазда. Но мы рассмотрели, что происходит только с одной стороны ротора, вот в этом и суть. Дело в том, что эти процессы происходят непрерывно сразу с трех сторон ротора. Если проследить за точкой на валу ротора, то получается, что за один оборот в ротором двигателе происходит сразу 3 так называемых такта (всасывание, сжатие, воспламенение). В то время как в обычном ДВС за один оборот двигателя происходит только один из тактов. А если еще учесть то факт, что современные роторные двигатели, которые производит компания Мазда имеют 2 или 3 ротора, то преимущество в производительности такого двигателя по сравнению с обычным ДВС на лицо. Для сравнения, стандартный 2-х роторный двигатель Мазда сравним по производительности с обычным 6-ти цилиндровым двигателем, а 3-х роторный – с 12-ти цилиндровым. Вот мы и ответили на вопрос почему компания Мазда не оставила идею воплощения роторного двигателя в своих автомобилях. Все дело в производительности. Но это не единственное преимущество роторного двигателя Мазда. Вы обратили внимание, что в конструкции присутствует 2 основных элемента, ротор и статор (корпус с полостью) – проще не придумать. По статистике в роторном двигателе используется на 1000 деталей меньше, чем в обычном ДВС. К тому же в роторном двигателе Мазда уровень вибрации намного ниже, чем в обычном ДВС. Этот происходит от того, что в роторном двигателе нет возвратно-поступательных движений поршня, а просто вращение ротора. И ротора как правило 2, так что в добавок еще и они уравновешивают друг друга. Роторные двигатели очень приемистые на маленьких оборотах, это достигается как раз тем моментом, что в двигателе происходит за оборот сразу 3 такта. Да и диапазон оборотов намного выше, чем у простого бензинового двигателя. Роторный двигатель Мазда может без особого напряжения и износа для себя развить скорость 100 км/ч в пределах одной передачи, в диапазоне до 8000 об/мин и более. Нельзя не заметить, что роторный двигатель более компактный и легкий. Это позволяет снизить общую массу автомобиля и выполнить более эффективную «развесовку» агрегатов.

Не все так сказочно на первый взгляд, есть причины, почему другие мировые гиганты не используют эту технологию. Роторный двигатель требует большой точности в своей работе. Полости, которые перекрывает ротор должны быть герметичны друг от друга, сохранять это качество очень сложно. Для этого используются дорогостоящие материалы и обслуживание этого двигателя должно выполняться чаще и профессиональнее. Если не выполнять обслуживание точно в срок то двигатель быстро выходит из строя. Например, если вовремя не поменять масло, то на статоре образуется необратимый износ и двигатель восстановить уже будет сложно и дорого. Стоимость такого двигателя при простоте конструкции не малая из-за использования дорогостоящих материалов. Эти причины возможно и не позволяют другим мировым авто гигантам использовать роторный двигатель в своих серийных автомобилях.

Современные автомобили Мазда с роторным двигателем

Роторные двигатели для компании Мазда стали уже отличительным символом и пользуются не малой популярностью среди автолюбителей. Поговорим о последних модификациях самых современных роторных двигателей.

Уже на протяжении многих лет символом роторного двигателя является автомобиль Мазда RX8 (Mazda RX8). В 2008 году продажи этого автомобиля в Европе прекратились из-за того, что выбросы двигателя этого автомобиля не соответствовали стандарту Евро 5, а только лишь Евро 4. Да и расход топлива старого ротора был не мал (мог достигать 20 литров на 100 км при определенных режимах езды). Но компания Мазда в очередной раз приготовила сюрприз ее клиентам и создала роторный двигатель нового поколения Renesis 16X. Этот роторный двигатель решил все вопросы, которые волновали европейцев. Во-первых, объем двигателя увеличился до 1,6 литра по сравнению со старым ротором 1,3. Мощность этого двигателя достигает 350 л.с. при 8500 об/мин. Во-вторых, изменениям подверглась система впрыска топлива, теперь впрыск топлива осуществляется непосредственно во всасывающую полость и во впускном коллекторе. Этот момент позволяет наиболее точно скорректировать количество топлива при разных режимах езды. Что позволило существенно увеличить экономию топлива. В-третьих, корпус-статор нового роторного двигателя выполнен из новейшего легкого сплава алюминия.

Компания Мазда подготовила еще один сюрприз для любителей окружающей среды и выпустила двигатель с нулевым выбросом CO2 и минимальным выбросом NO2. Этот роторный двигатель установили на обновленную Мазда RX8 Hydrogen RE. Сюрприз заключается в том, что этот новый роторный двигатель работает не только на бензине, но и на водороде. Эра водородных двигателей уже началась, а роторный двигатель даже не требует изменения конструкции для работы на водороде. Использовать водород на простых двигателях невозможно из-за низкой температуры воспламенения водорода, он без контрольно воспламеняется от сильно нагретых деталей двигателя. Использование водорода в роторных двигателях возможно и удобно, по причине того, что всасывание и воспламенение водорода происходят в разных полостях, что позволяет впрыскивать водород в не нагретый отсек. Этот двигатель может работать как на бензине, так и на водороде, причем переключаться можно на ходу. Запас хода на водороде 100 км, на бензине при 61 литровом баке 541 км. Водородный бак занял весь багажник, что не очень удобно. При работе на водороде образуется только вода. Пока этот автомобиль проходит испытания и только сдается в аренду местному правительству и предприятиям на территории Японии.

Mazda Premacy Hydrogen RE Hybrid — единственный автомобиль в мире, сочетающий водородный роторный двигатель и электрическую гибридную установку. Фото: Mazda.

Но самой последней разработкой компании Мазда стал автомобиль Mazda Premacy Hydrogen RE Hybrid. Этот автомобиль напичкали всем, что изобрели. Он сочетает в себе бензиново-водородный двигатель и гибридной электрической установкой. Эта силовая установка состоит из роторного двигателя, электроконвертера, генератора и электродвигателя. Смысл работы этой установки в том, что роторному двигателю, работающему на бензине или водороде помогает еще и электродвигатель мощностью 110kW. Этот автомобиль так же сдается в аренду на территории Японии местному правительству или частным компаниям для своих нужд. Вот и все что я хотел рассказать вам о роторных двигателях Мазда, надеюсь, все было понятно, о новинках будем следить и рассказывать в следующих статьях.

autogurnal.ru

Сколько стоит роторное удовольствие? Разбираем двигатель Mazda RX-8

Автор: MazdaClub

01 май 2014 00:43

Все труднее любителям мощных заднеприводных автомобилей после повышения таможенных пошлин в 2011 году: привезти что-то с большим мотором неприлично дорого, а старый автопарк изнашивается. Тем не менее, подержанная

Тем не менее, подержанная Mazda RX-8 с роторно-поршневым двигателем объемом всего 1,3 л и мощностью от 192 до 231 л.с все еще доступна. Попытаемся выяснить вместе со специалистами СТО, стоит ли связываться с этим мотором.

Итак, имеем компактный роторный мотор Mazda RX-8 - он будет полностью разобран, и в процессе специалисты расскажут обо всех нюансах его эксплуатации и ремонта. Но сначала - краткая информация об этом двигателе.

История техники:

В 20-х гг. XX века немецкий изобретатель Феликс Ванкель, стремясь упростить конструкцию двигателя, избавил его от большого количества деталей. Ему удалось сделать так, что в РПД отсутствуют кривошипно-шатунный механизм, поршни, клапаны и сложная система их привода. Статор, имеющий форму эпитрохоиды – что похоже на раздувшуюся в середине цифру 8, выполняет роль цилиндра, а трехгранный ротор выступает в роли поршня. Ротор вершинами скользит по поверхности статора, образуя три замкнутые полости. За один оборот в каждой из трех полостей происходит 4 такта, все как обычно: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Две шестерниобеспечивают сложную траекторию, по которой движется ротор. Одна из них, внутренняя, неподвижно закреплена на роторе и "обкатывает" неподвижную шестерню, закрепленную на боковой стенке статора. Ротор вращается на валу с эксцентриком, а с этого вала и снимается крутящий момент двигателя. Как это работает, можно понять, посмотрев видео:Роторный мотор, по габаритам, существенно меньше поршневых двигателей и занимает не так много места. Минимум деталей, максимум простоты и отдачи - в идеале все выглядит здорово. РПД способен выдерживать высокие обороты, и, при этом, его вибронагруженность меньше. Двигатель, в ответ на газ, раскручивается моментально, так как из-за меньшего числа деталей, он имеет малую инертность.Однако, если говорить о недостатках роторного двигателя, то они проистекают из его же достоинств: причина неэкономичности и высокого содержания вредных веществ в выхлопных газах - неидеальная форма камеры сгорания, по этой же причине расход топлива выше, чем у классических моторов. Также, к большей теплонагруженности мотора приводит большая площадь камеры сгорания.Конструкция роторного двигателя на первый взгляд вроде бы и проста, но нюансов здесь не счесть. Износ апексов - уплотнителей между камерами сгорания - является главным врагом любого роторного двигателя. При небольшом пятне контакта с поверхностью камеры сгорания, этой очень маленькой пластине приходится принимать на себя огромные перепады температур и давления. Во впускной коллектор приходится дополнительно впрыскивать масло, чтобы обеспечить нормальную смазку уплотнений. А это повышенный расход масла и ухудшение экологических параметров. И так далее - о недостатках этого мотора можно говорить часами.Патент на производство двигателя в свое время купили: Daimler-Benz, General Motors, Alfa Romeo, Nissan, Toyota, однако многие автопроизводители отказались от разработок РПД. Серьезно роторами некоторое время занимался и ВАЗ. Несколько лет с 1967 года выпускался такой автомобиль как NSU Ro 80 с роторным двигателем объемом 995 куб.см и

мощностью 113 л.с. В итоге только Mazda продолжила работы над совершенствованием конструкции Ванкеля и добилась весьма неплохих результатов, которые воплотились в двигателях Mazda RX-7 и RX-8.

Разборка

На фото мотор 13В мощностью 192 л.с. и с пробегом - около 180.000 км. На 120.000 км производился капитальный ремонт. Владелец автомобиля пожаловался на плохой запуск горячего двигателя и высокое потребление масла на угар. Теперь поговорим о ресурсе и стоимости ремонта.Эти моторы проезжают в США, Японии и странах Европы без вмешательства около 200 тысяч километров, но у нас ресурс мотора в среднем составляет 100 тысяч и меньше, так как часто они не получают качественного топлива и должного обслуживания.Повышенный расход масла, плохой запуск "на горячую" и низкий уровень компрессии являются первыми признаками приближающегося капитального ремонта. Стоимость работы по переборке двигателя - около 1000 долларов, ремкомплект - около 1500. Это при условии, что ни одна из секций, никакие крупные детали не пострадали. Если внутри большой износ, задиры или повреждения, то рекомендуется замена секции, стоимость которой составляет около 700 долларов. Перед покупкой такого автомобиля обязательно нужно пользоваться специальным компрессометром - компрессия не должна быть ниже 6,5 атмосфер. Достаточно через одну замену масла замерять компрессию - она должна составлять 6,5-8 атмосфер. Падает она постепенно, но ниже 6-6,5 атмосфер лучше не доводить, иначе одним ремкомплектом не обойдешься. Если за мотором ухаживать, все делать своевременно, двигатель может проехать и 150 тысяч.Также случаются ситуации, когда стоимость ремонта может быть нецелесообразной - в таком случае из Америки можно заказать двигатель, стоимостью около $4500, который проходил капитальный ремонт в заводских условиях и при этом все основные детали в нем заменены на новые. Из Японии же можно заказать новый по цене около $6000-6500.Ресурс двигателя сильно зависит от того, как часто меняются "расходники" и какого они качества. Для каждого рынка установлены свои интервалы: в Европе, например, они составляют 20 тысяч. Воздушный фильтр обязательно следует менять раз в 20 тысяч километров. В бак заливать только 95-й бензин, но лучше всего подходит 98-й, хотя это, конечно, дорого, ведь топливо RX-8 потребляет нещадно: в городе 15 литров, а то и больше.

При разборке обращаем внимание на масляные форсунки: здесь масло принудительно подается в секции на такте впуска, потому что в РПД нет прямого контакта секций с поддоном. Если их вовремя не поменять, это может плохо закончиться. У роторного двигателя должен быть расход масла: канистра оригинального масла вмещает 5 литров, заливается 3,5 – если все исправно, оставшиеся 1,5 литра хватит на доливку на 5 тысяч километров. Расход может быть больше, если есть нюансы. Если расход меньше, это должно вызвать обеспокоенность - значит, проблема с форсунками. По статистике они «выхаживаются» за почти 50 тысяч километров.

На фото - масляный термостат. Масляных радиаторов, которые устанавливаются на Mazda RX-8, в зависимости от версии, может быть два или один. Масло попадает в радиаторы не сразу, а только лишь по достижении определенной температуры. Перегрев, которого, как и любой мотор, боится роторный 13В, случается нечасто, так как радиатор охлаждения немаленький, а общая система охлаждения имеет объем 9,5 л.

После снятия поддона можно увидеть можно увидеть хитрую систему противоотливов - можно смело участвовать на RX-8 в любительских трек-днях.

В масляном насосе есть два редукционных клапана сброса избыточного давления масла и он очень производительный.

После снятия крышки масляного насоса – виден привод масляного насоса. Это единственная цепь в этом моторе - практически вечная, проблем с ней никогда не было.

Сам двигатель крепится зажимающимися в определенной последовательности 19 болтами. Когда их откручиваешь, можно увидеть и понять, что у каждого болта есть сальник для предотвращения утечки антифриза.

Теперь сам ротор. В видео наглядно рассказывается о принципе работы РПД:

Роль компрессионных колец здесь выполняют апексы.Уплотнения необходимо обеспечивать по трем плоскостям, а это сложно – в этом заключаются проблема маленького ресурса. Поэтому изначально компрессия в РПД более низкая, и именно отсюда возникает много проблем. В старом RX-7 все получше: высота апекса составляет 8,1 миллиметра, стереться он может на 1,6 миллиметра, поэтому турбированный роторный мотор этого автомобиля проходит больше 200 тысяч при условии грамотного обслуживания. А вот у Mazda RX-8 высота апекса составляет 5,3 миллиметра и на 4,5 миллиметра рекомендуется замена, следовательно, на"жизнь" отводят всего 0,8 миллиметра, поэтому можно сделать следующий вывод: чтобы попасть в экологические рамки и повысить оборотистость двигателя, ресурс занижен искусственно.

В РПД обычные свечи использовать нельзя - можно сразу уничтожить двигатель. Замену их нужно делать раз в 30-40 тысяч километров и главное не перепутать маркировку - свечи разные. Комплект из четырех специальных свечей стоит 100 долларов.

После полной разборки двигателя, проверка состояния деталей в двух секциях показала, что в первой секции сместился вкладыш ротора. Внутренние стенки секции имеют задиры и выпускные окна наполовину закоксованы. Вывод: в обеих секциях признаки повышенного расхода масла, однако, в этом случае, капитальный ремонт двигателя нецелесообразен.Съехал вкладыш ротора, крупные узлы требуют замены - общий износ мотора высок. Здесь нужно менять вал, вкладыши, прокладки, апексы, секции. Цена качественного восстановления такого мотора - около 4000 долларов. Если восстанавливать, то за такие деньги можно купить два подержанных мотора или один "ребилдинговый". Но это еще не страшно, так как бывает, что апекс выпадает и наносит серьезные разрушения другим деталям. Конечно, мотор может заводиться и ехать и на одной секции, но в этом плане, конечно, двигатель терпит страшные «издевательства»На самом деле в Mazda RX-7 и RX-8 очень много хорошего. Мотор эластичный, легко раскручивается до 9000 оборотов в минуту в зависимости от его модификации, великолепная управляемость, очень интересный дизайн – ездить приятно. Нужно только следить за состоянием форсунок и компрессией и вовремя

менять "расходники". Кроме двигателя, здесь все предельно надежно - с электрикой и ходовой частью нюансов в автомобиле нет. В стране появляется все больше Mazda RX-8, так что выбор имеется и можно смело покупать. На последние деньги такие машины не покупаются, стоит помнить, что их недешево обслуживать, хотя за 15.000-16.000 долларов можно подобрать хороший экземпляр. В заключении остается добавить, что роторная Mazda - сплошной позитив, если все работает.

mazdaclub.cc

Тестируем родстер Mazda RX-8: Смышленый малыш

Мощь двигателя и дерзкий нрав, ну конечно же двигатель пообъемнее, вот чего ищут любители покататься с ветерком. Ведь у автомобилистов сложился стереотип, что большую мощность нельзя снять с двигателя маленького объема. Но все это не про роторный двигатель.

У владельцев быстрых авто и поклонников скоростной езды, объем двигателя в 1,3 литра может вызвать разве что ухмылку, но не в случае с Mazda RX-8, выпускаемой одноименной японской автомобилестроительной компанией с 2003 по 2012 год.

Особенности дизайна

Тест-драйв автомобиля данной модели интересен сам по себе, так как речь идет о достаточно компактном спорткаре с агрессивным внешним дизайном. Столь необычная и эффектная машина немного не укладывается в классическое определение спорткупе.

Мало того, что она имеет вместо двух, 4 боковые двери, распахивающиеся в разные стороны, так еще и центральная стойка отсутствует в своем обычном виде, немного ломая стремительный силуэт авто.

Так что в некотором роде Mazda RX-8 – это видоизмененная версия четырехдверного седана.

То, что задние двери авто открываются против движения – это несомненный плюс, но попасть через них в салон можно лишь при условии предварительного открытия передних. А это уже создает определенные неудобства.

На рынке спорткупе с вместительным багажником на 290 литров позиционировалось, как самое что ни на есть настоящее четырехместное авто. Тем не менее, тест-драйв показал, что посадочная формула «2+2» была бы в данном случае более уместной, так как сзади реально комфортно разместиться могут разве что дети либо люди низкого роста.

Эти неудобства немного компенсируются тем, что каждому седоку предоставляется отдельное, достаточно комфортное глубокое ковшеобразное кресло. Это стало возможным благодаря тому, что вся Mazda RX-8 как бы разделена пополам высоким центральным тоннелем. 

Двигатель, как основная «фишка» модели

Однако главная «изюминка» данной модели заключается вовсе не в оригинальном внешнем виде или салоне, а, как это ни странно – в двигателе. Речь идет о роторно-поршневом моторе Renesis, объемом 1,3 л.

Советуем прочитать:  Бампер Мазда СХ-5 – как заменить самостоятельно

Стоит отметить, что RX-8 от компании Mazda – это единственный автомобиль с двигателем Ванкеля, выпускаемый серийно.

За счет отсутствия клапанов, поршней и распредвалов, данный агрегат не только проще привычных многим атмосферных моторов и турбодвигателей, но и на порядок легче и надежнее, что подтверждает тест-драйв.

Любопытен тот факт, что компанией выпускалось несколько версий авто, отличавшихся друг от друга исключительно мощностью движка:

  • 192 л.с. при 7000 об/мин;
  • 210 л.с. при 7200 об/мин;
  • 231 л.с. при 8200 об/мин;
  • 250 л.с. при 8500 об/мин.

Великолепным дополнением широкого рабочего диапазона двигателя Mazda RX-8 является хорошая коробка переключения передач. Например, на 2-й скорости можно без труда разогнать авто до 100 км/ч и более, а потом запросто переключиться сразу на 6-ю. Для мотора такие «скачки» не являются проблемой, и тест-драйв это подтвердил.

По качеству не уступают коробке передач и тормоза, эффективность которых при экстренной остановке заслуживает самых лестных слов. Безусловно, частично заслуга в этом принадлежит и низкопрофильным шинам Bridgestone.

Завышенные «аппетиты» авто

Представить тест-драйв без анализа расхода горюче-смазочных материалов, таких как автомасло и бензин, достаточно проблематично. Правда, в этом плане Mazda RX-8 скорее проигрывает, ведь экономичностью похвастаться данное авто уж точно не может. Причина «прожорливости» кроется в специфической форме камеры сгорания все того же роторно-поршневого мотора.

20-25 литров рекомендованного компанией-производителем бензина марки АИ-98 на 100 км пробега при активной езде на высоких оборотах – это норма. Да и масло доливать придется достаточно часто – порядка 1 литра на каждую тысячу километров пробега.

Как известно, не последнюю роль в расходе топлива и масла играет стиль вождения. Плюс ко всему, тест-драйв в очередной раз подтвердил, что двигатель данной модели в обязательном порядке нуждается в прогреве.

Пренебрежение этим правилом чревато:

  • быстрым выходом из строя, ввиду того, что высокие обороты «на холодную» действуют на роторно-поршневой мотор губительно;
  • снижением мощности.

Если «аппетиты» Mazda RX-8 и ресурс роторного двигателя в 100 тыс. км вас не пугают, то данное спорткупе с отличным сочетанием практичности и «драйверских» качеств, удостовериться в которых помог тест-драйв, вполне может подойти для повседневного использования, к тому же практичности, маневренности и удобства автомобилю данной марки не занимать.

Стоит отметить, что японская автомобилестроительная компания намерена уже в 2017 году выпустить приемника данного спортивного купе, который планируется оснастить турбированным роторным бензиновым двигателем, мощностью в 455 лошадиных сил.

imazda.ru

Роторный двигатель: принцип работы

Как работает роторный двигатель. Роторный двигатель изобретен и разработан доктором Феликсом Ванкелем и иногда называется двигатель Ванкеля или роторный двигатель Ванкеля.

Роторный двигатель, как и традиционный поршневой, является двигателем внутреннего сгорания, но работает он совершенно иначе. В поршневом двигателе, в одном и том же объеме пространства (в цилиндре) попеременно происходят четыре различные работы - впуск, сжатие, сгорание и выпуск (такты).

Роторный двигатель делает эти четыре такта в одном и том же объеме(камере), но каждый из этих тактов происходит в своей отдельной части этой камеры. Как будто для каждого цикла используется отдельный цилиндр, а поршень перемещается от одного цилиндра к другому.

В этой статье мы подробно расскажем, как работает роторный двигатель. Давайте начнем с основных принципов его работы.

Принцип работы роторного двигателя.

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.

В роторном двигателе, давление сгорания содержится в камере, образованной частью объема камеры закрытой стороной треугольного ротора, который используется в данном случае вместо поршней.

Роторный двигатель

Ротор и корпус роторного двигателя от Mazda RX-7: Эти детали заменяют поршни, цилиндры, клапаны, шатуны и распредвалы в поршневых двигателях.

Ротор соединен со стенками камеры каждой из трех своих вершин, создавая три отдельных объема газа. Ротор вращается, и каждый из этих объемов попеременно расширяется и сжимается. Цепная реакция всасывает воздух и топливо в рабочую камеру, сжимает смесь, она расширяясь делает полезную работу, затем выхлопные газы выталкиваются, новая порция воздуха и топлива всасывается, и так далее.

Мы заглянем внутрь роторного двигателя, чтобы познакомится с его устройством, но сначала давайте взглянем на новые модели автомобилей с роторным двигателем.

Mazda RX-8

Mazda стала пионером в массовом производстве автомобилей, использующих роторные двигатели. Спорткар RX-7, который поступил в продажу в 1978 году, был, пожалуй, наиболее успешным автомобилем с роторным двигателем. Но ему предшествовал целый ряд автомобилей, грузовиков и даже автобусов с роторной силовой установкой, начиная с Cosmo Sport выпуска 1967 года.

Однако RX-7 не продается с 1995 года, но идея роторного двигателя не умерла. Mazda RX-8, последний спорткар от Mazda, имеет у себя под капотом новейший роторный двигатель под названием RENESIS. Названный лучшим двигателем 2003 года, этот атмосферный двух-роторный двигатель производит около 250 лошадиных сил.

Строение роторного двигателя.

Роторный двигатель имеет систему зажигания и систему впрыска топлива, весьма похожие на те, что установлены на поршневых двигателях. Однако, если вы никогда не видели внутренности роторного двигателя, то будьте готовы удивиться, потому что вы не увидите ничего знакомого.

Ротор

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

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

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.Теперь давайте посмотрим, как эти части взаимодействуют.

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.

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.

Мощность роторного двигателя

Роторные двигатели используют четырехтактный цикл сгорания, как и в обычном поршневом. Но в роторном это происходит совсем по-другому.

Сердце роторного двигателя - это ротор. Он чем-то эквивалентен поршню в поршневом двигателе. Ротор установлен на большой округлом лепестке на выходном вале. Этот лепесток смещается от осевой линии вала и действует как заводная ручка на лебедку, давая ротору пространство для поворота выходного вала. Пока ротор вращается внутри корпуса, он толкает лепесток внутри жестких кругов, вращаясь 3 раза за каждый оборот ротора.

В то время как ротор вращается в корпусе, три отсека внутри изменяют свой размер. Изменение размера этих камер создает давление. Давайте пройдем по всем 4 отсекам двигателя.

Подача

Первая фаза начинается тогда, когда вершина ротора находится на уровне отсека подачи. В момент когда камера подачи открыта для основного отсека, объем этой камеры близок к минимуму. Как только ротор проходит мимо камеры подачи, объем камеры расширяется и вливает воздух/топливо в основной отсек. Как только ротор проходит камеру подачи, отсек становится полностью изолированным и начинается компрессия.

Компрессия

В то время как ротор продолжает свое движение по основному отсеку, пространство в отсеке становится меньше, смесь из воздуха/топлива сжимается. Как только ротор проходит отсек со свечами зажигания, объем камеры снова сводится к минимуму. В это время происходит возгорание смеси.

Возгорание

Большинство роторных двигателей имеет две свечи зажигания. Камера возгорания достаточно длинная, поэтому одной свечи будет недостаточно. Как только свечи воспламеняет топливно-воздушную смесь, давление в отсеке сильно увеличится, приводя ротор в движение. Давление в камере возгорания продолжает расти, заставляя ротор двигаться, а отсек расти в объеме. Газы от возгорания продолжают расширяться, перемещая ротор и создавая мощность, до того момента, пока ротор не пройдет выхлопной отсек.

Выхлоп

После того, как ротор проходит выхлопной отсек, высокое давление газа сгорания свободно выходит в выхлопную трубу. Так как ротор продолжает движение, камера начинает сжиматься, выдавливая оставшиеся выхлопные газы в свободный отсек. К тому времени объем камеры опять падает к минимуму и цикл начинается сначала.

Разница и Проблемы

У роторного двигателя достаточно много различий с обычным поршневым двигателем.

Меньше движущихся частей

Роторный двигатель имеет намного меньше частей, чем скажем 4-ех цилиндровый поршневой движок. Двух роторный двигатель имеет три главные движущиеся части: два ротора и выходной вал. Даже самый простой 4-ех 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.

Проблемы

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.

Источник: Авто Релиз.ру.

При копирвании информации гиперссылка на сайт AutoRelease.ru обязательна.

autorelease.ru

Принцип работы роторного двигателя, плюсы и минусы системы

Как известно, принцип работы роторного двигателя основан на высоких оборотах и отсутствии движений, которыми отличается ДВС. Это и отличает агрегат от обычного поршневого двигателя. РПД называют ещё двигателем Ванкеля, и сегодня мы рассмотрим его работу и явные достоинства.

Ротор такого двигателя находится в цилиндре. Сам корпус не круглого типа, а овального, чтобы ротор треугольной геометрии нормально в нём помещался. У РПД не бывает коленчатого вала и шатунов, а также отсутствуют в нём другие детали, что делает его конструкцию намного проще. Если говорить другими словами, то примерно около тысячи деталей обычного двигателя внутреннего сгорания в РПД нет.

Работа классического РПД основана на простом движении ротора внутри овального корпуса. В процессе движения ротора по окружности статора создаются свободные полости, в которых и происходят процессы запуска агрегата.

Удивительно, но роторный агрегат представляет собой некий парадокс. В чём он заключается? А в том, что он имеет гениально простую конструкцию, которая почему-то не прижилась. А вот более сложный поршневой вариант стал популярным и повсюду используется.

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.

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.

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!

Роторный двигатель в разрезе

Камера роторного двигателя

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 роторного двигателя

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.

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.

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%.

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.

Пришлось идти на крайние меры. Очередная модель Мазда RX-8 с роторным двигателем уже выходит с 200 лошадками, что позволяет сократить расход топлива. Но не это главное. Заслуживает уважения другое. Оказалось, что до этого никто, кроме японцев, не догадался использовать невероятную компактность роторного двигателя. Ведь мощность в 200 л.с. Мазда RX-8 открывала с двигателем объёмом 1,3 литра. Одним словом, новая Мазда выходит уже на другой уровень, где способна конкурировать с западными моделями, беря не только мощностью мотора, но и другими параметрами, в том числе и низким 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

krossovery.info


Смотрите также