Все о роторных двигателях

О применении РПД в автомобильной промышленности

Наибольшую популярность данный двигатель получил в конце 60-х и начале 70-х годов прошлого века. Патент на РПД Ванкеля был приобретен 11 ведущими автопроизводителями. Так, в 67-м году компания NSU разработала первый автомобиль бизнес-класса с роторным мотором, который назывался NSU RO 80. Данная модель производилась серийно 10 лет. Всего было выпущено более 37 тысяч экземпляров. Автомобиль пользовался популярностью, однако недостатки роторного мотора в конце концов подмочили репутацию этой машины. На фоне других моделей NSU, седан NSU RO 80 был самым ненадежным. Пробег до капитального ремонта составлял всего 50 тысяч при заявленных 100.

Также с роторными моторами экспериментировали концерны «Пежо-Ситроен», и завод ВАЗ (об этом случае мы поговорим отдельно ниже). Наибольшего успеха добились японцы, выпустив легковой автомобиль с роторным мотором в 63-м году. На данный момент японцы до сих пор оснащают РПД на свои спорткары серии RX. К сегодняшнему дню они избавлены от многих «детских болезней», что были присущи РПД того времени.

Принцип работы

Данный ДВС действует следующим образом. Ротор, насаженный на эксцентриковый вал через подшипники, приводится в действие от силы давления газов, что образовалась в результате сгорания топливновоздушной смеси. Ротор двигателя относительно статора посредством пары шестерен. Одна из них (большого размера) находится на внутренней поверхности ротора. Вторая (опорная) имеет меньшие размеры и намертво прикреплена к боковой крышке двигателя. Благодаря взаимодействию шестерен, ротор производит эксцентричные круговые движения. Таким образом, его грани соприкасаются с внутренней поверхностью камеры сгорания.

В результате между корпусом двигателя и ротором образуется несколько изолированных камер переменного объема. Их количество всегда составляет 3. В данных камерах происходит процесс сжатия смеси, ее горение, расширение газов (которые впоследствии оказывают давление на рабочую поверхность ротора) и их удаление. В результате воспламенения топлива, ротор приводится в действие, передавая усилия крутящего момента на эксцентриковый вал. Последний устанавливается на подшипниках и далее передает мощность на узлы трансмиссии. А уже затем момент сил двигателя Ванкеля идет на колеса по классической схеме – посредством карданной передачи и полуосей к ступицам. Таким образом, в роторном моторе работают одновременно несколько механических пар. Первая отвечает за движение ротора и состоит из нескольких шестерен. Вторая де преобразует движение ротора в обороты эксцентрикового вала.

Передаточное отношение статора (корпуса) и шестерен всегда стабильное и составляет 3:2. Таким образом, ротор успевает провернуться за полный оборот вала на 120 градусов. В свою очередь, за полный оборот ротора производится четырехтактный цикл работы двигателя внутреннего сгорания в каждой из трех камер, образуемых гранями.

РПД ВАЗ

РПД ВАЗ 311

• Модель ВАЗ-311 • Тип роторно-поршневой, четырехтактный, безиновый, карбюраторный • Число секций 1 • Ширина статора, мм 80 Параметры эпитрохоидальной поверхности статора: • производящий радиус, мм 102 • эксцентриситет, мм 15 • Приведенный рабочий объем, л 0,654 • Степень сжатия 9,4 • Номинальная мощность по ГОСТу при частоте вращения эксцентрикового вала 6000 об/мин, л.с. (не менее) 70 • Максимальный крутящий момент при частоте вращения эксцентрикового вала 3500-4000 об/мин, кгс м (не менее) 9,7 • Минимальная частота вращения эксцентрикового вала на режиме холостого хода, об/мин 900-950 • Содержание окиси углерода (СО) в отработавших газах на режиме холостого хода, % (не более) 2Автомобиль ВАЗ-21018 с роторно-поршневым двигателем ВАЗ 311Максимальная скорость, км/ч • с наибольшей нагрузкой 143 • с водителем и пассажиром 145Время разгона с места с переключением передач до скорости 100 км/ч, с • с наибольшей нагрузкой 20 • с водителем и пассажиром 18Расход топлива на 100 км пути в летнее время для обкатанного автомобиля при движении на высшей передаче с полной нагрузкой (не более), л • при скорости 80 км/ч 8,2в зимнее время контрольный расход топлива не должен превышать указанных величин более, чем на 10% • Расход масла от расхода топлива, % 1

РПД ВАЗ-415

• Модель ВАЗ-415 • Тип роторно-поршневой, четырехтактный, безиновый, карбюраторный • Число секций х рабочий объем камеры, л 2х0,654 • Ширина статора, мм Параметры эпитрохоидальной поверхности статора: • производящий радиус, мм • эксцентриситет, мм • Приведенный рабочий объем, л 2х0,654 • Степень сжатия 9,4 • Номинальная мощность по ГОСТ 14846 -81 (нетто) при частоте вращения эксцентрикового вала 6000 об/мин, кВт (л.с.) 99,2(135) • Максимальный крутящий момент по ГОСТ 14846-81 (нетто) при частоте вращения эксцентрикового вала 4000 об/мин, Нм (кгс м) 176(18) • Минимальная частота вращения эксцентрикового вала на режиме холостого хода, об/мин 900 • Объемная доля окиси углерода (СО) на режиме холостого хода, не более, % 1,5

Автомобиль ВАЗ-2108/2109/21099/2115-91 • Максимальная скорость, км/ч 190Время разгона с места с переключением передач до скорости 100 км/ч, с • с полной массой 9,5 • с одним пассажиром 8,5Расход топлива на 100 км пути, не более, л • при скорости 90 км/ч 7,8 • при скорости 120 км/ч 10,5 • при городском цикле движения 14,5 • Расход масла от расхода топлива, % 0,6 АВИАЦИОННЫЙ РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВАЗ-426 ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ ЛЕГКИХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ КОМПАКТНОСТЬ, НИЗКИЙ УРОВЕНЬ ВИБРАЦИИ, ПРОСТОТА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, УВЕЛИЧЕНИЕ МОЩНОСТИ С МИНИМАЛЬНЫМИ ИЗМЕНЕНИЯМИТехнические характеристики: • Тип двигателя роторно-поршневой, четырехтактный, с искровым зажиганием и жидкостным охлаждением • Число секций 3 • Рабочий объем камеры, дм3 0,654 • Степень сжатия 9,4Мощность, кВт (л.с.)/мин-1 (обороты выходного вала редуктора) • /взлетная 154,4(210)/279,6 • Удельный расход топлива г/кВт ч (г/л.с. ч) на крейсерском режиме 292(205) • Направление вращения вала винта (со стороны отбора мощности) правоеРедуктор • Передаточное число одноступенчатый с косозубыми шестернями 0,466 • Система охлаждения жидкостная, закрытая (Тосол-А40М, Тосол-А65М) • Система смазки комбинированная, с “мокрым” картером • Расход масла на крейсерском режиме, кг/ч 0,3 • Марки масел минеральные масла с уровнем качества по API не хуже SF • Система топливоподачи фазированный впрыск с электронным управлением и дублированием механической системойМарки топлив • основное автомобильный бензин с ОЧ не ниже 90 • резервное авиационный бензин Б-91/115 • Система зажигания электронное магнето • Система запуска электрическая, стартером (номинальное напряжение питания 24 В) • Сухая масса двигателя, кг (с редуктором) 145Габаритные размеры, мм: • высота 600 • ширина 600 • длина 1050Условия работы: • температура окружающего воздуха -50…+50 С • высота над уровнем моря, м 3000

Принцип работы роторно-поршневого двигателя

Как и поршневой двигатель, роторный двигатель использует давление, создаваемое при сгорании топливно-воздушной смеси. Как и в поршневом двигателе, входное отверстие сообщается с дроссельной заслонкой, а выпускное с выхлопной системой. Если в поршневом двигателе это давление образуется в цилиндрах, а затем посредством поршней, шатунов передается на коленчатый вал, то в роторном двигателе передаточные звенья отсутствуют. Треугольный ротор в роторном двигателе является своеобразным поршнем, вращающимся по кругу и передающим крутящий момент на выходной вал. Фактически ротор при вращении делит общую камеру на три изолированных, в объеме каждой из этих условных камер происходит свой цикл (забор, сжатие, зажигание, выброс). Как и в случае с поршневым двигателем, роторные двигатели имеют всего 4 такта. Как правило, даже в самом простом роторном двигателе применяют два ротора. Такая конструкция позволяет уменьшить детонацию, увеличить стабильность работы двигателя. Если вы внимательно посмотрите на картинку, то увидите, что один полный оборот ротора, соответствует 3 оборотом вала. Сердцем роторного двигателя является ротор. Ротор в данном случае эквивалентен поршням в обычном двигателе. Ротор установлен на вал с неким эксцентриситетом. Фактически такое смещение можно сравнить с рукояткой на лебедке. Подобная установка ротора, позволяет передавать крутящий момент от него на вал. Как мы уже говорили, двигатель имеет 4 такта, они меняются в зависимости от угла поворота ротора. Сейчас мы кратко рассмотрим каждый из данных тактов в роторном двигателе.

Забор топливно-воздушной смеси в роторном двигателе

Забор смеси начинается в тот момент, когда одна из вершин ротора проходит впускной клапан в корпусе. В это время, объем камеры расширяется, вовлекая в свое увеличивающееся пространство топливно-воздушную смесь. В тот момент, когда следующая вершина ротора проходит впускной канал, начинается следующий такт.Сжатие топливно-воздушной смеси в роторном двигателеВо время поворота ротора, объем смеси захваченной ротором уменьшается, что приводит к повышению давления. Максимальное давление образуется в тот момент, когда топливно-воздушная смесь находится в зоне свечей.

Сжигание топливно-воздушной смеси

Для зажигания смеси, как и в поршневом двигателе, используются свечи. Они зажигают смесь одновременно, то есть срабатывают синхронно. Обычно для роторного двигателя применяют две свечи зажигания. Применение двух свечей зажигания связано с особенностями рабочего объема. Он как бы вытянут по стенке корпуса, именно поэтому, эффективней использовать две свечи, чтобы смесь сгорала более быстро и равномерно. В случае с одной свечкой, смесь будет сгорать дольше, если можно так сказать постепенно, что значительно понизит пиковое давление во время взрыва при зажигании топливно-воздушной смеси. В итоге, от образовавшегося давления взрывной волны, получается рабочее усилие, проворачивающее ротор на эксцентрике вала. Крутящий момент передается на выходной вал. Ротор проворачивается до отверстия выпуска выхлопных газов.

Выброс отработавших выхлопных газов

Как только ротор одной из своих вершин пересекает границу выпускного отверстия, начинается выброс выхлопных газов. Ротор по инерции, а также посредством второго ротора, работающего асинхронно, продолжает менять свой угол и перемещается вершиной до впускного отверстия. Здесь все происходит заново от такта забора до такта выброса.

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 ¾ оборота выходного вала. В одноцилиндровом поршневом двигателе, процесс сгорания происходит на 180 градусах каждого второго оборота, т.е. ¼ каждого оборота коленвала (выходной вал поршневого двигателя).

Принцип работы роторного двигателя

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

Роторный двигатель в разрезе

Ротор роторного двигателя

Камера роторного двигателя

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

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

• Впуск
• Сжатие
• Сгорание
• Выпуск

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

Выходной вал роторного двигателя

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

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

Строение роторного двигателя

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

Как самостоятельно полировать автомобиль?

Два крайних слоя закрыты и содержат подшипники для выходного вала. Они также запечатаны в основных разделах камеры, где содержатся роторы. Внутренняя поверхность этих частей очень гладкая и помогает роторам в работе. Отдел подачи топлива расположен на конце каждой из этих частей.

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

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

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

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

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

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

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

Роторный двигатель Mazda RX8

В 2003 году на конвейер поступила последняя роторная «Мазда». Это был японец с усовершенствованным мотором, который сразу после своего рождения заслужил звание «Лучшего двигателя года», а год спустя стал «Автомобилем года в Японии».

Конструкция и характеристики

Роторный двигатель Mazda RX8 имеет две секции. Он отличается от предыдущей версии продуктивностью всасывающих и выхлопных портов. Производитель усовершенствовал эти элементы, за счёт чего увеличилась степень сжатия. К тому же, двигатель стал мощнее предшественника.

В 2003 году «Мазда» предложила автолюбителям 2 варианта двигателей с разными характеристиками:

1. Объём 1,3 л, 192 л.с. Крутящий момент 220 H*m, разгон до 100 км/ч за 7,2 секунды. Автомобиль разгонялся максимум до 223 км/ч.
2. Объём 1,3 л, 231 л.с. (мощность увеличили за счёт отрегулированной системы впуска). Разгон до 100 км/ч за 6,4 секунды, максимальная скорость — 235 км/ч.

Оба мотора имели небольшой объём, но довольно внушительную мощность. Поэтому расход топлива не радовал: автомобиль «съедал» больше 10 литров даже при спокойном стиле вождения.

Эксплуатация

Производитель обещает, что машина без проблем проедет около 500 000 км. В реальности это крайне сложно. Автомобилисты утверждают, что средний ресурс составляет 100 000 км, но достичь его можно только при соблюдении правил эксплуатации.

Основные секреты можно сформулировать так:

обязательный техосмотр через каждые 4 000–5 000 пробега;
заливка только «родного» масла Mazda Dexelia Ultra 5W-30;
использование свечей с иридиевым электродом (важно помнить, что в роторном двигателе 2 типа свечей — запальные и дожигательные).

Недостатки

Несмотря на все достоинства, у Mazda RX8 с роторным мотором есть и ряд недостатков. Например:

• высокая требовательность к качеству топлива (предпочитает 98-й бензин);
• быстрая изнашиваемость уплотнителя ротора;
• небольшой ресурс;
• склонность к перегреванию;
• дорогое и сложное обслуживание.

И главная проблема RX8 — просто сумасшедшее потребление бензина даже на холостых оборотах, с которым придётся свыкнуться. Но настоящих фанатов все эти проблемы не пугают. К тому же, вскоре «Мазда» обещает выпустить новый более экономичный мотор.

Достоинства и недостатки роторного двигателя

Впервые машина с роторным силовым агрегатом вышла на трассу для тестирования в 1958 г. У истоков его создания стоит Феликс Ванкель, именем которого часто называют РПД.

К их числу не относятся производители Mazda, выпустившие первую версию транспортного средства с роторной силовой установкой в 1967 г.

Достоинства РПД

Плюсы РПД:

1. Высокий КПД, достигающий 40%. Обоснование – на 1 оборот эксцентрикового вала приходится 3 рабочих цикла.
2. Упрощенная конструкция. В ней отсутствуют многие узлы, характерные для поршневых ДВС, в т.ч. газораспределительный механизм, шатуны, клапаны и т.п.
3. Высокие обороты. Двигатель на базе треугольного роторного элемента раскручивается до 10 тыс. об/минуту.
4. Плавная работа при полном отсутствии вибраций. Объяснение – стабильная ориентация движения ротора в одном направлении.
5. Устойчивость перед детонацией. Это позволяет в процессе эксплуатации применять водород.
6. Компактные размеры. По сравнению с поршневыми агрегатами габариты РПД в 2 раза меньше. Следствие этого – небольшой вес полностью укомплектованной конструкции и наличие свободного пространства для комфортного расположения водителя и пассажиров.
7. Отсутствие дополнительных нагрузок при увеличении количества оборотов. С учетом указанного фактора можно разгонять транспортное средство до 100 км/ч на низкой передаче.
8. Сбалансированность. Позволяет эффективнее уравновесить автомобиль, создавая стабильную устойчивость на любом дорожном покрытии.

https://youtube.com/watch?v=ZFqG1wm5EDo

Недостатки РПД

Конструкторы, разработавшие роторную силовую установку, так и не смогли устранить недостатки:

1. Основной недоработкой создателей автомобилисты считают ограниченный ресурс двигателя, обоснованный особенностями конструкции. Постоянные изменения рабочего угла апексов вызывают их ускоренный износ.
2. Срок службы заканчивается быстрее из-за перепадов температур, сопровождающих каждый такт. В комбинации с нагрузками, которым подвергаются трущиеся детали, они наносят непоправимый вред функциональным узлам и материалам. Проблему можно решить прямым впрыскиванием минеральной смазки в коллектор.
3. Поскольку внутренние полости камер имеют серповидную форму, топливо в них сжигается не полностью. Ротор, вращаясь на скорости при ограниченной длине рабочего хода, выталкивает раскаленные газы в выхлопное отверстие. Присутствие фрагментов масла в продуктах сгорания приводит к токсичности выброса.
4. Недостаточная герметичность конструкции, вызванная износом уплотнителей – причина утечки между отсеками с большими перепадами давления между отделениями. Результат – снижение КПД и повышение вреда окружающей природе.
5. Высокий расход ГСМ. По сравнению с поршневым двигателем, роторный агрегат потребляет намного больше топлива (20 л на 100 км) и масла (1 л на 1 тыс. км). Забывчивость водителя, пропустившего очередную заправку смазкой, приводит к незапланированному капитальному ремонту или полной замене мотора.
6. Для производства РПД применяется высокоточное оборудование. К качеству материалов также предъявляются повышенные требования. В результате конечная стоимость роторного двигателя увеличивается.

Принцип работы

Теперь о самом принципе работы. Выполнение определенной работы поршня внутри цилиндров называется тактами. Классический поршневой двигатель имеет четыре такта:

• впуск — в цилиндр подается горючая смесь;
• сжатие — увеличение давления в цилиндре за счет уменьшения объема;
• рабочий ход — энергия, выделенная при сгорании смеси, преобразовывается во вращение вала;
• выпуск — из цилиндра выводятся отработанные газы;

Данные такты имеют все двигатели внутреннего сгорания, и сопровождаются они определенным движением поршня.

Однако они выполняются по-разному. Существуют двухтактные поршневые двигатели, в которых такты совмещены, но такие моторы чаще применяются на мотоциклах и другой бензиновой технике, хотя раньше создавались и дизельные двухтактные моторы. В них одно движение поршня включает два такта. При движении поршня вверх – впуск и сжатие, а при движении вниз – рабочий ход и выпуск. Все это обеспечивается наличием впускных и выпускных окон.

Классические автомобильные поршневые двигатели обычно являются 4-тактными, где каждый такт отделен. Но для этого в двигатель включен механизм газораспределения, который значительно усложняет конструкцию.

Что касается роторного двигателя, то отсутствие поршня как такового позволило несколько совместить конструктивные особенности 2-тактных и 4-тактных моторов.

Принцип работы

Поскольку цилиндр роторного двигателя имеет впускные и выпускные окна, то надобность в газораспределительном механизме отпала, при этом сам процесс работы сохранил все четыре такта по отдельности.

Теперь рассмотрим, как все это происходит внутри статора. Углы ротора постоянно контактируют с цилиндром статора, обеспечивая герметичное пространство между сторонами ротора.

Овальная форма цилиндра статора обеспечивает изменение пространства между стенкой цилиндра и двумя близлежащими вершинами ротора.

Далее рассмотрим действие внутри цилиндра только с одной стороны ротора. Итак, при вращении ротора, одна из его вершин, проходя сужение овала цилиндра, открывает впускное окно и в полость между стороной треугольника ротора и стенкой цилиндра начинает поступать горючая смесь или воздух. При этом движение продолжается, эта вершина достигает и проходит высокую часть овала и дальше идет на сужение. Возможность постоянного контакта вершины ротора обеспечивается его эксцентриковым движением.

Впуск воздуха производится до тех пор, пока вторая вершина ротора не перекроет впускное окно. В это время первая вершина уже прошла высоту овала цилиндра и пошла на его сужение, при этом пространство между цилиндром и стороной ротора начинает значительно сокращаться в объеме – происходит такт сжатия.

В момент, когда сторона ротора проходит максимальное сужение, в пространство между стороной ротора и стенкой цилиндра подается искра, которая воспламеняет горючую смесь, сжатую между зауженной стенкой цилиндра и стороной ротора.

Особенностью роторного двигателя является то, что воспламенение производится не перед прохождением стороны так называемой «мертвой точки», как это делается в поршневом двигателе, а после ее прохождения. Делается это для того, чтобы энергия, выделенная при сгорании, воздействовала на ту часть стороны ротора, которая уже прошла ВМТ (верхняя мёртвая точка). Этим обеспечивается вращение ротора в нужную сторону.

После прохождения свечи, первая вершина ротора начинает открывать выпускное окно, и постепенно, пока вторая вершина не перекроет выпускное окно – производится отвод газов.

Такты двигателя

Следует отметить, что был описан весь процесс, сделанный только одной стороной ротора, все стороны проделывают процесс один за другим. То есть, за одно вращение ротора производится одновременно три цикла – пока в полость между одной стороной ротора и цилиндра запускается воздух или горючая смесь, в это время вторая сторона ротора проходит ВМТ, а третья – выпускает отработанные газы.

Теперь о вращении вала, на эксцентрик которого надет ротор. За счет этого эксцентрика полный оборот вала производится меньше чем за один оборот ротора. То есть, за один полный цикл вал сделает три оборота, при этом отдавая полезное действие дальше. В поршневом двигателе один цикл происходит за два оборота коленчатого вала и только один полуоборот при этом является полезным. Этим обеспечивается высокий выход КПД.

Если сравнить роторный двигатель с поршневым, то выход мощности с одной секции, которая состоит из одного ротора и статора, равна мощности 3-цилиндрового двигателя.

А если учитывать, что Mazda устанавливала на свои авто двухсекционные роторные моторы, то по мощности они не уступают 6-цилиндровым поршневым моторам.

Изобретатели роторного двигателя нового типа заключили контракт с DARPA

Компания LiquidPiston получила для финансирования своего проекта средства от DARPA. Проект представляет собой улучшенный мотор внутреннего сгорания роторного типа под названием X1. Во главе компании, работающей в городе Блумфилд штата Коннектикут, стоят инженеры, отец и сын, Николай и Александр Школьники.

Изобретатели заявляют множество уникальных свойств своего изделия. Например, тепловой КПД их мотора равен 50% (по сравнению с 20-30% обычного бензинового ДВС). Правда, если взять дизельный двигатель, добавить в него турбонаддув и промежуточное охлаждение, мы также получим КПД порядка 50%. Но при этом дизельный двигатель будет очень много весить.

Как утверждает Александр Школьник, типичный дизельный генератор на 3 кВт имеет размеры 100х60х60 см и весит более 70 кг. При этом генератор на основе двигателя X1 аналогичной мощности будет весить 15 кг (сам мотор – 4 кг), а размер его будет составлять 30х30 см. Фактически, такой генератор будет умещаться в рюкзаке. Изобретатели постарались взять лучшее от разных тепловых циклов и уменьшить потери энергии двигателя. Теоретический предел КПД нового двигателя – 75%, но пока инженеры трудятся над достижением реального показателя в 57%.

Работа двигателя X1 напоминает процесс работы известного роторного двигателя Ванкеля, вывернутый наизнанку. Ротор закреплён на эксцентрическом валу, и содержит в себе каналы для впуска газовой смеси и выпуска отработавших газов. Расположенные по углам равностороннего треугольника свечи отрабатывают по разу за один оборот вала.

Двигатель работает на прямом впрыске и обеспечивает высокую степень сжатия — 18:1. Не меняющийся во время сгорания объём камеры позволяет сжигать топливо дольше и полнее. Отработавшие газы достигают почти атмосферного давления перед выходом, в связи с чем успевают отдать почти всю свою энергию ротору.

Высокая эффективность также позволяет отказаться от водяного охлаждения двигателя. Работая под нагрузкой, двигатель может пропускать циклы зажигания и засасывать воздух, который будет охлаждать его. Рассматривается даже вариант впрыска в камеру сгорания воды, которая будет охлаждать двигатель, уменьшать выбросы отработавших газов и одновременно превращаться в пар, толкающий ротор.

Слева — двигатель Ванкеля, справа — X1

Компактность и мощность двигателя заинтересовали военных, которым требуются портативные энергетические системы. В случае успешного внедрения двигатель найдёт множество применений — переносной электрогенератор, двигатель для беспилотных аппаратов, и многое другое.

Инженеры придумали новый двигатель ещё в 2003 году. К 2012 году был построен первый прототип, о котором написали в журнале «Популярная механика». В 2020 году компания не только заключила контракт с DARPA, но и приступила к разработкам мини-версии двигателя.

Принцип работы

Гениальность моторов с роторно-поршневым типом работы не отменяет того, что схема, по которой функционируют подобные ДВС, всегда оставалась и остается достаточно простой. Тем не менее еще перед изучением устройства такого мотора стоит понять одно: его функционирование в корне отличается от того, что представлено в традиционных двигателях внутреннего сгорания, а потому необходимо несколько абстрагироваться, прежде чем прибегать к изучению подобного устройства.

О том, как работает роторный двигатель, красноречиво рассказывают многочисленные обучающие фильмы и схемы, которые легко можно найти в специализированных магазинах и интернете. В этой статье мы попытаемся максимально точно донести смысл того, как функционируют роторные двигатели, так, чтобы необходимости прибегать к просмотру подобного фильма уже не было.

В основе ДВС роторного – камера сгорания, которая имеет специфический вид. Эта форма имеет специальное обозначение и запатентована под названием треугольника Рёло, по имени ученого-инженера, который впервые применил ее на практике.

Чтобы было представление о том, какой вид имеет такой треугольник, стоит представить классическую фигуру, имеющую три угла и равные стороны. Только стороны, в отличие от типичного треугольника, не представлены прямыми, последовательно соединяющими собой различные углы. Вместо прямых здесь выступают дуги, которые представляют собой части окружности.

В камеру входят две свечи зажигания, несмотря на то, что первые примитивные разновидности роторных моторов оборудовались лишь одной. Свечи абсолютно схожи по своей конструкции с теми, что применяются в обычных моторах, и отчасти являются взаимозаменяемыми.

Основными двумя подвижными элементами являются шестерни эксцентрикового типа. Говоря простым языком, эксцентрики представляют собой два стальных кольца, имеющих на своей поверхности шестеренчатый объемный рисунок с гранями. Один из эксцентриков закрепляется к валу, а другой свободно вращается относительно центра, скользя по граням камеры сгорания. Для впуска и выпуска смеси в камере сгорания предусмотрены два клапана, каждый из которых играет строго определенную роль.

Когда смесь впрыскивается, свеча ее поджигает, и происходит расширение. За счет этого внешний эксцентрик начинает вращаться, скользя по стенкам камеры сгорания. Благодаря шестеренчатому рельефу, за счет внешнего начинает вращаться и внутренний эксцентрик, который уже закреплен к валу, ведущему к колесам. Можно заметить, что компоновка, которой обладает роторный двигатель, достаточно компактна, что является неоспоримым плюсом подобной конструкции и ее визитной карточкой.

Новая обязательная маркировка шин с 1 ноября 2020 года

С ноября 2020 года в России водится обязательная для всех производителей маркировка шин, которая позволит покупателю с помощью специального приложения убедиться в подлинности и оригинальности выбранных им покрышек, узнав все их важнейшие эксплуатационные характеристики.Такая обязательная маркировка вводится в три этапа, что позволит существенно упростить контроль за продажей и оборотом шин на российском рынке.

1 ноября 2020 года завершается основной этап введения маркировки, в рамках которой покупатели смогут сканировать специальные коды на чеке, удостоверившись в качестве сделанной покупки.В соответствии со вторым этапом такой обязательной маркировки до 15 ноября текущего года все ввезенные шины на территории Российской Федерации будут иметь соответствующее описание и маркировку колеса, а до 1 марта 2021 года все имеющиеся в продаже шины обязаны быть промаркированы.

Третий этап обязательной маркировки шин закончится в марте следующего года, к этому времени все продавцы должны будут передать сведения по своей продукции в систему Честный знак. Введение такой маркировки позволит не только упростить получение необходимой информации о покрышках автовладельцам, но и исключает продажу на территории России поддельных шин, качество которых далеко от идеала.

08.11.2020