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

устройство, принцип работы, преимущества и недостатки

Роторный двигатель (РПД или роторно-поршневой двигатель), в отличие от традиционного поршневого ДВС, проще в плане конструкции. Также данный тип силовой установки имеет более высокий КПД. Соответственно, даже при небольшом рабочем объеме «отдача» от такого мотора достаточно высокая. 

При этом РПД не получил широкого распространения в автомобильной индустрии. К сожалению, даже с учетом всех преимуществ, агрегат также имеет целый ряд недостатков. Далее мы рассмотрим, как устроен и работает роторный мотор, а также его сильные и слабые стороны.

Содержание статьи

• Роторный двигатель: устройство и принцип работы РПД
• Конструктивные особенности роторного мотора
• Недостатки роторного двигателя
• Советы и рекомендации
• Подведем итоги

Роторный двигатель: устройство и принцип работы РПД

Итак, роторный двигатель, который также называют двигатель Ванкеля в честь его создателя, представляет собой достаточно обособленный тип ДВС. При этом данный вид двигателей устанавливался на разные авто (например, роторный двигатель ВАЗ, роторный двигатель Мазда и т.д.), однако в большей степени популяризировали агрегат именно Mazda благодаря спорткару Мазда RX‑8 с роторным двигателем 13B-MSP.

Если коротко, в обычном поршневом моторе энергию от сгорания топлива в цилиндрах преобразует в возвратно-поступательное движение громоздкая поршневая группа, после чего происходит дальнейшее преобразование во вращательное движение (вращение коленвала).

В свою очередь, в роторном моторе нет ЦПГ, преобразование энергии происходит фактически «напрямую», то есть практически без потерь. Само собой, на Мазда роторный двигатель стал достаточно мощным «сердцем» с выдающимися характеристиками.

Примечательно то, что бензиновый атмосферный роторный мотор с рабочим объемом всего лишь 1.3 литра (13B-MSP) с 2  роторами в виде секций выдавал 192 лошадиных силы. В то же время его форсированная версия позволяла снять уже 231 «лошадку».

• Если рассматривать конструкцию, двигатель получил 5 корпусов, в результате чего были образованы 2 камеры. Указанные камеры, подобно цилиндрам, предназначены для сгорания топливно-воздушной смеси. Энергия сгорания топлива вращает роторы, которые закреплены на эксцентриковом валу, который напоминает коленвал обычного ДВС.

При этом движение ротора сложное, так как ротор не вращается, а фактически «обкатывается» своей внутренней шестерней вокруг стационарной шестерни, которая прикреплена в центре одной из боковых стенок камеры. Сам эксцентриковый вал проходит через все корпуса и стационарные шестерни. Вращение ротора, точнее, его вращательное движение происходит так, что на 1 его оборот приходится 3 оборота эксцентрикового вала.

Еще примечательно то, что хотя в роторном моторе также есть циклы впуска, сжатия, рабочего такта и выпуска, механизм ГРМ максимально упрощен. Отсутствует привод газораспределительного механизма, нет распределительных валов, а также и самих клапанов.

Все необходимые функции реализованы счет впускных и выпускных окон,  которые выполнены в боковых стенках. На деле, ротор во время вращения открывает, а также закрывает эти окна. Чтобы было понятно, давайте рассмотрим принцип работы роторного двигателя на примере агрегата с одной секцией.

• Итак, боковые стороны ротора вместе со стенками корпусов формируют рабочую полость. Кода ротор двигателя находится в начальном положении, по объему полость небольшая (это начало такта впуска). Далее, вращаясь, ротор, открывает впускные окна, в результате в камеру попадает рабочая топливная смесь. Когда полость достигает максимального объема, ротор перекроет впускные окна, после чего начнется такт сжатия (полость начнет уменьшаться).

В момент, когда объем полости снова минимален, за счет искры от свечи произойдет воспламенение смеси и начнется рабочий такт. Далее энергия сгорания топлива вращает ротор, после чего ротор перейдет в положение, при котором открываются выпускные окна (осуществляется выпуск отработавших газов). После выпуска весь цикл повторяется.

Другие полости будут работать точно так же. С учетом того, что полостей 3, за один оборот ротора произойдет 3 рабочих такта. Более того, эксцентриковый вал вращается быстрее ротора в 3 раза. Результат — по одному рабочему такту на один оборот вала мотора с одной секцией. Вполне очевидно, что поршневой четырехтактный ДВС с одним цилиндром имеет соотношение в 2 раза ниже по сравнению с роторным.

Получается, если сопоставить число рабочих тактов на оборот вала, тогда двухсекционный 13B-MSP напоминает обычный поршневой мотор на 4 цилиндра, однако при объеме 1.3 л двигатель такой же мощный, как и поршневой агрегат с объемом чуть более 2.5 литров. Еще добавим, что роторный мотор  имеет намного более высокую детонационную стойкость, что позволяет превратить этот мотор в двигатель на водороде.

Конструктивные особенности роторного мотора

Хотя роторный мотор конструктивно имеет меньше деталей, его принцип работы несколько сложнее. Также в устройстве роторного двигателя применены элементы из разных материалов (чугун, алюминий). Еще имеются особые покрытия (например, хром).

Статоры (корпусы роторов) имеют металлические вставки из особой стали, интегрированные в алюминиевый корпус. На деле, статор больше похож на цилиндр с хонингованной гильзой. В свою очередь, боковые корпусы выполнены из чугуна, в них сделаны впускные и выпускные окна. На крайних статорах крепятся шестерни.

Сам ротор является поршнем и шатуном, сделан из облегченного чугуна. Н каждой стороне ротора есть камера сгорания и уплотнители для сохранения герметичности. Во внутренней части ротора стоит роторный подшипник, напоминающий вкладыш коленвала.

• На обычном поршне традиционного ДВС поршень имеет 3 кольца – пара компрессионных и маслосъемное кольцо. В свою очередь, ротор имеет апексы (уплотнители вершин ротора). Апексы играют роль компрессионных колец. Указанные элементы прижимаются к стенке статора пружиной, а также они прижаты за счет центробежной силы.

Функцию второго пояса компрессионных колец выполняют боковые, а также угловые уплотнения. Они тоже прижимаются пружинами. Эти боковые уплотнители выполнены из металлокерамики, в то же время  угловые уплотнители чугунные. Дополнительно имеются  уплотнения для изоляции, чтобы отработавшие газы не попадали во впускные окна через зазоры, которые образуются между самим ротором и боковым корпусом соответственно.

Еще с двух сторон ротора имеются особые масляные уплотнения (по аналогии с маслосъемными кольцами), которые удерживают масло, поступающее во внутреннюю полость ротора для охлаждения.

Кстати, система смазки роторного ДВС сложная, включает в себя радиатор охлаждения масла, а также целую группу из нескольких типов масляных форсунок. Форсунки интегрированы в эксцентриковый вал для охлаждения роторов, также они установлены в статоры.

Еще масло подается и в рабочую полость, смешиваясь с горючей смесью и выгорая вместе с топливным зарядом. На деле, роторный мотор весьма требователен к качеству масла.

Если заливать неподходящую смазку, агрегат коксуется, возникает детонация и т.д.

Также добавим, что система питания простая, есть несколько форсунок (пара форсунок перед впускными окнами, а также во впускном коллекторе). Что касается зажигания, использованы две свечи на один ротор. Это сделано по причине того, что камеры сгорания сами по себе получились длинными. В результате, чтобы добиться равномерного и полноценного сгорания смеси,  используют две свечи, причем их электроды отличаются. При замене свечей важно обращать на это внимание.

Недостатки роторного двигателя

На старте продаж роторная Мазда пользовалась активным спросом, так как автомобиль привлекал автолюбителей своим  необычным и мощным двигателем (особенно форсированные версии с мощностью около 500 л.с.). Однако немного позже владельцы уже на относительно небольших пробегах столкнулись с первыми проблемами и минусами данного типа ДВС.    

Основные недостатки — большой расход топлива и относительно низкий ресурс роторного двигателя 13B-MSP.

В идеальных условиях силовая установка данного типа способна выходить около 100 тыс. км пробега. Что касается реальной эксплуатации, часто моторы приходили в негодность уже к 50-60 тыс. км. пробега.

Обычно первыми выходят из строя уплотнения ротора. Причина вполне очевидна, так как уплотнения находятся под высокими нагрузками и сильно нагреваются. Также дает о себе знать и детонация, износ подшипников эксцентрикового вала, роторов и т.д.

• Примечательно то, что первыми сдаются апексы (уплотнения на торцах), тогда как боковые уплотнители ходят намного дольше. В результате износа апексов, а также их установочных мест на роторе, в двигателе падает компрессия, углы уплотнителей могут отваливаться, повреждая поверхности статора.

Также следует отметить быстрый выход из строя коренных вкладышей эксцентрикового вала. С учетом того, что вал осуществляет вращение в 3 раза быстрее роторов, роторы несколько смещаются по отношению к стенкам статора, причем вершины роторов должны всегда быть удалены на одно расстояние от стенок.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое гибридный двигатель автомобиля. Из этой статьи вы узнаете, как устроен и работает двигатель гибрид, а также что нужно знать о гибридном двигателе перед покупкой автомобиля с силовой установкой данного типа.

В результате, когда углы апексов выпадают, на поверхности статора неизбежно появляются задиры. При этом диагностика роторного двигателя сильно затруднена, так как, в отличие от обычного мотора, роторный двигатель не стучит в случае износа вкладышей.

Параллельно отметим, что на версиях данного мотора с наддувом работа агрегата на обедненной смеси приводит к перегреву апекса. Далее пружина, прижимающая апекс, просто гнет его и компрессия сильно снижается. Еще форсированные (роторные двигатели с наддувом) отличаются неравномерным нагревом корпуса.

В верхней части ДВС, где происходят такты впуска и сжатия, более холодные. В то же время нижняя часть, где протекает процесс сгорания смеси и выпуска раскаленных газов, нагревается намного сильнее. Результат – деформация корпуса форсированных версий.

• Также отметим, что отдельно проявились и проблемы системы смазки. На практике, масляные форсунки в статоре часто загрязняются и перестают работать. При этом промыть клапаны форсунок не получается, то есть нужна замена. Если же вовремя проблема не была установлена, масляное голодание становится причиной сильного износа целого ряда элементов роторного двигателя.

При этом во всех случаях и независимо от причины, статор на практике восстановить практически не представляется возможным, а также следует отметить отсутствие ремонтных запчастей. Это значит, что если статор поврежден, восстановить двигатель очень сложно и дорого. То же самое касается и ротора. Если пазы под апексы повреждены, отремонтировать деталь практически невозможно.

Все это означает, что мотор фактически «одноразовый» и качественно его отремонтировать нет возможности. Единственный выход – покупка и установка нового двигателя, так как контрактные варианты в большинстве случаев тоже будут изношены и долго не прослужат. Само собой, купить роторный двигатель без пробега можно, но цена роторного двигателя будет высокой.   

Советы и рекомендации

Прежде всего, роторный двигатель необходимо «кормить» только качественным высокооктановым бензином (не ниже АИ-98). Только качественное топливо позволяет избежать детонации, а также замедляет процесс накопления нагара на электродах свечей зажигания.

Еще следует помнить, что этот мотор предельно чувствителен не только к качеству, но и типу масла. Например, не рекомендуется лить синтетику, так как быстро скапливается нагар на апексах, компрессия падает. Заливать в такой мотор следует исключительно рекомендуемое самим производителем масло или подходящую по всем допускам «минералку».

Также замену масла нужно производить часто, масло в роторном моторе меняют каждые 4-5 тыс. км.  Еще важно своевременно менять воздушный фильтр двигателя, так как его загрязнение может привести к закоксовке масляных форсунок системы смазки. Что касается свечей зажигания, лучше производить их замену каждые 10-15 тыс. км.

• Как правило, основным признаком проблем роторного мотора является потеря компрессии, которая проявляется в затрудненном холодном пуске. Далее неполадки прогрессируют, мотор начинает плохо заводиться как на «холодную», так и на «горячую». Обычно в таком случае очевиден износ апексов, скопление отложений на электродах свечей зажигания и т.д.

В подобной ситуации необходимо срочно отправляться на диагностику к специалистам по ремонту ДВС данного типа. На практике, хотя ремонт сложный и дорогой, в последнее время  в СНГ появилось  несколько центров, специализирующихся на дефектовке и ремонте роторного двигателя  с гарантией.

Как правило, в рамках ремонта выполняется замена статоров, уплотнений роторов, самих роторов и т.д. Конечно, ремонт не дешевый, но однозначно более доступный по сравнению с покупкой нового силового агрегата.

Напоследок отметим, как и поршневой двигатель, роторный мотор нуждается в прогреве перед поездкой. При этом пока мотор не выйдет на рабочие температуры, нагружать агрегат не следует. При таком подходе, а также в сочетании с качественным бензином и маслом, а также своевременном обслуживании, есть все шансы, что роторный двигатель Mazda RX-8 пройдет без ремонта около 80 или даже 100 тыс. км.

Подведем итоги

С учетом приведенной выше информации становится понятно, почему роторный двигатель не получил широкого распространения даже с учетом целого ряда преимуществ. Прежде всего, небольшой ресурс,  необходимость частого и затратного облуживания, а также сложность ремонта РПД являются серьезными недостатками силовых установок данного типа.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель на водороде. Из этой статьи вы узнаете, какие особенности имеет водородный двигатель, а также какие перспективы имеет двигатель на водороде.

По этой причине следует отдельно изучить все нюансы, рассмотренные выше, особенно если к покупке рассматривается автомобиль с роторным двигателем. Например, Мазда RX-8 на вторичном рынке может показаться  отличным вариантом, так как данные авто продаются по привлекательной цене на фоне конкурентов с аналогичными характеристиками.

Однако на практике такой автомобиль может требовать замены или серьезного и дорогостоящего ремонта силового агрегата. Более того, даже если с двигателем все в порядке, не стоит рассчитывать на большой ресурс, а также потенциальным владельцам следует готовиться к более высоким расходам на плановое обслуживание роторного двигателя по сравнению с форсированными поршневыми ДВС (как атмосферными, так и с наддувом).  

Роторный двигатель — Устройство, принцип работы

Автор Servicing-Auto На чтение 5 мин Просмотров 178 Опубликовано 05.04.2015

Не многие знают, что наряду с классическими поршневыми двигателями, в автомобилестроении применяются роторные агрегаты, называемые по фамилии изобретателя моторами Ванкеля. Они являются двигателями с внутренним принципом сгорания топлива, однако, его устройство и принципы работы совершенно иные. Сегодня мы поговорим роторных моторах более подробно.

Содержание

1. Конструктивное устройство роторного двигателя
2. 1. Основная рабочая камера
3. 2. Ротор
4. 3. Выходной вал
5. Принцип работы роторного двигателя
6. Преимущества и недостатки роторных моторов
7. Итог

Конструктивное устройство роторного двигателя

Основные части двигателя Ванкеля по своему устройству не имеют ничего общего с классическими ДВС.

Его главные части следующие:

1. Основная рабочая камера

Корпус любого роторного агрегата представляет собой овальную металлическую камеру, в которой происходят основные рабочие процессы – режим впуска, такт сжатия, процесс сгорания горючего и выпуск отработанных газов. Форма камеры неслучайна. Она выполнена таким образом, чтобы при взаимодействии с ротором, её стенки осуществляли соприкосновение со всеми его вершинами, образуя несколько закрытых контуров. Впускные и выпускные отверстия таких моторов не имеют клапанов. Они находятся непосредственно на боковых частях рабочей камеры и подключаются напрямую к выхлопной трубе и системе питания.

2. Ротор

Форма ротора чем-то напоминает треугольник, грани которого имеют выпуклое наружу закругление. Помимо этого, каждая его сторона изготовлена с небольшой выборкой, увеличивающей объем образовывающейся замкнутой камеры сгорания и повышающей скоростные показатели вращения ротора. Назначение этого компонента аналогично функциям поршней в обычном ДВС. Возникновение тактов работы происходит методом создания уже упомянутых выше трех дочерних камер. Центральная часть ротора наделена зубчатым отверстием, соединяющим ротор с приводом, закрепленным в свою очередь с выходным валом. Это звено и определяет, в каком направлении и по какой траектории будет двигаться ротор внутри основной рабочей камеры.

3. Выходной вал

Функции выходного вала роторного двигателя аналогичны функциям коленвала классических силовых агрегатов. Он наделен полукруглыми выступами-кулачками, имеющими несимметричное выстраивание с явным смещением от центральной рабочей оси. На валу размещается несколько роторов, надеваемых на свой рабочий кулачок. Их несимметричное расположение создает предпосылки для образования крутящего момента, происходящего в результате силового давления каждого из роторов.

Думаем, вы уже догадались, что роторные двигатели имеют многослойное строение, подразумевающее создание несколько рабочих камер, в которых вращаются несколько роторов. Единственным объединяющим звеном этой работы служит выходной вал, вращающийся в результате этого синхронного взаимодействия. «Слои» надежно скрепляются между собой множеством болтов, расположенных по краям. Охлаждение таких двигателей проточное. Оно подразумевает нахождение антифриза не только вокруг общего блока, но и в каждой из его частей.

Принцип работы роторного двигателя

В двигателе Ванкеля вся работа выстраивается тем же методом сгорания топливной смеси, что и у поршневых движков. Однако никаких статических камер сгорания у них не предусматривается. Давление, возникающее при сгорании горючего, создается в отдельно образуемых камерах, которые отделяются от общей рабочей камеры роторными гранями.

Сам ротор постоянно контактирует своими вершинами со стенками камеры, в каждый момент времени создавая очередной замкнутый контур. При его вращении контуры попеременно то расширяются, то осуществляет сжатие. Во время этих циклов внутрь камеры попадает воздух и топливо, которое в результате силового воздействия ротора сжимается и воспламеняется, своим расширением придавая ротору очередной вращательный импульс. Отработанные газы сквозь отверстия выбрасываются в выхлопную систему, после чего камера снова заполняется топливно-воздушным составом.

Применение роторных моторов имеет ряд неоспоримых преимуществ.

• Меньшее количество внутренних компонентов. Аналогичный четырехцилиндровому поршневому двигателю роторный «собрат» наделен всего четырьмя основными частями: общая камера, пара роторов и кулачковый вал. Классический ДВС со схожими тактами работы состоит минимум из сорока подвижных частей, каждая из которых подвержена износу.
• Мягкость работы. При функционировании роторных агрегатов практически не возникает вибраций, благодаря тому, что все подвижные части осуществляют вращение лишь в одном направлении. Думаем, вы знаете, что работа поршней в обычном двигателе разнонаправленная. Она чередует поступательное движение с реверсивным ходом.
• Невысокий ритм. Ввиду того, что каждый ротор ответственен за вращение лишь одной трети полного круга выходного вала, движение, необходимое для этого, происходит заметно медленнее, чем существенно повышает надежность мотора Ванкеля.

Отрицательные факторы применения роторных двигателей исключать, разумеется, нельзя.

• Ни один роторный двигатель не может четко подстроиться под регламенты экологических норм различных стран. Его никак нельзя назвать экологичным из-за серьезного количества выбросов углекислого газа, снизить которые нереально.
• Дороговизна изготовления. Производство роторных движков весьма затратно, главным образом, в силу малых серийных партий. Концерны выпускают их совсем немного, что не требует особенной оптимизации затрат при изготовлении.
• Ограниченность ресурса. Функциональный запас роторных моторов Ванкеля весьма ограничен. Редко когда он превышает 100-150 тысяч километров, по достижении которого им требуется полная переборка (капитальный ремонт) или замена.
• Повышенное топливное потребление. Главной причиной увеличенной «прожорливости» является их низкая степень сжатия. Двигатель, удерживая необходимую мощность, компенсирует её за счет большего количество подаваемого внутрь замкнутых камер горючего.

Итог

Подводя итоги, скажем, что роторные силовые агрегаты, конечно, имеют право на существование. Они обладают рядом неоспоримых «плюсов», которые делают возможным их, пусть и небольшое, применение в автомобильном производстве. С другой стороны, тяжесть «минусов» весьма ощутима. Во многих странах мира они попросту не могут применяться из-за существующих экологических стандартов, а серьезное топливное потребление и ограниченный рабочий ресурс делает приобретение автомобилей с роторными двигателями совершенно нерентабельным. Прогнозируем, что какое-то время они еще будут на рынке, но достаточно скоро их вытеснят гибридные силовые системы, развитие которых осуществляется совершенно грандиозными темпами.

Что такое роторные двигатели и в каких автомобилях они есть?

Роторные двигатели могут звучать как что-то из ушедшей эпохи, потому что обычно так оно и есть. Когда-то считавшиеся самыми эффективными и элегантными двигателями, десятилетия назад они были заменены поршневыми двигателями, главным образом из соображений экономии и защиты окружающей среды. Но с новостями о том, что Mazda разрабатывает новый роторный двигатель для своих гибридных моделей, может ли этот тип двигателя вернуться?

Чтобы выяснить это, мы подробно рассмотрим роторные двигатели, в том числе то, как они работают, каковы их преимущества и какие автомобили работают на двигателях этого типа. Воспользуйтесь приведенными ниже ссылками, чтобы упростить навигацию по руководству.

Быстрые ссылки

• Что такое роторный двигатель?
• Компоненты роторного двигателя
• Есть ли преимущества у роторных двигателей в автомобилях?
• Какие автомобили имеют роторный двигатель?

Что такое роторный двигатель?

Роторный двигатель — это тип двигателя внутреннего сгорания, который используется для питания всех видов транспортных средств, от легковых и грузовых автомобилей до лодок и самолетов. Роторные двигатели существуют уже несколько десятилетий и были одним из наиболее широко используемых типов двигателей примерно до 19 века. 20 с.

Как и в обычном поршневом двигателе, роторные двигатели обеспечивают движение автомобиля по четырем направлениям: впуск, сжатие, сгорание и выхлоп. Однако они работают совершенно иначе, чем стандартные двигатели, к которым мы привыкли.

Итак, как работают роторные двигатели? Вот пошаговый взгляд на то, как выглядит цикл сгорания в роторном двигателе:

• Впуск — как и в стандартном поршневом двигателе, воздух всасывается в двигатель через впускной клапан, прежде чем попасть внутрь. камеру через впускное отверстие.
• Сжатие – ротор треугольной формы внутри камеры создает три газонепроницаемых уплотнения; они эффективно выполняют ту же работу, что и поршни в обычном двигателе. Когда ротор вращается, его уникальная форма означает, что эти три объема газа расширяются и сжимаются, втягивая в систему больше воздуха и топлива.
• Сгорание – при пике давления внутри каждой из трех газовых камер воспламеняется топливно-воздушная смесь, производя мощность, которая передается на трансмиссию через выходной вал.
• Выхлоп – выхлопное отверстие в корпусе двигателя отводит газы, откуда они выбрасываются через стандартную выхлопную трубу.

Как и в стандартном поршневом двигателе, температура роторных двигателей поддерживается системой охлаждения, каналы для охлаждающей жидкости выстилают внешнюю оболочку камеры сгорания. Масло также циркулирует по аналогичным каналам, смазывая движущиеся части ротора, выходного вала и клапанов.

Компоненты роторного двигателя

Роторные двигатели могут показаться сложными, но на самом деле в них не так много движущихся частей и компонентов, как в поршневых двигателях. Ниже мы рассмотрим основные компоненты роторного двигателя, чтобы дать вам лучшее представление о том, как все работает.

Ротор

Ротор представляет собой трехсторонний компонент с вогнутыми сторонами, которые предназначены для газонепроницаемого уплотнения при прижатии к боковой стороне корпуса. На каждой стороне ротора есть впускное отверстие или карман, что позволяет увеличить объем газа внутри корпуса, эффективно увеличивая рабочий объем двигателя.

Ротор вращается на паре шестерен, прикрепленных к валу в центре корпуса. Эти шестерни позволяют ему вращаться таким образом, что край каждой стороны ротора всегда соприкасается с корпусом, поддерживая три отдельных кармана сгорания. Думайте об этом немного как о спирографе с ротором, вращающимся немного смещенным образом.

Корпус

Корпус является основным корпусом роторного двигателя. Его овальная форма предназначена для максимального увеличения рабочего объема двигателя, позволяя ротору вращаться так, чтобы его края постоянно контактировали с внутренней стенкой корпуса.

По мере того как ротор вращается внутри корпуса, каждый из газовых карманов проходит четыре этапа цикла сгорания: от впуска до сжатия, от сгорания до выпуска. Свечи зажигания и топливные форсунки вставлены непосредственно через стенку корпуса, а каналы снаружи пропускают масло и охлаждающую жидкость по системе, сохраняя ее целостность и температуру.

Выходной вал

Выходной вал передает энергию сжатия и сгорания на трансмиссию, передавая мощность на колеса. Сам вал имеет круглые выступы, которые соприкасаются с ротором, заставляя вал вращаться.

Есть ли преимущества у роторных двигателей в автомобилях?

Роторные двигатели встречаются редко, поскольку большинство производителей автомобилей используют обычные поршневые двигатели с 1920-х годов. Это связано с тем, что они считаются менее экономичными, чем их поршневые аналоги, в основном потому, что они обеспечивают более низкую термодинамическую эффективность из-за размера камеры сгорания и низкой степени сжатия.

Однако роторный двигатель имеет некоторые преимущества по сравнению с поршневым двигателем, в том числе:

• Плавность и бесшумность – работа роторного двигателя более плавная, чем движение поршней, что обеспечивает более тихое и утонченное ощущение на дороге. Противовесы на внешней стороне поворотного корпуса предназначены для гашения вибрации и обеспечения плавной работы.
• Меньше движущихся частей – роторные двигатели имеют меньше движущихся частей, чем обычные двигатели. Это не только повышает надежность, но и делает обслуживание более доступным в долгосрочной перспективе.
• Медленное внутреннее движение — поршневые двигатели требуют быстрых и интенсивных движений вверх и вниз, чтобы создать необходимую степень сжатия для приведения автомобиля в движение. Это означает, что их внутренние части подвергаются экстремальным нагрузкам, что может привести к преждевременной деградации без регулярного обслуживания. Роторные двигатели медленнее, с одним движением в одном направлении, а это означает, что их детали испытывают меньшую нагрузку, что повышает надежность в долгосрочной перспективе.

Какие автомобили имеют роторный двигатель?

Очень немногие современные автомобили имеют роторный двигатель. Из-за недостатков, связанных с их экономичностью, а также относительной стоимости их производства, большинство автопроизводителей придерживаются поршневых двигателей. Но не каждый из них.

Японский автомобильный бренд Mazda экспериментирует с автомобилями с роторными двигателями с 1960-х годов. Его первым успехом стало Cosmo Coupé 1967 года, известное своим эффективным и сверхмягким роторным двигателем. С тех пор компания разработала несколько других моделей с роторным двигателем, в том числе RX-7, RX-8 и роторную версию Mazda 2, выпущенную еще в 2013 году.0003

А теперь Mazda объявила о планах по созданию совершенно нового роторного двигателя, который будет использоваться вместе с электродвигателем для увеличения запаса хода гибридно-электрических автомобилей. Бренд считает, что роторный двигатель идеально подходит для гибридного автомобиля, обеспечивая звук и надежную работу с гораздо большей утонченностью, чем стандартный поршневой двигатель.

Кроме того, известно, что роторные двигатели очень хорошо работают на топливе следующего поколения, особенно на водороде. Более длительный период впуска воздуха, предлагаемый роторным двигателем, очень эффективно смешивает воздух и топливо, поэтому можно впрыскивать большее количество водорода для правильной топливно-воздушной смеси, повышая эффективность и производительность.

С новой инновацией Mazda, возможно, другие автомобильные бренды могут последовать примеру законодательства о стандартах выбросов. Ожидается, что роторный двигатель будет выглядеть по-новому в 21 веке.

Мы надеемся, что вам понравилась эта статья о всех тонкостях роторных двигателей. Хотели бы вы, чтобы на дорогах было больше автомобилей с роторными двигателями? Присоединяйтесь к разговору по телефону Redex Club и дайте нам знать. Кроме того, чтобы узнать о наших инновационных присадках к топливу и очистителях системы, посетите домашнюю страницу сегодня .

MAZDA: сложный процесс, превращающий каждый роторный двигатель в произведение искусства

Mazda рядом с вами

Мы думаем, что вы находитесь в

• Европа
• Азиатско-Тихоокеанский регион
• Северная и Южная Америка
• Ближний Восток и Африка

WE ARE MAZDA

Мастерство, люди и страсть к роторному двигателю Mazda 13B

Резюме предыдущей статьи:
В последней статье мы отправились на экскурсию по заводу Mazda, производящему роторные двигатели 13B с 1974 года. это в учебники истории.
Мы заглянули в то, что можно было бы назвать эстафетой эстафетной палочки — более чем полувековая история роторных двигателей передается будущим поколениям. Мы встретились с мастерами Такуми, занимающимися производством роторных двигателей, и почувствовали их страсть к «двигателю мечты».

Давайте продолжим нашу экскурсию с нашим ветераном-механиком с 36-летним стажем Тетсуей Сато и глубже заглянем внутрь этой очаровательной фабрики.

По сей день каждый роторный двигатель 13B тщательно изготавливается вручную

Мы уже добрались до фабрики, но впереди еще ряд возвышающихся машин. Инженеры проходят через каждую из этих обрабатывающих машин, прежде чем один ротор — сердце роторного двигателя — будет готов.

Среди рядов машин я вижу столы, заставленные измерительными приборами.

Сато объясняет: «Мы используем их для проверки деталей на критических этапах производства, чтобы обеспечить оптимальное качество и точность. Мы регулярно проверяем и проводим техническое обслуживание всех обрабатывающих машин, и если это особенно важная машина, мы будем делать это каждый раз, когда нам нужно использовать машину. Даже в этом случае очень важно, чтобы мы измеряли детали после обработки, чтобы быть абсолютно уверенными в том, что они обработаны в соответствии с самыми высокими стандартами».

Для некоторых процессов это означает, что определенное количество деталей из партии отбирается случайным образом и проверяется на точность. Что касается других процессов, команда проверяет каждую деталь, проходящую через машину. Конечно, все эти проверки проводятся вручную.

Я вижу столы с аккуратно расставленными штангенциркулем и другие с многочисленными микрометрами, прикрепленными к измерительным приборам — фабрика оснащена всеми инструментами, необходимыми на каждом этапе обработки, чтобы обеспечить идеальную отделку каждого роторного двигателя. Среди всех этих инструментов мне бросилось в глаза одно особенно своеобразное устройство.

«Это контрольное приспособление, используемое для того, чтобы убедиться, что мы достигаем точных проектных значений для внешней периферии ротора. Это то, что мы проверяем на каждом роторе, когда он близок к завершению, а не только на случайных образцах. Мы дотошны. Даже небольшое отклонение — и мы возвращаемся к этапам обработки и вносим исправления, пока не будем полностью удовлетворены», — объясняет Сато.

Сначала Сато прикрепляет идеально обработанный ротор, используемый в качестве эталонной версии для сравнения последующих роторов, к приспособлению и сбрасывает окружающие измерительные устройства на правильные настройки. Затем он меняет главный ротор на проверяемый и включает переключатель в нижней части приспособления. Ротор тихо опускается в приспособление. Затем он проверяет и записывает каждое значение, отображаемое на измерительных устройствах, чтобы определить, нуждается ли ротор в регулировке или он может перейти к следующему этапу обработки. Каждый ротор, отгружаемый с этого завода, проходит эту проверку. И все это делается вручную.

«Эти проверки занимают невероятно много времени, но они также позволяют нам учиться у тех, кто был до нас, то есть их понимании того, что нужно для создания роторных двигателей с максимально возможной производительностью».

«Если вам интересна такая работа, я покажу вам кое-что еще». Сато превращается в ряд машин и ведет меня к рабочему пространству, окруженному высокими обрабатывающими машинами.

«Здесь мы заканчиваем ротор с точки зрения веса и динамического баланса. Динамический баланс относится к тому, как уравновешивается вес ротора, и это чрезвычайно важный фактор для достижения плавного вращения. Конечно, мы делаем это для каждого ротора и, опять же, все вручную. Вот, позвольте мне показать вам, как».

После этого Сато берет ротор, ожидающий следующего этапа обработки, взвешивает его и устанавливает в машину. Затем он нажимает на переключатель, и ротор начинает вращаться. Серия метров показывает, насколько сбалансирован ротор, прежде чем он снова перестанет вращаться. Затем он устанавливает ротор на другой станок и подпиливает детали, требующие регулировки, продолжая проверять показания счетчика. Он повторяет этот процесс измерения и уточнения снова и снова, пока не увидит, что ротор имеет точно правильный вес и динамическую балансировку, и расплывается в улыбке.

«Для людей, которые думают о современных фабриках с компьютерным управлением, когда представляют себе фабрику, такая ручная работа может показаться особенной. Но на самом деле для нас в этом нет ничего особенного — это то, что мы делаем каждый день здесь, в Mazda. Дело даже не в том, что мы перешли на ручную обработку, потому что роторные двигатели перестали устанавливать на новые машины и объемы производства упали. Так было всегда. Каждый роторный двигатель 13B, когда-либо поставленный клиентам по всему миру, изготавливался именно таким образом вручную, здесь, на этом заводе».

Он на мгновение замолкает, затем рассказывает о себе.

«В старших классах я любил автомобили и решил работать на автопроизводителя. Я присоединился к Mazda, потому что меня интересовал роторный двигатель. В то время многие новые сотрудники хотели заниматься производством роторных двигателей, поэтому я считаю, что мне очень повезло, что моя мечта сбылась. Мои школьные друзья завидовали, когда я сказал им, что работаю над роторным двигателем. В то время работа над роторным двигателем определенно была мечтой для нас, инженеров Mazda, поэтому мы очень гордились тем, что делаем. Поэтому, естественно, я был очень расстроен, когда узнал, что мы больше не собираемся использовать роторные двигатели в новых автомобилях. Да, я был очень разочарован».

«Но в то же время Mazda также решила продолжить производство роторного двигателя и его компонентов. Продолжая производить роторные двигатели, которым Mazda доверила наши мечты об автомобилях будущего, мы продемонстрировали нашу готовность продолжать поддерживать клиентов во всем мире, которые выбрали автомобили с роторными двигателями».

«С тех пор Mazda продолжает производить роторные двигатели 13B каждый божий день. И благодаря этому я тоже все еще здесь».

«Я работаю здесь, потому что считаю, что мы должны отвечать взаимностью на лояльность клиентов, продолжая производить высококачественные детали для роторных двигателей, чтобы энтузиасты могли продолжать наслаждаться своими роторными автомобилями в отличном состоянии. Для этого нам нужно обслуживать оборудование на этом заводе, которое было создано благодаря творчеству и мастерству первых инженеров-ротаторов, понимать причины и значение каждой части производственного процесса и тщательно выполнять каждый процесс, чтобы мы могли сохранить пламя роторного двигателя для будущих поколений.

Все десять членов команды, работающих на этом заводе, чувствуют то же самое, и именно это мотивирует их выполнять тяжелую ручную работу по созданию роторных двигателей 13B. «Они чувствуют цель и удовлетворение в ежедневной работе по производству роторных двигателей», — объясняет Сато от имени своих коллег, когда он снова начинает ходить.

«Мы проводим окончательную проверку готовых роторов здесь. Позволь мне показать тебе.»

Команда настоящих Такуми — мастеров своего дела — с многолетним опытом в своем ремесле защищает концепцию Mazda относительно роторного двигателя

Познакомьтесь с Норифуми Онака, еще одним инженером, который последние 35 лет занимается производством роторных двигателей 13B на этом заводе. Как и Сато, он может выполнять все процессы, необходимые для производства каждого компонента роторного двигателя 13B. Я разговаривал с ним как раз в тот момент, когда он закончил окончательную проверку ротора, завершившего процесс изготовления.

«Я только что закончил общий осмотр, чтобы убедиться, что ширина и глубина канавок верхнего и бокового уплотнений соответствуют спецификациям, правильно ли собраны шестерни, установленные на эксцентриковых валах, и нет ли царапин или пятен. ”

Затем он начинает крутить готовый ротор в руках, вставляя специальный инструмент в ряд контрольных точек. Время от времени он потирает область, где находится инструмент для осмотра, пальцем и поднимает его, чтобы осмотреть в лучшем свете, снова и снова внимательно рассматривая его с серьезным выражением лица.

Инструмент для проверки канавок боковых уплотнений

«У нас есть подробная, установленная процедура для поддержания точности контрольного инструмента и надежной проверки состояния ротора. Если мы не будем следовать процедуре, мы не только испортим инструмент для проверки, но и повредим роторы. Когда я растираю каждую секцию пальцами, я провожу тактильную проверку, чтобы определить погрешность. Проверка на ощупь так же важна, как и визуальный осмотр продукта».

«Все, что я знаю о роторных двигателях, было передано мне инженерами, работавшими до меня, и я считаю, что мы несем ответственность за передачу этих знаний молодому поколению в Mazda».

Закончив эту работу, Онака мгновение смотрит на свои руки, а затем застенчиво смеется. Я мог сказать, что, как настоящему ремесленнику, быть в центре внимания, как это, не было для него естественным, и его манеры напомнили мне Васио, которого я встречал ранее. Я понял, что смотрю на настоящую сделку — на тех, кого мы здесь, в Японии, называем инженерами Такуми. Персонал этой фабрики не был заинтересован в том, чтобы быть в центре внимания, а вместо этого работал изо дня в день, оттачивая свое мастерство до высочайшего уровня, и все это для чьего-то удовольствия.