Принцип работы роторного двигателя мазда рх8 – Роторный двигатель Мазда RX8 — принцип работы и характеристики

Содержание

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

Роторный двигатель конструктивно проще поршневого, но и у этой медали есть обратная сторона. Изучаем его устройство и принцип работы на примере версии 13B-MSP, которую ставили на «Мазду RX‑8».

В 1957 году немецкие инженеры Феликс Ванкель и Вальтер Фройде продемонстрировали первый работоспособный роторный двигатель. Уже через семь лет его усовершенствованная версия заняла место под капотом немецкого спорткара «NSU-Спайдер» — первого серийного автомобиля с таким мотором. На новинку купились многие автомобильные компании — «Мерседес-Бенц», «Ситроен», «Дженерал моторс». Даже ВАЗ многие годы мелкими партиями выпускал машины с двигателями Ванкеля. Но единственной компанией, которая решилась на крупносерийное производство роторных двигателей и не отказывалась от них долгое время, несмотря ни на какие кризисы, стала «Мазда». Ее первая модель с роторным мотором — «Космо Спортс (110S)» — появилась еще в 1967 году.

ЧУЖОЙ СРЕДИ СВОИХ

В чем сходство и отличие роторного двигателя от привычного поршневого собрата? Попробуем разобраться на примере одной из его последних версий 13B-MSP, которую ставили на «Мазду RX‑8».

В поршневом моторе энергия сгорания топливовоздушной смеси сначала преобразуется в возвратно-поступательное движение поршневой группы, а уже затем во вращение коленчатого вала. В роторном же двигателе это происходит без промежуточной ступени, а значит, с меньшими потерями.

rotor1

Материалы по теме

Есть две версии бензинового 1,3‑литрового атмосферника 13B-MSP с двумя роторами (секциями) — стандартной мощности (192 л.с.) и форсированная (231 л.с.). Конструктивно это бутерброд из пяти корпусов, которые образуют две герметичные камеры. В них под действием энергии сгорания газов вращаются роторы, закрепленные на эксцентриковом валу (подобие коленчатого). Движение это весьма хитрое. Каждый ротор не просто вращается, а обкатывается своей внутренней шестерней вокруг стационарной шестерни, закрепленной по центру одной из боковых стенок камеры. Эксцентриковый вал проходит сквозь весь бутерброд корпусов и стационарные шестерни. Ротор движется таким образом, что на каждый его оборот приходится три оборота эксцентрикового вала.

В роторном моторе осуществляются те же циклы, что и в четырехтактном поршневом агрегате: впуск, сжатие, рабочий такт и выпуск. При этом в нем нет сложного механизма газораспределения — привода ГРМ, распредвалов и клапанов. Все его функции выполняют впускные и выпускные окна в боковых стенках (корпусах) — и сам ротор, который, вращаясь, открывает и закрывает «окна».

Принцип работы роторного двигателя показан на схеме. Для простоты приведен пример мотора с одной секцией — вторая функционирует так же. Каждая боковая сторона ротора образует со стенками корпусов свою рабочую полость. В положении 1 объем полости минимален, и это соответствует началу такта впуска. По мере вращения ротор открывает впускные окна и в камеру всасывается топливовоздушная смесь (позиции 2–4). В положении 5 рабочая полость имеет максимальный объем. Далее ротор закрывает впускные окна и начинается такт сжатия (позиции 6–9). В положении 10, когда объем полости в

www.zr.ru

Обзор двигателя Mazda Rx8. Апекс счастья. Матчасть inside! / личный блог virt.nvrsk / smotra.ru

личный блог virt.nvrsk →

Здарова всем!


Сегодня я расскажу тебе про роторные двигатели компании Mazda их особенности и эксплуатацию.
На смотре уже есть статьи про роторы но моя будет авторская и более подробная.
В этом посте не будет фотосетов, сисек, опущеных авто аля JDM, рекомендую смотреть людям, которые любят узнавать что то новое и вникать в суть.

Mazda единственная компания из крупных автопроизводителей, которая выпускает серийные машины с роторными двигателями. Большая часть будет посвящена двигателю 13B-MSP от Mazda RX8. Так же он получил брендовое название Renesis (от англ. rotary engine genesis). Этот двигатель носит почетное звание "Двигатель года 2003", Achtung! Матчасть!


Рекомендуется к прочтению тем, то говорит что на смотре нет нормальных постов)

Перед началом прочтения.

Все что ты прочитаете ниже это полностью моя статья. Это не копипаст, как обычно ты думаешь читая подобные статьи.
Так как предыдущий пост про 4G63T был провальным, то эту статью я надеюсь сделать более интерактивной. Сухой текст сложно переварить, поэтому буду вставлять иллюстрации, ссылки с описаниями и видео.

История изобретения роторно-поршневого двигателя

Далее роторно-поршневой двигатель будет упоминаться как РПД.

Его изобретателя, Феликса Ванкеля постигла нелегкая судьба: отец погиб на войне и у Феликса не было средств на обучение не то чтобы в университете но даже на обучение рабочей специальности. Но юный изобретатель начал сам изучать технические дисциплины. Идея конструкции РПД пришла к Ванкелю еще в 22 года но ей было суждено реализоваться лишь в 1936 году, когда этой идеей заинтересовалась BMW. Феликс получил свою лабораторию, а так же финансирование. После войны исследования продолжались уже при поддержке фирмы NSU и в 1954 году изобретателю удалось найти правильную конфигурацию камеры сгорания. Так же зачастую забывают упомянуть еще одного человека, который внес вклад в изобретение - это Вальтер Фройде, он так же принимал участие в разработке и, говорят, идея именно этой конструкции принадлежит ему. В 1958 году компания NSU выпустила первый в мире автомобиль с РПД.
Руководство компании Mazda оценило эту разработку и в 1963 году было основано подразделение Mazda отвечающее за роторные двигатели. Первый автомобиль Mazda с РПД назывался Cosmo Sport и на него устанавливался двигатель Type 10A мощностью 110 л.с.

На сегодняшний день именно компания Mazda обладает наибольшим опытом по построению автомобилей с РПД.
Последней разработкой является двигатель Renesis, про который и пойдет речь ниже.

Принцип действия РПД

Здесь мне кажется намного понятнее и нагляднее будет не рассказывать заумными словами а просто показать несколько схем и видео, дающие представление об основах работы. Тут статор это аналог блока цилиндров, ротор это аналог поршневой, ну и немного измененный коленвал.

smotra.ru

Роторные двигатели фирмы Mazda – на примере RX-8 (часть 2)

Роторные двигатели фирмы Mazda - на примере RX-8 (Часть 2)

Система впуска воздуха

Описание системы впуска S-DAIS

Для данного автомобиля фирмой Mazda была разработана специальная система подачи воздуха под общим названием S-DAIS. S-DAIS - усовершенствованная система изменения геометрии впускного тракта с возможностью использования инерции воздушного потока (резонансный наддув) для улучшения наполнения камер сгорания роторов воздухом. В данной системе предусмотрено изменение количества подаваемого воздуха, а так же пути, проходимого воздухом, до попадания в камеру сгорания в зависимости от частоты вращения эксцентрикового вала. Система S-DAIS в сочетании с оптимизированной формой впускных и выпускных окон в боковых корпусах двигателя позволяет увеличить количество подаваемого в камеру сгорания воздуха и достичь наиболее полного сгорания топлива, что дает существенный прирост крутящего момента и мощности в широком диапазоне частот вращения эксцентрикового вала. Система S-DAIS состоит из четырех систем: системы изменения геометрии впускного тракта (SSV), системы резонансного наддува (VDI), так же для двигателей повышенной мощности "HIGH POWER" предусмотрены система изменения геометрии впускного тракта (открытия дополнительных впускных окон) (APV) и система подачи дополнительного воздуха на высоких оборотах (VFAD).

Каждая из систем SSV, VDI и VFAD состоит из электромагнитного клапана, управляющего подачей разрежения или давления к приводу, привода исполнительных клапанов и клапанов, открывающих дополнительные каналы, тем самым изменяя геометрию впускного тракта. Система APV состоит из электродвигателя привода клапанов и клапанов, открывающих дополнительные впускные окна.

Управление системой S-DAIS осуществляется блоком управления двигателем с помощью электромагнитных клапанов или электродвигателя (для системы APV). Каждый электромагнитный клапан состоит из электромагнитной катушки, плунжера, пружины и фильтра. Когда блок управления двигателем подает управляющее напряжение на катушку электромагнитного клапана, плунжер втягивается, в результате чего открывается канал между штуцерами "А" и "B" электромагнитного клапана, по которому разрежение из впускного коллектора подается к приводу исполнительных клапанов. При отключении электромагнитного клапана плунжер под действием пружины выдвигается, перекрывая канал, по которому подается разрежение, и открывая канал между штуцерами "В" и "С", по которому к приводу подается атмосферное давление.


Электромагнитный клапан систем VDI и SSV.


Электромагнитный клапан системы VFAD.

Электромагнитный клапан системы VFAD.

Основными элементами привода клапанов систем SSV, VDI и VFAD являются диафрагма и шток. Когда система выключена, на диафрагму привода действует давление, а шток выдвинут. Когда от электромагнитного клапана в диафрагменную полость подается разрежение, шток втягивается, открывая клапана. Открытие и закрытие клапанов системы SSV отслеживается с помощью датчика положения клапанов системы SSV.







Клапан и привод клапана системы SSV.
1 - рисунок дан для моделей HIGH POWER,
2 – привод SSV, 3 - шток втянут,
4 - шток выдвинут, 5 - клапан SSV,
6 - клапан закрыт, 7 - клапан открыт,
8 - атмосферное давление, 9 - разрежение.




Клапан и привод клапана системы VDI.
1 рисунок дан для моделей HIGH POWER,
2 - клапан VDI, 3 - привод VDI,
4 - клапан открыт, 5 - клапан закрыт,
6 - шток выдвинут, 7 - шток втянут,
8 - атмосферное давление, 9 - разрежение.






Клапан и привод клапана системы VFAD.
1 - клапан VFAD, 2 - привод VFAD,
3 - шток выдвинут (клапан открыт),
4 - шток втянут (клапан закрыт).




Клапана и привод клапанов системы APV.
1 - электродвигатель привода клапанов APV,
2 - ведомая шестерня, 3 - клапан открыт,

4 - клапан закрыт, 5 - клапан системы APV,
6 - рычаг, 7 - вал, 8 – ведущая шестерня.

Управление системой APV осуществляется блоком управления с помощью электродвигателя, который в свою очередь через систему шестерен, вал и рычаг открывает и закрывает клапана системы APV. В систему так же установлен датчик положения клапанов системы APV (датчик Холла) определяющий положение полного закрытия клапанов и отсылаю- щий сигналы на блок управления двигателем, когда клапана закрыты.

Работа системы S-DIAS

С увеличением частоты вращения эксцентрикового вала блок управления двигателем последовательно включает системы SSV, APV, VFAD и VDI. Работа системы S-DAIS наглядно показана на рисунках "Работа системы S-DAIS".

В диапазоне низких частот вращения (до 3750 об/мин) вторичное впускное окно и впускное окно системы APV закрыты и весь поток воздуха с большой скоростью проходит через первичное впускное окно каждого ротора. В результате этого улучшается испарение топлива, смесеобразование и распределение рабочей смеси по объему камеры сгорания, что приводит к улучшению процесса сгорания и увеличению крутящего момента (рисунок "Работа системы S-DAIS (низкая частота вращения)").

В диапазоне средних частот вращения (выше 3750 об/мин) открывается клапан системы SSV и воздух начинает поступать в камеру сгорания через первичное и вторичное окна. В результате, увеличивается количество подаваемого воздуха (т. к. воздух поступает через 2 впускных окна), что приводит к повышению крутящего момента на средних частотах вращения эксцентрикового вала. На двигателях STANDARD POWER на данном режиме достигается максимальный крутящий момент (рисунок "Работа системы S-DAIS (средняя частота вращения)").





Работа системы S-DAIS
(низкая частота вращения).
1 - рисунок приведен для моделей HIGH POWER,
2 - воздух, 3 - отработавшие газы,
4 - первичное впуск- ное окно.


Работа системы S-DAIS
(средняя частота вращения).
1 - рисунок приведен для моделей HIGH POWER,
2 - воздух, 3 - отработавшие газы,
4 - клапана SSV, 5 - привод клапанов SSV




Работа системы S-DAIS (средняя-высокая частота
вращения). 1 - рисунок приведен для моделей HIGH
POWER, 2 - воздух, 3 - отработавшие газы,
4 - клапан VFAD, 5 - привод клапана VFAD,
6 - впускное окно системы APV, 7 - клапана APV,
8 - электродвигатель привода клапанов VFAD.


Работа системы S-DAIS
(высокая частота вращения).
1 - рисунок приведен для моделей HIGH POWER,
2 - воздух, 3 - отработавшие газы,
4 - клапан VDI, 5 - привод клапана VDI.

Диапазон средняя-высокая частота вращения. На данном режиме на двигателях повышенной мощности "HIGH POWER" при частоте вращения выше 5500 об/мин открываются клапан системы APV (открывается дополнительное впускное окно) и при частоте вращения выше 6250 об/мин открываются клапан системы VFAD (дополнительный воздуховод). В результате этого увеличивается количество подаваемого в двигатель воздуха (воздух поступает в систему впуска через два канала), уменьшается путь, проходимый воздухом до камеры сгорания, и уменьшаются насосные и аэродинамические потери во впускном тракте, что приводит к увеличению крутящего момента на данном режиме. На двигателях "HIGH POWER" на данном режиме достигается максимальный крутящий момент (рисунок "Работа системы S-DAIS (средняя-высокая частота вращения)").


1 - клапан системы VDI,
2 - волна высокого давления.

В диапазоне высоких частот вращения (STANDARD POWER - более 5800 об/мин, HIGH POWER - более 7300 об/мин) открывается клапан системы VDI, что приводит к возникновению инерционного/резонансного наддува. Возникновению резонансного наддува способствует оптимально подобранная геометрия впускного трубопровода и быстрое открытие, и закрытие впускных окон. В данном случае эффект резонансного наддува заключается в следующем: при резком закрытии впускного окна поток воздуха не останавливается мгновенно и воздух продолжает поступать к впускному окну по инерции, в результате этого из-за сжатия, около закрытого впускного окна создается масса воздуха с высокой плотностью и высоким давлением. Волна сжатого воздуха (высокого давления) отражается и идет к впускному окну другого ротора, в результате этого в камеру сгорания поступает большее количество воздуха, так как всасывается воздух с большей плотностью. Это приводит к увеличению крутящего момента на данном режиме, (рисунок "Работа системы S- DAIS (высокая частота вращения)").

Система улучшения смесеобразования

Рис.12
1 - первичное впускное окно, 2 - разрежение,
3 - атмосферное давление, 4 - сопло, 5 - камера
улучшения смесеобразования, 6 - струя воздуха.

Впрыск топлива основной форсункой производится не непосредственно в камеру сгорания, а в полость впускного окна, поэтому на низких нагрузках, когда количество подаваемого воздуха не велико, часть топлива не попадает в камеру сгорания, а осаждается на стенке впускного окна. Для предотвращения этого была разработана система улучшения смесеобразования. Во впускной коллектор встроено сопло, к которому через шланг подводится воздух от дроссельной заслонки. Воздушная струя истекает из сопла за счет разницы давлений на выходе из сопла и во впускном окне (воздух забирается с впуска под атмосферным давлением, а во впускном коллекторе создается разрежение). Струя воздуха из сопла направляется на стенки первичного впускного окна, сдувая топливо, осевшее на стенках. В нижней части впускного окна имеется камера улучшения смесеобразования, в которой и происходит создание топливовоздушной смеси из топлива, осевшего на стенках, с воздухом, подаваемым из сопла. Камера улучшения смесеобразования поворачивает поток топливовоздушной смеси вверх, точно во впускное окно и затем в камеру сгорания к свечам зажигания, минуя полость, где происходит основное смесеобразование. В результате внедрения данной системы было достигнуто улучшение процесса смесеобразования, улучшение экономичности на режиме низких нагрузок и стабилизация процесса сгорания.

Система улавливания паров топлива

Система улавливания паров топлива предотвращает попадание паров топлива из топливного бака в атмосферу, что обеспечивает более полное использование топлива, так как исчезают потери топлива из-за испарения. Также данная система способствует образованию оптимальной топливовоздушной смеси.

Система включает в себя: аккумулятор паров топлива, 2-ходовой клапан, клапан в крышке топливозаливной горловины, улавливатель сконденсировавшегося топлива, электропневмоклапан аккумулятора паров топлива, предохранительные клапана в топливном баке, клапан предотвращения попадания воды в аккумулятор паров топлива, а также систему трубок и шлангов. В систему улавливания паров топлива некоторых автомобилей также установлены воздушный фильтр и насос обнаружения утечек в системе улавливания паров топлива.


Расположение элементов системы снижения
токсичности (рисунок приведен для моделей
HIGH POWER).
1 - порт подачи воздуха на выпуск,
2 - от электромагнитного клапана системы
подачи воздуха на выпуск,
3 - воздушный насос системы подачи воздуха на выпуск,
4 - клапан системы подачи воздуха на выпуск,
5 - каталитический нейтрализатор,
6 - быстроразъемное соединение,
7 - насос обнаружения утечек в системе
улавливания паров топлива (некоторые модели),
8 - электромагнитный клапан системы
подачи воздуха на выпуск,
9 - к клапану системы подачи воздуха на выпуск,
10 - улавливатель сконденсировавшегося топлива,
11 - электропневмоклапан аккумулятора паров топлива,
12 - предохранительный клапан,
13 - предохранительный клапан (некоторые модели),
14 - воздушный фильтр системы улавливания
паров топлива (некоторые модели),
15 - аккумулятор паров топлива.

Когда двигатель остановлен, топливо в топливном баке активно испаряется, в результате чего давление в топливном баке повышается. Для предотвращения повреждения топливного бака, когда давление паров топлива становится высоким, испарившееся топливо через предохранительные клапана и 2-ходовой клапан поступает в аккумулятор паров топлива, где происходит накапливание паров топлива. Аккумулятор паров топлива накапливает пары топлива с помощью адсорбирующего элемента. Также сконденсировавшееся топливо осаждается в улавливателе, находящемся на прием- ной трубе системы впуска.

Процесс перепуска паров топлива происходит через электропневмоклапан аккумулятора паров топлива, управляемый блоком управления двигателем. Блок управления двигателем контролирует количество перепускаемых во впускной тракт паров топлива в зависимости от режима работы двигателя.

В нужный момент в аккумулятор паров топлива, через клапан предотвращения попадания воды в аккумулятор паров топлива, подается воздух из атмосферы, вытесняя пары топлива из аккумулятора паров топлива, затем блок управления открывает электропневмоклапан, и пары перепускаются во впускной тракт, попадая вместе с воздухом в рабочие камеры.

Если в топливном баке создается разрежение, превышающее допустимое, то 2-ходовой клапан открывается, и пары топлива подаются обратно в топливный бак. При увеличении разряжения в топливном баке, для предотвращения деформации, открывается вакуумный клапан в крышке топливозаливной горловины и в топливный бак подается атмосферный воздух.

Система подачи воздуха на выпуск

Система подает воздух к выпускному окну каждого ротора, где воздух вступает в реакцию с несгоревшей топливовоздушной смесью, в результате чего температура отработавших газов повышается, что ускоряет прогрев каталитического нейтрализатора до температуры нормального функционирования.

Система подачи воздуха на выпуск управляется блоком управления двигателем.

Если при запуске двигателя возникают условия, необходимые для включения системы подачи воздуха на выпуск, включается воздушный насос, нагнетающий воздух к клапану системы подачи воздуха на выпуск. В это время блок управления двигателем включает электромагнитный клапан, через который из вакуумного ресивера к клапану системы подачи воздуха на выпуск начинает подаваться разрежение, в результате чего клапан открывается. Воздух, нагнетаемый воздушным насосом, начинает поступать по каналу к выпускному окну, находящемуся на боковом корпусе. Подаваемый воздух вступает в реакцию с несгоревшей топливовоздушной смесью, выходящей из рабочей камеры, в результате чего температура ОГ повышается. Когда воздушный насос прекращает работать, блок управления двигателем выключает электромагнитный клапан, разрежение перестает подаваться к клапану системы подачи воздуха на выпуск и клапан закрывается под действием возвратной пружины, в результате чего предотвращается попадание ОГ в воздушный насос.

Система впрыска топлива

Топливный насос

Для повышения надежности работы системы впрыска топлива, экономии места и упрощения топливной системы топливные фильтры высокого и низкого давления, регулятор давления топлива, топливный насос и насос подачи топлива из дополнительной секции топливного бака объединены в корпусе топливного насоса. Для облегчения конструкции корпус топливного насоса сделан из твердого пластика. Корпус топливного насоса не разбирается.

Топливная система данного автомобиля не имеет линии возврата топлива, поэтому регулятор давления топлива находится в корпусе топливного насоса.


Топливный насос.
1 - кронштейн дополнительного датчика
уровня топлива и трубки подачи топлива
из второй секции топливного бака,
2 - корпус топливного насоса,
3 - клапан снижения давления
в линии возврата топлива,
4 - отверстие слива топлива,
5 - из дополнительной секции топливного бака,
6 - сопловой элемент,
7 - сопловой элемент,
8 - насос подачи топлива из дополнительной
секции топливного бака,
9 - из основной секции топливного бака
в дополнительную секцию,
10 - в дополнительную секцию топливного бака,
11 - поток топлива,
12 - поток топлива между секциями
топливного бака,
13 - регулятор давления топлива,
14 - дополнительная секция топливного бака,
15 - основная секция топливного бака,
16 - регулятор давления топлива,
17 - сопловой элемент,
18 - сопловой элемент,
19 - топливный фильтр низкого давления,
20 - топливный насос,
21 - топливный фильтр высокого давления,
22 - к топливному коллектору,
23 - корпус топливного насоса.

Топливный насос качает топливо из основной и дополнительной секций топливного бака, топливо проходит через топливные фильтры высокого и низкого давления. Лишнее топливо возвращается в основную или дополнительную секции топливного бака через насос подачи топлива из дополнительной секции топливного бака. В линию возврата топлива встроено сопло, создающее разрежение, которое используется для подачи топлива из дополнительной секции топливного бака в основную. Также в насосе подачи топлива из дополнительной секции топливного бака установлен клапан, снижающий давление в линии возврата топлива путем перепуска топлива мимо сопла.

Работа топливного насоса контролируется блоком управления двигателем. Когда на блок управления двигателем поступает сигнал от датчика положения эксцентрикового вала, включается реле топливного насоса и топливный насос начинает работать. Для повышения стабильности работы, при включении зажигания топливный насос работает в течение нескольких секунд, в результате чего в топливной системе быстро создается необходимое давление. Если датчик положения эксцентрикового вала перестает посылать сигнал на блок управления двигателем, реле топливного насоса выключается, и топливный насос перестает работать.

Для повышения стабильности работы топливного насоса и предотвращения его повреждения разработана система управления топливным насосом. В системе установлены реле управления топливным насосом и резистор. Если частота вращения эксцентрикового вала низкая и количество необходимого топлива невелико, реле управления топливным насосом выключено и ток от аккумуляторной батареи, подаваемый на топливный насос, проходит через резистор. В результате, снижается напряжение, подаваемое на топливный насос, и снижается нагрузка.

При необходимости увеличения количества подаваемого топлива, реле управления топливным насосом включается и напряжение от аккумуляторной батареи идет напрямую на топливный насос. Топливный насос начинает работать с большей нагрузкой и количество подаваемого топлива увеличивается.

Количество топлива, необходимое для работы двигателя рассчитывается исходя из частоты вращения эксцентрикового вала, напряжения аккумуляторной батареи и показаний датчика температуры охлаждающей жидкости.

Форсунки

Рис.15

Форсунки контролирует блок управления двигателем. Блок управления двигателем контролирует угол опережения впрыска и количеством впрыскиваемого топлива. В зависимости от модели двигателя могут быть установлены две или три форсунки на каждый ротор. На модели STANDARD POWER установлены 2 форсунки (основная №1 и дополнительная), а на модели HIGH POWER установлены 3 форсунки (основная №1, основная №2 и дополнительная). Каждая из форсунок состоит из обмотки (1), иглы (2) и возвратной пружины (3). Количество впрыскиваемого топлива определяется временем открытия иглы форсунки.

Основные форсунки №1 установлены на промежуточном корпусе под углом 45° и впрыскивают топливо на стенку впускного окна. Для улучшения испарения впрыскиваемого топлива в распылителе форсунок сделаны 12 отверстий, и впрыск происходит под углом 30°.

Основные форсунки №2 и дополнительные форсунки установлены на впускном коллекторе. Впрыск топлива осуществляется под углом 19° в сторону впускного окна для лучшего испарения.


Расположение элементов топливной системы в моторном отсеке.
1 - быстроразъемное соединение топливных трубок,
2 - резистор топливного насоса,
3 - передняя и задняя основные форсунки №1,
4 - передняя дополнительная форсунка,
5 - задняя дополнительная форсунка,
6 - передняя и задняя основные форсунки №2 (модели HIGH POWER),
7 - реле топливного насоса,
8 - реле управления топливным насосом.

Управление впрыском топлива осуществляется по следующим функциям:

1) Управление синхронным впрыском, которое подразумевает впрыск топлива на такте впуска в определенный момент (управление количеством впрыскиваемого топлива и углом опережения впрыска в зависимости от частоты вращения эксцентрикового вала, положения дроссельной заслонки, показаний датчика атмосферного давления и коррекции по температуре охлаждающей жидкости). Различается управление впрыском во время запуска двигателя и после запуска двигателя.

2) Управление несинхронным впрыском, которое подразумевает впрыск топлива во время появления определенных условий независимо от такта на котором находится ротор. Управление производится при запуске двигателя (для улучшения пусковых характеристик двигателя и стабильности работы) и при нажатии на педаль акселератора (выравнивание состава смеси при резком нажатии или при коротких частых нажатиях на педаль акселератора).

3) Прекращение впрыска топлива (превышение максимальной скорости автомобиля либо частоты вращения эксцентрикового вала, неисправность системы DRIVE-BY-WIRE, снижения частоты вращения эксцентрикового вала и управление в зависимости от положения дроссельной заслонки).

Блок управления двигателем включает форсунки последовательно с увеличением частоты вращения. На низкой частоте работает только основная форсунка №1, при увеличении частоты вращения включается дополнительная форсунка, а затем и основная форсунка №2.

1 - увеличение, 2 - ширина импульса на впрыск топлива,
3 - уменьшение, 4 - уменьшение, 5 - необходимое количество топлива,
6 - увеличение, 7 - дополнительная топливная форсунка,
8 - основная форсунка №1, 9 - основная форсунка №2.

Корпус дроссельной заслонки

Привод дроссельной заслонки осуществляется с помощью электродвигателя. Таким образом, нет жесткой связи между педалью акселератора и дроссельной заслонкой. Система начинает функционировать при повороте ключа зажигания в положение "ON (||)".

Рис.18
1 - датчик положения
педали акселератора,
2 - педаль акселератора.

Система электронного управления дроссельной заслонкой состоит из корпуса дроссельной заслонки (датчика положения дроссельной заслонки, электродвигателя и дроссельной заслонки объединенных в одном корпусе), датчика положения педали акселератора и блока управления двигателем.

Датчик положения педали акселератора находится на кронштейне педали акселератора. При изменении положения педали акселератора, меняется сигнал, посылаемый датчиком на блок управления двигателем, который управляет электродвигателем привода дроссельной заслонки.

Дроссельная заслонка, датчик положения дроссельной заслонки и электродвигатель привода дроссельной заслонки установлены в цельном корпусе. Датчик положения дроссельной заслонки фиксирует угол открытия дроссельной заслонки.

Рис.19
1 - электродвигатель привода
дроссельной заслонки,
2 - корпус дроссельной заслонки,
3 - дроссельная заслонка.

Система электронного привода дроссельной заслонки используется для улучшения качества смесеобразования, так как в процессе сгорания участвует масло.

Работа датчиков положения педали акселератора и дроссельной заслонки основаны на эффекте Холла. В датчиках, для повышения ресурса, используется бесконтактный чувствительный элемент. Для повышения стабильности и надежности работы системы, каждый датчик (положения дроссельной заслонки и положения педали акселератора) состоит из двух датчиков (главный и дополнительный). При выходе из строя одного из датчиков система электронного привода дроссельной заслонки функционирует нормально.

При неисправности системы электронного привода дроссельной заслонки, под действием возвратной пружины устанавливается угол открытия дроссельной заслонки 5°, что обеспечивает подачу воздуха, необходимую для движения автомобиля.

Система Drive-by-wire

Система DRIVE-BY-WIRE используется для управления дроссельной заслонкой. Эта система устанавливает оптимальный угол открытия дроссельной заслонки во всем диапазоне частот вращения эксцентрикового вала в зависимости от условий работы двигателя и показаний различных датчиков. Система управляется блоком управления двигателем и поддерживает несколько режимов управления (см. таблицу "Режимы управления дроссельной заслонкой системой DRIVE-BY-WYRE").

Таблица. Режимы управления дроссельной заслонкой системой DRIVE-BY-WYRE.

Режим Описание
Управление в зависимости от частоты вращения холостого хода Устанавливается оптимальный угол открытия дроссельной заслонки для заданной частоты вращения холостого хода.
Управление в зависимости от нажатия педали акселератора Устанавливается оптимальный угол открытия дроссельной заслонки в зависимости от нажатия педали акселератора.
Установлена обучающая функция, запоминающая положение полного закрытия дроссельной заслонки (используется для расчета необходимого угла открытия дроссельной заслонки) и вносящая коррекцию в зависимости от выработки ресурса системы (ухудшения состояния элементов системы и т.д.).
Управление в зависимости от нагрузки Устанавливается оптимальный угол открытия дроссельной заслонки в зависимости от необходимого крутящего момента сигналов от блоков управления АКПП, системы DSC и частоты вращения эксцентрикового вала.
Управление системой поддержания скорости (круиз-контроль) Задается необходимая скорость автомобиля через выключатель системы поддержания скорости и поддерживается оптимальный угол открытия дроссельной заслонки для достижения заданной скорости.
Управление ограничением скорости автомобиля (некоторые модели) Устанавливается угол открытия дроссельной заслонки, необходимый для того, что бы скорость автомобиля не поднималась выше лимитированной:
- Автомобиль с 18 дюймовыми шинами - 231 км/ч;
- Автомобиль с 16 дюймовыми шинами - 211 км/ч.

Бушин Сергей

© 1999 – 2010 Легион-Автодата

Обсуждение на нашем форуме: http://forum.autodata.ru/205/14835/

autodata.ru

Вот что о нем нужно знать

Что такое роторный двигатель Mazda, как он работает и зачем его возрождают

Вращающиеся треугольники Рёло от Мазда возвращаются в массы, но явно под другим соусом…

 

Еще в марте Мартин тен Бринк, вице-президент «Mazda Motor Europe» по продажам и обслуживанию клиентов активировал энтузиастов по всему миру одним лишь своим заявлением, что роторный двигатель Ванкеля вернется в производство.

 

В частности, тен Бринк заявил, что роторный ДВС может стать элементом для расширения диапазона движения электрического автомобиля 2019 модельного года, но на тот момент это был просто слух. «Mazda не анонсировала никаких конкретных продуктов с роторным двигателем в то время. Однако Mazda по-прежнему привержена работе над технологиями роторных двигателей», –рассуждали на тему комментария вице-президента Мазда в Mazda Motor of America.

 

Смотрите также: Один из немногих мотоциклов с роторным двигателем: История

 

Итак, что же такого особенного в этом легендарном двигателе, который так взволновал всех своим возвращением? И почему на этот раз все может быть по-другому?

 

Как он работает

Элементы системы двигателя

Нажать для увеличения

 

Роторный двигатель внутреннего сгорания по форме напоминает бочку. На нем и в нем вы не найдете многих компонентов, к которым привыкли в стандартном поршневом моторе. Во-первых, в нем нет поршней, ходящих вверх и вниз. Вместо них полезную работу совершает необычной формы треугольный поршень с округлыми краями (треугольник Рёло). Их количество может варьироваться от одного до трех в одном двигателе, но чаще всего используется схема с двумя поршнями, вращающимися вокруг вала посредством эксцентриковой полой центральной части.  

 

Топливо и воздух нагнетаются в пространство между сторонами роторов и внутренними стенками короба, где смесь воспламеняется. Быстрое, взрывное расширение газов поворачивает ротор, который таким образом производит мощность. Роторы выполняют ту же задачу, что и поршни в поршневом двигателе, но с гораздо меньшим количеством движущихся частей, что делает роторный двигатель более легким и компактным, чем поршневой двигатель эквивалентного объема.

 

Учитывая, что карбюратор/впуск находится в левой нижней части изображения, источник зажигания – справа, а выхлоп – справа вверху, можно составить визуальную схему, показывающую процесс работы ДВС, начиная с впуска топливо-воздушной смеси:

Затем ротор проворачивает эксцентриковый вал и повышает давление в камере сгорания:

Источник зажигания (или две свечи, как в случае с многими двигателями Ванкеля) начинает процесс возгорания:

Это сгорание топлива и воздуха закручивает ротор во время рабочего такта:

И наконец, двигатель выплевывает газы и остатки несгоревшего топлива наружу:

 

Мало кто знает, но роторный мотор был изначально придуман почти 100 лет назад, а не в 50-е годы XX века. Первоначально принцип работы мотора был проработан Феликсом Ванкелем, немецким инженером, который придумал свой принцип действия двигателя внутреннего сгорания.

 

Преимущество №1: Роторный двигатель легче и компактней обычного поршневого мотора

 

Война, поднявшая одних инженеров, например Фердинанда Порше, другим не дала никакой возможности развиться. Не нужны были в опасные времена мирные двигатели Ванкеля, поэтому изобретателю пришлось ждать аж до 1951 года, когда он получил приглашение от автопроизводителя NSU для разработки прототипа. Немецкая компания решила с помощью хитрости выяснить, так ли хорош оригинальный двигатель, параллельно дав возможность продемонстрировать силы другому инженеру – Ханнсу Дитеру Пашке.

 

Сложная конструкция Ванкеля фактически проиграла простому прототипу, разработанному инженером Ханнсом Дитером Пашке, который всего-навсего убрал из оригинальной конструкции все лишнее, сделав ее производство экономически выгодным.

 

Так в Германии был изобретен и опробован новый двигатель Mazda, который на протяжении долгих десятилетий был одним из немногих роторно-поршневых серийных моторов и единственным в 21-м веке.

 

Современный двигатель Ванкеля не совсем двигатель Ванкеля.

 

Да, основа роторного двигателя от Ванкеля стала самой успешной конструкцией данного двигателя в мире и единственной, которая смогла сложными путями дойти до серийного производства.

 

Еще в начале 60-х годов у NSU и Mazda проводился дружеский совместный конкурс на производство и продажу первого автомобиля с двигателем типа Ванкеля, когда они работали над сырым продуктом, пытаясь создать из него качественный товар.

 

NSU стал первым на рынке в 1964 году. Но немецкой компании не повезло: она разрушила свою репутацию в течение следующего десятилетия ненадлежащим качеством продукции. Частые отказы двигателя снова и снова посылали владельцев к дилеру и в магазин за запчастями. Вскоре нередко можно было обнаружить модели NSU Spider или Ro 80, в которых было поменяно три и более роторных двигателей Ванкеля.

 

Проблема заключалась в уплотнениях вершины ротора – тонких полосках металла между наконечниками вращающихся роторов и корпусами роторов. NSU сделал их из трех слоев, что вызывало неравномерный износ. Это была бомба замедленного действия не только для автомобилей фирмы, но и самого автопроизводителя. Мазда решила проблему уплотнения (крайне важного элемента мотора, без которого он просто не был способен работать из-за отсутствия давления), сделав их однослойными. Силовой агрегат начали устанавливать в 1967 году на спортивные люксовые модели Cosmo…

 

В начале 70-х годов Mazda представила целую линейку автомобилей с двигателем Ванкеля – мечта, которая была разбита нефтяным кризисом 1973 года. Пришлось поубавить аппетит и оставить мотор там, где в нем больше всего нуждались – в легком спортивном купе Mazda RX-7. С 1978 по 2002 год было выпущено более 800 тыс. этих легендарных спорткаров с необычным двигателем, у которого больше не было аналогов.

 

Из Германии в Японию, из Японии в СССР – вот путь двигателя, разработанного в 20-х годах XX века Ванкелем

 

Любим и ненавидим

Фанаты техники любят роторные двигатели потому, что они другие. Многие автолюбители, хорошо разбиравшиеся в технике, питали определенную слабость к такому странному двигателю, работающему на обычном топливе, но при этом не выглядевшему как стандартный набор поршней, клапанов и других неотъемлемых элементов обычного поршневого мотора.

 

В зависимости от специфики мотора ротор линейно поставляет мощность до 7.000-8.000 об/мин – бесперебойно, практически на одном уровне крутящего момента. Эта ровная полка момента как раз и отличает его от подавляющего большинства поршневых ДВС, в которых наблюдается много мощности на высоких оборотах и ее нехватка при низких.

 

Автопроизводителям также понравился роторный двигатель благодаря плавности его работы. Роторы, вращаясь вокруг центральной оси, не создают никакой вибрации по сравнению с поршневыми двигателями, у которых верхняя и нижняя точки хождения поршня отчетливо прослеживаются даже внутри салона автомобиля.

 

Но необычный двигатель – это словно необъезженная лошадь, своенравное животное, поэтому в противовес обожателям идеи Ванкеля концепция также внушает свою долю ненависти в среде автомобильных фанатов и механиков. И, казалось бы, почему?

 

Ведь у двигателя простой дизайн: отсутствует ремень ГРМ, отсутствует распределительный вал, нет привычной системы клапанов. Но за простоту приходится платить большой точностью производства деталей. Они должны быть сделаны безукоризненно, что поднимает их стоимость в разы, по сравнению с запчастями для обычных поршневых двигателей. Второе – этих запчастей мало в природе. И в-третьих, в мире почти нет специалистов, которые занимались бы починкой роторных моторов. В Москве, говорят, есть пара, но очередь к ним – на год вперед.

 

Из минусов еще можно назвать своеобразную работу роторного силового агрегата. Конструкция подразумевает сгорание масла в цилиндрах мотора, куда нагнетаются небольшие количества моторного масла прямо в камеры сгорания. Делается это для того, чтобы смазывать прилегающие площади роторов, вращающихся на бешеной скорости. Сизоватый дым, иногда выходящий из выхлопной трубы, – это признак беды, он отпугивает незнающих людей от моделей вроде RX-7 или 8.

 

Роторные моторы также предпочитают минеральные масла синтетическим, а их дизайн означает, что вы должны время от времени подливать масло в этот ненасытный агрегат, чтобы оно не закончилось.

 

Ну и наконец, те уплотнения вершины ротора, которые не удалось сделать NSU, все же недостаточно долговечны. Раз в 130-160 тыс. км мотору требуется капитальная переборка. А это удовольствие, как вы уже понимаете, дорогое. Да и что такое 130.000 км? Пять-шесть лет эксплуатации? Маловато будет!

 

Современные водители также наиболее чувствительны к другим недостаткам роторных движков: высоким выбросам вредных веществ в атмосферу (этим, скорей, обеспокоены в Greenpeace) и экономии топлива из-за тенденции двигателя не полностью сжигать топливно-воздушную смесь перед отправкой ее восвояси (здесь, конечно, удар наносится по карману автовладельца). Да, роторные двигатели имеют отменный «аппетит».

 

Для RX-8 Mazda частично решила эти проблемы, разместив выпускные отверстия по бокам камер сгорания. Но сейчас борьба за экологию обострилась и предложенных улучшений оказалось недостаточно. Это явилось еще одной причиной, по которой RX-8 стал последним автомобилем с двигателем Ванкеля под капотом. Он продавался 10 лет, с 2002 по 2012 год, но его убила экология.

 

Время для повторного возвращения

Вернемся к слухам Mazda о том, что компания может использовать какой-то роторный двигатель в качестве «расширителя» диапазона для своего будущего электрического автомобиля. Эта штука имела бы смысл.

 

Еще в 2012 году Mazda арендовала в Японии 100 электромобилей Demio EV, они были хороши, но напрягал небольшой диапазон без подзарядки – менее 200 км.

 

Изучив дело, в 2013 году Mazda создала прототип, который получил небольшой роторный моторчик, тот самый «расширитель» диапазона, который почти удвоил этот диапазон. Модель назвали «Mazda2 RE Range Extender».

 

Колеса прототипа приводились в движение с помощью электрического двигателя, а 0,33-литровый 38-сильный роторный моторчик работал для того, чтобы перезаряжать батареи электрического двигателя, если они разряжались и поблизости не было места для перезарядки.

 

Поскольку роторный двигатель не мог отправлять мощность на колеса, Mazda2 RE не был гибридом, как Volt или Prius. Силовой агрегат Ванкеля, скорее, был бортовым генератором, который добавлял энергии аккумуляторам.

 

Смотрите также: Mazda официально подтвердила возвращение роторных двигателей в 2019 году

 

Такая же компактность и легкий вес, которые сделали ротор Ванкеля отличным двигателем для спортивного автомобиля, такого как RX-7, также делают его идеальным в новом качестве – расширяющего диапазон генератора на автомобиле, особенно том, который уже имеет электродвигатели и батареи, конкурирующие за пространство, и не может позволить себе много «лишнего» веса.

 

Роторные двигатели Мазда сделали себе репутацию в основном как моторы для спортивного автомобиля. В былые времена слухи об уникальных возможностях такого рода силовых агрегатов преодолели даже железный занавес СССР, где уже наши инженеры вносили и успешно интегрировали диковинные моторы в отечественные автомобили.

 

Наверное, будет не совсем правильно делать из такого легендарного двигателя всего лишь генератор для электромобиля. Но такова сегодняшняя реальность: время роторных моторов прошло, и его не получится вернуть обратно.

www.1gai.ru

Устройство автомобиля. Как работает роторный двигатель

Роторный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания, устройство которого в корне отличается от обычного поршневого двигателя.
В поршневом двигателе в одном и том же объеме пространства (цилиндре) выполняются четыре такта: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Роторный двигатель осуществляет те же такты, но все они происходят в различных частях камеры. Это можно сравнить с наличием отдельного цилиндра для каждого такта, причем поршень постепенно перемещается от одного цилиндра к другому.

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

В этой статье мы расскажем о том, как работает роторный двигатель. Для начала рассмотрим принцип его работы.

Принцип работы роторного двигателя

Ротор и корпус роторного двигателя Mazda RX-7. Эти детали заменяют поршни, цилиндры, клапаны и распредвал поршневого двигателя. Как и поршневой, роторный двигатель использует давление, которое создается при сгорании топливовоздушной смеси. В поршневых двигателях, это давление создается в цилиндрах, и приводит поршни в движение. 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 образуется в камере, сформированной частью корпуса, закрытой стороной треугольного ротора, который используется вместо поршней.

Ротор вращается по траектории, напоминающую линию, нарисованную спирографом. Благодаря такой траектории, все три вершины ротора контактируют с корпусом, образуя три разделенных объема газа. Ротор вращается, и каждый из этих объемов попеременно расширяется и сжимается. Это обеспечивает поступление топливовоздушной смеси в двигатель, сжатие, полезную работу при расширении газов и выпуск выхлопа.

Далее мы расскажем о строении роторного двигателя, но, прежде всего, рассмотрим некоторые автомобили с таким типом двигателя.

Mazda RX-8

Mazda стала пионером в массовом производстве автомобилей с роторным двигателем. 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 роторным двигателем, начиная с Cosmo Sport 1967 года. Однако RX-7 не производится с 1995 года, но идея роторного двигателя не умерла.

Mazda RX-8 оснащена роторным двигателем под названием RENESIS. Этот двигатель был назван лучшим двигателем 2003 г. Он является атмосферным двухроторным и производит 250 л.с.

Строение роторного двигателя

Роторный двигатель имеет систему зажигания и систему впрыска топлива, схожие с используемыми в поршневых двигателях. Строение роторного двигателя в корне отличается от поршневого.

Ротор

Ротор имеет три выпуклых стороны, каждая из которых выполняет роль поршня. Каждая сторона ротора имеет углубление, что повышает скорость вращения ротора, предоставляя больше пространства для топливовоздушной смеси.

На вершине каждой грани расположена металлическая пластина, которая разделяет пространство на камеры. Два металлических кольца на каждой стороне ротора формируют стенки этих камер.

В центре ротора расположено зубчатое колесо с внутренним расположением зубьев. Оно сопрягается с шестерней, закрепленной на корпусе. Такое сопряжение задает траекторию и направление вращения ротора в корпусе.

Корпус (статор)

Корпус имеет овальную форму (форму эпитрохоиды, если быть точным). Форма камеры разработана так, чтобы три вершины ротора всегда находились в контакте со стенкой камеры, образуя три изолированных объемах газа.

В каждой части корпуса происходит один из процессов внутреннего сгорания. Пространство корпуса разделено для четырех тактов:

  • Впуск
  • Сжатие
  • Рабочий такт
  • Выпуск

Порты впуска и выпуска расположены в корпусе. В портах отсутствуют клапаны. Выпускной порт непосредственно соединен с выхлопной системой, а впускной порт - с дросселем.

Выходной вал

Выходной вал (обратите внимание на эксцентриковые кулачки) Выходной вал имеет закругленные выступы-кулачки, расположенные эксцентрично, т.е. смещены относительно центральной оси. Каждый ротор сопряжен с одним из этих выступов. Выходной вал является аналогом коленчатого вала в поршневых двигателях. При вращении ротор толкает кулачки. Так как кулачки установлены несимметрично, сила с которой ротор на него давит, создает крутящий момент на выходном валу, заставляя его вращаться.

Сбор роторного двигателя

Роторный двигатель собирается слоями. Двухроторный двигатель состоит из пяти слоев, удерживаемых длинными болтами, установленными по кругу. Охлаждающая жидкость проходит через все части конструкции.

Два крайних слоя имеют уплотнения и подшипники для выходного вала. Они также изолируют две части корпуса, в которых расположены роторы. Внутренние поверхности этих частей являются гладкими, что обеспечивает надлежащее уплотнение роторов. Впускной порт подачи расположен в каждой из крайних частей.

Часть корпуса, в которой расположен ротор (обратите внимание на расположение выпускного порта) Следующий слой включает корпус ротора овальной формы и выпускной порт. В этой части корпуса установлен ротор.

Центральная часть включает два впускных порта - по одному для каждого ротора. Она также разделяет роторы, поэтому ее внутренняя поверхность является гладкой.

В центре каждого ротора расположено зубчатое колесо с внутренним расположением зубьев, которое вращается вокруг меньшей шестерни, установленной на корпусе двигателя. Она определяет траекторию вращения ротора.

Мощность роторного двигателя

В центральной части расположен впускной порт для каждого ротора Как и поршневые двигатели, в роторном двигателе внутреннего сгорания используется четырехтактный цикл. Но в роторном двигателе такой цикл осуществляется иначе.

За один полный оборот ротора эксцентриковый вал выполняет три оборота.

Основным элементом роторного двигателя является ротор. Он выступает в роли поршней в обычном поршневом двигателе. Ротор установлен на большом круглом кулачке выходного вала. Кулачок смещен относительно центральной оси вала и выступает в роли коленчатой рукояти, позволяя ротору вращать вал. Вращаясь внутри корпуса, ротор толкает кулачок по окружности, поворачивая его три раза за один полный оборот ротора.

Размер камер, образованных ротором, изменяется при его вращении. Такое изменение размера обеспечивает насосное действие. Далее мы рассмотрим каждый из четырех тактов роторного двигателя.

Впуск

Такт впуска начинается при прохождении вершины ротора через впускной порт. В момент прохождения вершины через впускной порт, объем камеры приближен к минимальному. Далее объем камеры увеличивается, и происходит всасывание топливовоздушной смеси.

При дальнейшем повороте ротора, камера изолируется, и начинается такт сжатия.

Сжатие

При дальнейшем вращении ротора, объем камеры уменьшается, и происходит сжатие топливовоздушной смеси. При прохождении ротора через свечи зажигания, объем камеры приближен к минимальному. В этот момент происходит воспламенение.

Рабочий такт

Во многих роторных двигателях установлено две свечи зажигания. Камера сгорания имеет достаточно большой объем, поэтому при наличии одной свечи, воспламенение происходило бы медленнее. При воспламенении топливовоздушной смеси образуется давление, приводящее ротор в движение.

Давление сгорания вращает ротор в сторону увеличения объема камеры. Газы сгорания продолжают расширяться, вращая ротор и создавая мощность до момента прохождения вершины ротора через выпускной порт.

Выпуск

При прохождении ротора через выпускной порт, газы сгорания под высоким давлением выходят в выхлопную систему. При дальнейшем вращении ротора, объем камеры уменьшается, выталкивая оставшиеся выхлопные газы в выпускной порт. К тому моменту, как объем камеры приближается к минимальному, вершина ротора проходит через впускной порт, и цикл повторяется.

Необходимо отметить, что каждая из трех сторон ротора всегда вовлечена в один из тактов цикла, т.е. за один полный оборот ротора осуществляется три рабочих такта. За один полный оборот ротора, выходной вал совершает три оборота, т.к. на один оборот вала приходится один такт.

Различия и проблемы

По сравнению с поршневым двигателем, роторный двигатель имеет определенные отличия.

Меньше движущихся деталей

В отличие от поршневого двигателя, в роторном двигателе используется меньше движущихся деталей. Двухроторный двигатель включает три движущиеся детали: два ротора и выходной вал. Даже в простейшем четырехцилиндровом двигателе используется не менее 40 движущихся деталей, включая поршни, шатуны, распредвал, клапаны, клапанные пружины, коромысла, ремень ГРМ и коленвал.

Благодаря уменьшению количества движущихся деталей, повышается надежность роторного двигателя. По этой причине некоторые производители вместо поршневых двигателей используют роторные на своих воздушных судах.

Плавная работа

Все части роторного двигателя вращаются непрерывно в одном направлении, а не постоянно меняют направление движения, как поршни в обычном двигателе. В роторных двигателях используются сбалансированные вращающиеся противовесы, предназначенные для гашения вибраций.

Подача мощности также обеспечивается более плавно. В связи с тем, что каждый такт цикла протекает за поворот ротора на 90 градусов, и выходной вал совершает три оборота на каждый оборот ротора, каждый такт цикла протекает за поворот выходного вала на 270 градусов. Это значит, что двигатель с одним ротором обеспечивает подачу мощности при 3/4 оборота выходного вала. В одноцилиндровом поршневом двигателе, процесс сгорания происходит на 180 градусах каждого второго оборота, т.е. 1/4 каждого оборота коленвала (выходной вал поршневого двигателя).

Медленная работа

В связи с тем, что ротор вращается со скоростью, равной 1/3 скорости вращения выходного вала, основные движущиеся детали роторного двигателя движутся медленнее, чем детали в поршневом двигателе. Благодаря этому, также обеспечивается надежность.

Проблемы

Роторные двигатели имеют ряд проблем:
  • Сложное производство в соответствии с нормами состава выбросов.
  • Затраты на производство роторных двигателей выше по сравнению с поршневыми, так как количество производимых роторных двигателей меньше.
  • Расход топлива у автомобилей с роторным двигателей выше по сравнению с поршневыми двигателями, в связи с тем, что термодинамический КПД снижен из-за большого объема камеры сгорания и низкого коэффициента сжатия.

www.exist.ru