Різне

Роторний двигун

26.09.2015

Роторний двигун Mazda (Mazda)

Автор: Ілля Ляпустин. 04.02.2013

Що таке роторний двигун?

У цій статті мені хотілося б детальніше зупинитися на такому цікавому пристрої як роторний двигун. Розбиратися в будові будемо за принципом «як це працює» у звичному, дуже простому і зрозумілому режимі як для початківців водіїв. так і для професіоналів. В центрі нашої уваги буде роторний двигун компанії Мазда. Почнемо з початку і відповімо на питання: що таке роторний двигун, принципи роботи роторного двигуна, де використовується роторний двигун?

Роторний двигун

Роторний двигун компанії Мазда, що працює на водні.

Фото: mazda.

Не буду вдаватися в історію глибоко і просто скажу, що принцип роботи роторного двигуна розробив товариш Фелікс Ванкель в 1957 році. Згодом багато організації взялися за розроблення принципово нового роторного двигуна, але зустрівшись з серйозними труднощами в реалізації цього двигуна, багато компаній відмовилися від роботи з роторними двигунами. І лише компанія Мазда «вчепилася зубами» за ідею втілення роторного двигуна у своїх автомобілях. На сьогоднішній день компанія Мазда є єдиним виробником автомобілів серійного виробництва з роторними двигунами.

Конструкція роторного двигуна принципово відрізняється від конструкції звичного нам ДВС. Основні тягові елементи і конструкція камери зовсім не схожі на звичайний поршневий двигун. Але є і багато подібностей. Наприклад, в роторному двигуні використовується той же принцип згоряння палива (в основному бензин). Системи подачі палива і випуску відпрацьованих газів дуже схожі із звичайним бензиновим двигуном.

Виходить сенс такий же. Так само паливо потрапляє в циліндр, так само стискується, підпалюється, горить, розширюється і штовхає поршень тільки деталями іншої форми. Навіщо тоді компанії Мазда вкладати стільки сил, часу і грошей у розвиток двигуна який не визнає не один концерн крім неї? Відповідь криється в перевагах роторного двигуна Мазда перед звичайним ДВС.

Принцип роботи роторного двигуна.

Роторний двигун

Малюнок 1. Основні частини роторного двигуна — ротор на валу і корпус (статор). Ротор нерухомо закріплений на эксцентриковом валу і при обертанні описує форму «капсули», а не кола, так як насаджений на вал не по центру.

Фото: Autogurnal.

Не вдаючись у технічні подробиці, розглянемо на схемах принцип роботи і побачимо все випливають переваги і недоліки роторного двигуна Мазда. По-перше, потрібно повністю забути конструкцію звичайного ДВС, якщо ви її собі уявляли, якщо немає, то просто вникаємо. По-друге, розглянемо основні частини роторного двигуна. Роторний двигун від того і названий роторним, що в його основі знаходиться обертовий ротор. Ротор (див. малюнок 1) – основна частина роторного двигуна, від якої передається потужність на зчеплення і коробки передач. А якщо по-простому, ротор – це та частина роторного двигуна, яку штовхає згоріле паливо, а вона вже передає обертання на колеса через трансмісію (зчеплення + коробка передач). Ротор виконаний з легованої сталі у формі об’ємного трикутника, який жорстко закріплений на валу. Ротор обертається в порожнині, вона ж корпус роторного двигуна (статор), яка виконана у формі капсули (див. малюнок 1). У цій порожнині і відбуваються всі 4 процесу звичні для звичайного ДВЗ – уприскування палива і повітря, стиснення цієї суміші, займання і штовхання ротора, випуск згорілих газів.

Тепер розглянемо, як рухається ротор в корпусі і що там відбувається. Для початку потрібно відзначити, що ротор закріплений на валу-ексцентрики. Що це означає? А значить, що ротор не обертається навколо однієї осі, а бігає навколо неї. На схемі буде зрозуміліше. Принцип роботи роторного двигуна полягає в тому, що ротор створює навколо себе порожнини ізольовані один від одного, у кожній з яких відбувається свою дію. Оскільки наш ротор трикутний, порожнини виходить три. Зараз подивимося, як ротор проходить один повний цикл. Все починається з порожнини всмоктування. В ній відбувається наповнення камери киснем і пальним і їх перемішування. Потім ротор, обертаючись, штовхає цю суміш в наступну камеру, одночасно стискаючи суміш. Потім стиснена суміш запалюється за допомогою двох свічок. Суміш розширюється, штовхаючи поршень далі по колу. І суміш виявляється вже в наступній порожнини, де відбувається виштовхування залишків від незгорілого палива у випускну трубу.

Роторний двигун

Малюнок 2. Повний цикл роторного двигуна. На малюнку представлені всі фази роботи роторного двигуна. З кожної сторони ротора одночасно відбувається своя фаза залежно від того, до якої камері звернена робоча площина ротора. Фото: Autogurnal.

Ось і весь повний цикл роботи роторного двигуна Мазда. Але ми розглянули, що відбувається тільки з одного боку ротора, ось в цьому і суть. Справа в тому, що ці процеси відбуваються безперервно відразу з трьох сторін ротора. Якщо простежити за точкою на валу ротора, то виходить, що за один оборот в ротором двигуні відбувається відразу 3 так званих такту (всмоктування, стиснення, займання). У той час як у звичайному ДВС за один оборот двигуна відбувається тільки один з тактів. А якщо ще врахувати той факт, що сучасні роторні двигуни, які виробляє компанія Мазда мають 2 або 3 ротора, то перевага в продуктивності такого двигуна в порівнянні із звичайним ДВС на обличчя. Для порівняння, стандартний 2-х роторний двигун Мазда порівняємо по продуктивності з звичайним 6-ти циліндровим двигуном, а 3-х роторний – з 12-ти циліндровим. Ось ми і відповіли на питання чому компанія Мазда не залишила ідею втілення роторного двигуна у своїх автомобілях. Вся справа в продуктивності. Але це не єдина перевага роторного двигуна Мазда. Ви звернули увагу, що в конструкції присутня 2 основних елемента, ротор і статор (корпус з порожниною) – простіше не придумаєш. За статистикою в роторному двигуні використовується на 1000 деталей менше, ніж у звичайному ДВС. До того ж в роторному двигуні Мазда рівень вібрації набагато нижче, ніж у звичайному ДВС. Це відбувається від того, що в роторному двигуні немає зворотно-поступальних рухів поршня, а просто обертання ротора. І ротора як правило 2, так що в добавок ще й вони врівноважують один одного. Роторні двигуни дуже пріємісті на маленьких обертах, це досягається саме тим моментом, що у двигуні відбувається за оборот відразу 3 такту. Та й діапазон обертів набагато вище, ніж у звичайного бензинового двигуна. Роторний двигун Мазда може без особливої напруги і зносу для себе розвинути швидкість 100 км/год в межах однієї передачі в діапазоні до 8000 об/хв і більше. Не можна не помітити, що роторний двигун більш компактний і легкий. Це дозволяє знизити загальну масу автомобіля і виконати більш ефективну «развесовку» агрегатів.

Не все так казково на перший погляд, є причини, чому інші світові гіганти не використовують цю технологію. Роторний двигун вимагає великої точності у своїй роботі. Порожнини, які перекриває ротор повинні бути герметичні один від одного, зберігати це якість дуже складно. Для цього використовуються дорогі матеріали і обслуговування цього двигуна повинно виконуватися частіше і професійніше. Якщо не виконувати обслуговування точно в строк двигун швидко виходить з ладу. Наприклад, якщо вчасно не поміняти масло, то на статорі утворюється незворотний знос і двигун відновити вже буде складно і дорого. Вартість такого двигуна при простоті конструкції не мала із-за використання дорогих матеріалів. Ці причини можливо і не дозволяють іншим світовим авто гігантів використовувати роторний двигун в своїх серійних автомобілях.

Сучасні автомобілі Mazda з роторним двигуном.

Роторні двигуни для компанії Мазда стали вже відмітним символом і користуються чималою популярністю серед автолюбителів. Поговоримо про останніх модифікаціях найсучасніших роторних двигунів.

Mazda Premacy Hydrogen RE Hybrid — єдиний автомобіль в світі, що поєднує водневий роторний двигун і електричну гібридну установку. Фото: Mazda.

Але самою останньою розробкою компанії Мазда став автомобіль Mazda Premacy Hydrogen RE Hybrid. Цей автомобіль напхали всім, що винайшли. Він поєднує в собі бензиново-водневий двигун і гібридною електричною установкою. Ця силова установка складається з роторного двигуна, электроконвертера, генератора і електродвигуна. Зміст роботи цієї установки в тому, що роторним двигуном, що працює на бензині або водні допомагає ще й електродвигун потужністю 110kW. Цей автомобіль так само здається в оренду на території Японії місцевому уряду або приватним компаніям для своїх потреб. Ось і все що я хотів розповісти вам про роторних двигунах Мазда, сподіваюся, все було зрозуміло, про новинки будемо стежити і розповідати в наступних статтях.

Додаткові матеріали з роторним двигуном

Короткий опис статті: водневий двигун Що таке роторний двигун і як працює роторний двигун, принципи роботи роторного двигуна компанії Мазда. роторний двигун, роторні двигуни, роторний двигун мазда, що таке роторний двигун, принцип роботи роторного двигуна, роторний двигун rx8

Джерело: Роторний двигун

Також ви можете прочитати