www.jap-parts.ru
Пользовательского поиска
Toyota
   - История Toyota
   - Автомобили Toyota
   - Двигатели Toyota
Nissan
   - История компании Nissan
   - Автомобили Nissan
   - Двигатели Nissan
Mitsubishi
   - История Mitsubishi
   - Автомобили Mitsubishi
   - Двигатели Mitsubishi
Honda
   - История марки Honda
   - Автомобили Honda
   - Двигатели Honda
Infiniti
   - История Infiniti
   - Моторы Infiniti
   - Автомобили Infiniti
Lexus
   - История Lexus
   - Моторы Lexus
   - Автомобили Lexus
Барахолка
Полезные советы
Авто Обои
Автолегенды
Полезное видео
Новости
Статьи
Анонсы


   

Роторно - поршневой двигатель

Роторно - поршневой двигатель

Роторно-поршневой двигатель (двигатель Ванкеля) — это двигатель внутреннего сгорания с принудительным воспламенением, работающий на топливо-воздушной смеси. Конструкция с расположенными друг за другом роторами позволяет достигнуть высоких мощностных характеристик при малых геометрических размерах двигателя. Высокая стоимость изготовления, вызванная дороговизной уплотнений роторов, обусловила применение роторно-поршневых двигателей только на некоторых моделях автомобилей

Особенность двигателя — применение трёхгранного ротора (поршня), имеющего вид треугольника Рело, вращающегося внутри цилиндра специального профиля, поверхность которого выполнена по эпитрохоиде.

Роторно - поршневой двигатель

Конструкция Роторного двигателя

  • В двигателе происходит всасывание, сгорание и расширение топливовоздушной смеси, в результате чего выполняется механическая работа, подобно тому, как это происходит в четырехтактном (поршневом) двигателе.
  • В поршневом двигателе, как видно из рисунка, это преобразование происходит за счет вертикального движения поршней. При этом происходит открытие и закрытие соответствующих клапанов, что позволяет осуществить четыре рабочих такта – всасывание, сжатие, расширение и выпуск. В роторном двигателе эти же четыре такта осуществляются за счет того, что вращающийся ротор открывает и закрывает впускные и выпускные окна.
  • Поскольку в роторном двигателе указанные четыре такта происходят в каждой из трех рабочих камер, то фактически за один оборот ротора имеют место три цикла (хода расширения).
  • За один оборот ротора эксцентриковый вал совершает три оборота.

Установленный на валу ротор жёстко соединён с зубчатым колесом, которое входит в зацепление с неподвижной шестернёй - статором. Диаметр ротора намного превышает диаметр статора, несмотря на это ротор с зубчатым колесом обкатывается вокруг шестерни. Каждая из вершин трёхгранного ротора совершает движение по эпитрохоидальной поверхности цилиндра и отсекают переменные объёмы камер в цилиндре с помощью трёх клапанов.

Цикл двигателя Ванкеля: впуск (голубой), сжатие (зелёный), рабочий ход (красный), выпуск (жёлтый)

Такая конструкция позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения. Герметизация камер обеспечивается радиальными и торцевыми уплотнительными пластинами, прижимаемыми к цилиндру центробежными силами, давлением газа и ленточными пружинами. Отсутствие механизма газораспределения делает двигатель значительно проще четырехтактного поршневого (экономия составляет около тысячи деталей), а отсутствие сопряжения (картерное пространство, коленвал и шатуны) между отдельными рабочими камерами обеспечивают необычайную компактность и высокую удельную мощность. За один оборот ванкель выполняет три полных рабочих цикла, что эквивалентно работе шестицилиндрового поршневого двигателя.

Смесеобразование, зажигание, смазка, охлаждение, запуск принципиально такие же, как и у обычного поршневого двигателя внутреннего сгорания. Практическое применение получили двигатели с трёхгранными роторами, с отношением радиусов шестерни и зубчатого колеса: R:r = 2:3, которые устанавливают на автомобилях, лодках и т. п. Преимущества, недостатки и их разрешение

Преимущества перед обычными бензиновыми двигателями

  • низкий уровень вибраций. РПД полностью механически уравновешен, что позволяет повысить комфортность лёгких транспортных средств типа микроавтомобилей, мотокаров и юникаров;
  • главным преимуществом роторно-поршневого двигателя являются отличные динамические характеристики: на низкой передаче возможно без излишней нагрузки на двигатель разогнать машину выше 100 км/ч на более высоких оборотах двигателя (8000 об/мин и более), чем в случае конструкции обычного двигателя внутреннего сгорания.
  • Малая удельная масса при высокой удельной мощности, причины:
    • 1. Масса движущихся частей в РПД гораздо меньше, чем в аналогичных по мощности «нормальных» поршневых двигателях, так как в его конструкции отсутствуют коленчатый вал и шатуны.

      2. К тому же однороторный двигатель выдаёт мощность в течение трёх четвертей каждого оборота выходного вала. В отличии от одноцилиндрового поршневого двигателя, который выдаёт мощность только в течение одной четверти каждого оборота выходного вала. (современный серийный РПД с объёмом рабочей камеры 1300 см³ имеет мощность 220 л.с., а с турбокомпрессором — 350 л.с.)

  • меньшие в 1,5—2 раза габаритные размеры.
  • меньшее на 35—40 % число деталей
  • Роторно-поршневой двигательЗа счёт отсутствия преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное двигатель способен выдерживать бо́льшие обороты с меньшими вибрациями, по сравнению с традиционными двигателями. Роторно-поршневые двигатели обладают более высокой мощностью при небольшом объёме камеры сгорания, сама же конструкция двигателя сравнительно мала и содержит меньше деталей. Небольшие размеры улучшают управляемость, облегчают оптимальное расположение трансмиссии и позволяют сделать автомобиль более просторным для водителя и пассажиров.

    Недостатки Роторного двигателя

    Соединение ротора с выходным валом через эксцентриковый механизм, являясь характерной особенностью РПД Ванкеля, вызывает давление между трущимися поверхностями, что в сочетании с высокой температурой, приводит к дополнительному износу и нагреву двигателя.

    Роторно - поршневой двигатель

    В связи с этим возникает повышенное требование к периодической замене масла. При правильной эксплуатации периодически производится капитальный ремонт, включающий в себя замену уплотнителей. Ресурс при правильной эксплуатации достаточно велик, но не заменённое вовремя масло неизбежно приводит к необратимым последствиям, и двигатель выходит из строя.

    Важной проблемой считается состояние уплотнителей. Площадь пятна контакта очень невелика, а перепад давления очень высокий. Следствием этого, неразрешимого для двигателей Ванкеля, противоречия являются высокие утечки между отдельными камерами и, как следствие, падение коэффициента полезного действия и токсичность выхлопа.Проблема быстрого износа уплотнителей на высокой скорости вращения была разрешена применением высоколегированной стали.

    При всех преимуществах (высокая удельная мощность, простота устройства, несложный ремонт при правильной эксплуатации), важной проблемой является меньшая экономичность на низких оборотах по сравнению с обычными ДВС.

    Другой особенностью двигателей Ванкеля является его склонность к перегреву. Камера сгорания имеет линзовидную форму, то есть при маленьком объёме у неё относительно большая площадь. При температуре горения рабочей смеси основные потери энергии идут через излучение. Интенсивность излучения пропорциональна четвёртой степени температуры, таким образом идеальная форма камеры сгорания — сферическая. Лучистая энергия не только бесполезно покидает камеру сгорания, но и приводит к перегреву рабочего цилиндра. Эти потери не только снижают эффективность преобразования химической энергии в механическую, но и вызывают проблемы с воспламенением рабочей смеси, поэтому в конструкции двигателя часто предусматривают 2 свечи.

    Роторный двигательВысокие требования к точности исполнения деталей делают его сложным в производстве. Оно требует высокотехнологичного и высокоточного оборудования — станков, способных перемещать инструмент по сложной траектории эпитрохоидальной поверхности камеры объёмного вытеснения.

    Применение роторных двигателей

    Двигатель разрабатывался изначально именно для применения на автотранспорте. Первый серийный автомобиль с роторным двигателем — немецкий спорткар NSU Wankelspider. Первый массовый (37 204 экземпляра) — немецкий седан бизнес-класса NSU Ro80. Автомобиль имел достаточно инноваций и помимо двигателя, в частности, кузов с рекордно низким аэродинамическим сопротивлением, полуавтоматическую коробку передач с гидротрансформатором, блок-фары, и так далее. Ro80 отличалась не только уникальной конструкцией, но и передовым дизайном, который оказался непонятен публике середины шестидесятых; через десять лет именно он был положен в основу стиля моделей «Ауди» 100 и 200 поколения C2.

    К сожалению, ресурс двигателя оказался весьма мал (ремонт требовался уже после пробега порядка 50 тыс. км), поэтому автомобиль заслужил плохую репутацию и относительно малоизвестен. На многих сохранившихся автомобилях оригинальный двигатель заменён на поршневой V4 «Essex» фирмы Ford. Citroën также экспериментировал с РПД — проект Citroën M35.

    После этого серийное и мелкосерийное производство роторно-поршневых двигателей Ванкеля производились только фирмами Mazda (Япония) и ВАЗ (СССР,Россия).

    Современные роторные двигатели

    Инженерам фирмы Mazda удалось решить все основные проблемы РПД — токсичность выхлопа и неэкономичность. По сравнению с двигателями-предшественниками «Renesis», удалось сократить потребление масла на 50 %, бензина на 40 % и довести выброс вредных окисей до норм, соответствующих Euro IV. Двухцилиндровый двигатель «Renesis» объёмом всего 1,3 л выдаёт мощность в 250 л. с. и занимает гораздо меньше места в моторном отсеке. Следующая модель двигателя Renesis 2 16X имеет меньший объём, но бо́льшую мощность, меньше нагревается.

    Автомобили марки Mazda с буквами RE в наименовании могут использовать в качестве топлива как бензин, так и водород. Это явилось вторым витком роста внимания к РПД двигателю со стороны разработчиков. Двигатель успешно может использовать водород, так как менее чувствителен к детонации, чем обычный двигатель, использующий возвратно-поступательное движение поршня.Автомобили с РПД потребляют от 7 до 20 литров топлива на 100 км, в зависимости от режима движения, и масла от 0,4 л до 1 л на 1000 км (для двигателей Mazda 0,4 — 0,6 л.). В настоящее время исследование этого типа двигателя активно ведёт японский автоконцерн Mazda, оснащая доработанными моделями роторных двигателей автомобили серии RX.

    Новости

    14.03.2013 | 14:13:05

    Range Rover Sport

    Range Rover Sport NewОфициальная презентация нового поколения автомобиля внедорожника Range Rover Sport состоится в рамках мотор-шоу в Нью-Йорке
    07.04.2012 | 21:59:47

    Новый БМВ 3

    БМВ 3Компания BMW официально представила седан 3-серии.
    06.02.2012 | 19:41:24

    BMW 6

    BMW6Шестёрка была представлена немцами в своем репертуаре.
    10.04.2011 | 17:18:53

    Aston Martin One-77

    Aston Martin One-77Автомобиль Aston Martin One-77выставлен на продажу в городе Дубаи.
    10.04.2011 | 17:17:30

    Новая Nissan Tiida

    nissan tiida newНовый автомобиль Nissan Tiida абсолютно безо всякой маскировки.

    10.04.2011 | 17:15:04

    Новый MG

    Новый MG6MG готовится выпустить новую компактную модель MG6.
    Архив новостей >>

    Статьи

    16.03.2013 | 09:17:05

    Полный привод AWD

    За последнее время огромное количество систем, повышающих стабильность и управляемость, были интегрированы в различные модели автомобилей.
    16.03.2013 | 09:10:50

    Датчик давления в шинах

    Первый патент на шину был получен в 1846 году, и с тех пор колёса постоянно прокалываются. Любому ясно, что спустившая покрышка не сулит ничего хорошего
    21.04.2010 | 17:40:14

    Неконтролируемое ускорение

    Неконтролируемая педаль газа автомобилей ТойотаВ Америке разгорелся скандал, связанный с отзывными компаниями фирмы Toyota, причина западающая педаль газа , а вследствие этого аварии с человеческими жертвами.
    Все статьи >>

    Анонсы

    10.04.2011 | 17:01:15 - 134

    Гибридный Range Rover

    Гибридный Range RoverНовый автомобиль будет построен на базе Range Rover 2012 модельного года и будет иметь ту же гибридную систему двигателя, что и Шевроле Волт (Chevrolet Volt)
    Все анонсы >>


    реклама



    Информация по японским автомобилям и запчасти к ним.

    Яндекс цитирования Rambler's Top100