Идејата за ротирачки мотор е премногу примамлива: кога конкурентот е многу далеку од идеален, се чини дека ќе ги надминеме недостатоците и ќе добиеме не мотор, туку само совршенство... Mazda беше во заробеништво на овие илузии. се до 2012 година, кога беше прекината најнов моделсо ротационен мотор - RX-8.

Историја на создавање на ротационен мотор

Второто име на ротационен мотор (RPE) е Wankel (еден вид аналог на дизел мотор). Токму Феликс Ванкел денес е заслужен за ловориките на пронаоѓачот на моторот со ротирачки клип, па дури е раскажана и трогателна приказна за тоа како Ванкел тргнал кон својата цел во исто време кога Хитлер одел кон неговата.

Всушност, сè беше малку поинаку: талентираниот инженер, Феликс Ванкел, навистина работеше на развој на нов едноставен моторвнатрешно согорување, но тоа беше различен мотор, базиран на заедничката ротација на роторите.

По војната, Ванкел беше регрутиран од германската компанија НСУ, која главно се занимаваше со производство на мотоцикли, во една од работните групи кои работеа на создавање на ротационен мотор под раководство на Валтер Фројд.

Придонесот на Ванкел беше опсежно истражување на заптивките на ротирачките вентили. Основниот дизајн и инженерскиот концепт се на Фројд. Иако Ванкел имаше патент за двојна ротација.

Првиот мотор имаше ротирачка комора и стационарен ротор. Непријатноста на дизајнот доведе до идеја за промена на изгледот.

Првиот мотор со ротирачки ротор започна со работа во средината на 1958 година. Малку се разликуваше од неговиот потомок од нашите денови - освен што свеќите требаше да се преместат на телото.

Наскоро компанијата објави дека успеала да создаде нов и многу ветувачки мотор. Речиси сто компании за производство на автомобили купија лиценци за производство на овој мотор. Третина од лиценците завршиле во Јапонија.

РПД во СССР

Но, Советскиот Сојуз воопшто не купи лиценца. Развојот на нашиот сопствен ротационен мотор започна со фактот дека тие беа донесени во Унијата и демонтирани германски автомобил Ro-80, кој NSU започна со производство во 1967 година.

Седум години по ова, во фабриката ВАЗ се појави дизајнерско биро, развивајќи исклучиво ротирачки клипни мотори. Преку неговата работа, моторот ВАЗ-311 се појави во 1976 година. Но, првата палачинка се покажа како грутка и беше рафинирана уште шест години.

Првиот советски производствен автомобилсо ротационен мотор - ова е ВАЗ-21018, претставен во 1982 година. За жал, веќе во пилотската серија, моторите на сите автомобили откажаа. Тие работеа на тоа уште една година, по што се појавија ВАЗ-411 и ВАЗ 413, кои беа усвоени од безбедносните сили на СССР. Тие не беа особено загрижени за потрошувачката на гориво и краткиот век на моторот, но им требаа брзи, моќни, но незабележливи автомобили кои можат да бидат во чекор со странски автомобил.

РПД на Запад

На Запад, ротациониот мотор не создаде бум, а неговиот развој во САД и Европа стави крај на горивна криза 1973 година, кога цените на бензинот пораснаа и купувачите на автомобили почнаа да ја прашуваат цената на економичните модели.

Имајќи предвид дека ротациониот мотор трошеше до 20 литри бензин на сто километри, неговата продажба за време на кризата падна на граница.

Единствената земја на истокот која не ја изгуби вербата беше Јапонија. Но, дури и таму, производителите брзо изгубија интерес за моторот, кој не сакаше да се подобри. И на крајот остана еден упорен лимен војник - компанијата Мазда. СССР не доживеа криза со гориво. Производството на возила со РПД продолжи и по распадот на Унијата. ВАЗ престана да работи на RPD само во 2004 година. Mazda се помири дури во 2012 година.

Карактеристики на ротирачки мотор

Дизајнот се заснова на ротор во форма на триаголник, чиешто лице има конвексност (). Роторот се ротира на планетарен начин околу централната оска - статорот. Темињата на триаголникот опишуваат сложена крива наречена епитрохоид. Обликот на оваа крива го одредува обликот на капсулата во која се ротира роторот.

Ротирачкиот мотор ги има истите четиритактни циклуси како и неговиот конкурент, клипниот мотор.

Коморите се формираат помеѓу рабовите на роторот и ѕидовите на капсулата, нивната форма е променлива во облик на полумесечина, што е причина за некои значителни недостатоцидизајни. За да се изолираат коморите едни од други, се користат заптивки - радијални и крајни плочи.

Ако споредиме ротационен мотор со внатрешно согорувањесо клипот, првото нешто што ви привлекува внимание е тоа што при едно вртење на роторот, моќниот удар се случува три пати, а излезното вратило се ротира три пати побрзо од самиот ротор.

У На РПД му недостасува систем за дистрибуција на гас, што во голема мера го поедноставува неговиот дизајн. И висока специфична моќност со мала големина и тежина на единицата се поради недостаток на коленесто вратило, поврзувачки прачки и други интерфејси помеѓу камерите.

Предности и недостатоци на ротационите мотори

Предности

Ротирачки мотордобро затоа што се состои од многу помалку деловиод неговиот конкурент - за 35-40 проценти.

Два мотори со иста моќ - ротациони и клипни - ќе се разликуваат многу по големина. Клипот двојно поголем.

Ротирачки мотор не доживува многу оптоварување голема брзина дури и ако го забрзате автомобилот во мала брзина до брзина поголема од 100 km/h.

Автомобил со ротационен мотор полесно се балансира, што дава зголемена стабилност на машинатана патот.

Дури и најлесните возила не страдаат од вибрации затоа што RPD вибрира многу помалку од клипот. Ова се случува поради поголемата рамнотежа на RPD.

Недостатоци

Возачите тоа би го нарекле главниот недостаток на ротирачкиот мотор мал ресурс, што е директна последица на неговиот дизајн. Заптивките се трошат исклучително брзо, бидејќи нивниот агол на работа постојано се менува.


Моторот доживува температурни променисекој удар, што исто така придонесува за абење на материјалот. Додадете го на ова притисокот што се врши на површините за триење, што може да се третира само со вбризгување масло директно во колекторот.

Носење на пломбипредизвикува истекување помеѓу коморите чии разлики во притисокот се преголеми. Поради ова Ефикасност на моторотпаѓа, а штетите на околината се зголемуваат.

Полумесечина Обликот на коморите не придонесува за целосно согорување на горивото, а брзината на ротација на роторот и кратката должина на работниот удар се причина за исфрлање на гасовите кои се уште се премногу топли, не целосно изгорени, во издувните гасови. Покрај производите за согорување на бензин, има и масло, што заедно ги прави издувните гасови многу токсични. Клипот - предизвикува помала штета на животната средина.

Преголеми апетитиВеќе беше спомнат бензински мотор, но троши до 1 литар масло на 1000 km. Освен тоа, штом ќе заборавите на маслото, може да завршите со големи поправки, ако не и со замена на моторот.

Висока цена - поради фактот што за производство на мотор ви треба опрема со висока прецизност и многу квалитетни материјали.

Како што можете да видите, ротациониот мотор е полн со недостатоци, но и клипниот мотор е несовршен, па конкуренцијата меѓу нив не запре толку долго. Дали е готово засекогаш? Времето ќе покаже.

Ви кажуваме како работи и работи ротациониот мотор.

Автомобилската индустрија постојано се развива. Не е изненадувачки што се појавуваат алтернативни технологии, кои, според мене, ретко се појавуваат во масовно производство. Ротационите мотори може да се класифицираат како такви.

важно! Пронајдокот на моторот со внатрешно согорување даде брз поттик за развојот на автомобилската индустрија. Како резултат на тоа, автомобилите почнаа да работат на течно гориво, а започна ерата на бензинот.

Машини со ротационен мотор

Моторот со ротирачки клип бил измислен од НСУ. Креатор на уредот беше Валтер Фројд. Сепак овој уредво научните кругови го носи името на друг научник, имено Ванкел.

Факт е дека на овој проект работеше дуо инженери. Но, главната улога во создавањето на уредот му припаѓаше на Фројд. Додека тој работеше на технологијата на роторот, Ванкел работеше на уште еден проект што не заврши.

Сепак, како резултат на игрите зад сцената, сега сите го знаеме овој уред како ротационен мотор Wankel. Првиот работен модел беше составен во 1957 година. Првиот тест автомобил беше NSU Spider. Во тоа време, тој можеше да достигне брзина од сто и педесет километри. Моќноста на моторот на Spider беше 57 КС. Со.

Spider со ротационен мотор се произведуваше од 1964 до 1967 година. Но, никогаш не стана широко распространета. Сепак, производителите на автомобили не се откажаа од оваа технологија. Покрај тоа, тие објавија уште еден модел - NSU Ro-80, и тој стана вистински пробив. Правилниот маркетинг одигра голема улога.

Обрнете внимание на насловот. Веќе содржи индикација дека машината е опремена со ротационен мотор. Можеби резултатот на овој успех беше инсталирањето на овие мотори на такви познати автомобили, Како:

• Citroen GS Birotor,
• Mercedes-Benz C111,
• Шевролет Корвета,
• ВАЗ 21018.

Ротационите мотори добија најголема популарност во земјата на изгрејсонцето. Јапонската компанија Mazda направи ризичен чекор за тие времиња и почна да произведува автомобили користејќи ја оваа технологија.

Првиот знак од Mazda беше автомобилот Cosmo Sport. Не може да се каже дека стекна огромна популарност, но ја најде својата публика. Сепак, ова беше само првиот чекор за носење на ротациони мотори на пазарот. Јапонски пазар, а наскоро и на светската сцена.

Јапонските инженери не само што не очајуваа, туку, напротив, почнаа да работат со тројна сила. Резултатот од нивниот труд беше серија која со почит ја паметат сите улични тркачи во секоја земја во светот - Rotor-eXperiment или скратено RX.

Како дел од оваа серија беа објавени неколку легендарни модели, вклучувајќи го и Mazda RX-7. Да се ​​каже дека оваа машина со ротирачки мотор е популарна ќе значи да се молчи. Милиони фанови на улични трки започнаа со него. По релативно ниска цена, имаше неверојатно технички спецификации:

• забрзување до стотици - 5,3 секунди;
• максимална брзина— 250 километри на час;
• моќност - 250-280 коњски сили, во зависност од модификацијата.

Автомобилот е вистинско уметничко дело, лесен е и маневрирачки, а неговиот мотор е восхитувачки. Со карактеристиките опишани погоре, има волумен од само 1,3 литри. Има два дела, а работниот напон е 13V.

Внимание! Mazda RX-7 се произведуваше од 1978 до 2002 година. За тоа време беа произведени околу милион автомобили со ротирачки мотори.

За жал, последниот модел од оваа серија беше објавен во 2008 година. Mazda RX8 ја комплетира легендарната линија. Всушност, ова е местото каде што историјата на ротирачкиот мотор во масовно производство може да се смета за комплетна.

Принцип на работа

Многу автомобилски експерти веруваат дека дизајнот на конвенционалниот клипен апарат треба да се остави во далечното минато. Сепак, потребни се милиони автомобили достојна замена, дали ротациониот мотор може да стане ова, ајде да го разбереме.

Принципот на работа на ротациониот мотор се заснова на притисокот што се создава при согорувањето на горивото. Главниот дел од дизајнот е роторот, кој е одговорен за создавање движења на саканата фреквенција. Како резултат на тоа, енергијата се пренесува на спојката. Роторот го турка надвор, пренесувајќи го на тркалата.

Роторот има форма на триаголник. Градежниот материјал е легиран челик. Делот се наоѓа во овално куќиште, во кое, всушност, се случува ротација, како и голем број процеси важни за производство на енергија:

• компресија на смесата
• вбризгување гориво,
• создавајќи искра,
• снабдување со кислород,
• испуштање на отпадни суровини.

Главната карактеристика на дизајнот на ротирачкиот мотор е тоа што роторот има исклучително необична шема на движење. Резултатот од ова дизајнерско решение е три ќелии целосно изолирани една од друга.

Внимание! Во секоја клетка се случува одреден процес.

Првата ќелија прима мешавина воздух-гориво. Мешањето се јавува во шуплината. Потоа роторот ја преместува добиената супстанција во следниот оддел. Тука се случуваат компресија и палење.

Третата ќелија го отстранува искористеното гориво. Координирани работа на тројцапреградите прецизно ги даваат неверојатните перформанси што беа прикажани на примерот на автомобили од серијата RX.

Но, главната тајна на уредот лежи во нешто сосема друго. Факт е дека овие процеси не се случуваат еден по друг, тие се случуваат веднаш. Како резултат на тоа, три удари поминуваат во само една револуција.

Погоре беше дијаграм за работа на основен ротационен мотор. Многу производители се обидуваат да ја надградат технологијата за да постигнат поголема продуктивност. Некои успеваат, додека други не успеваат.

Јапонските инженери успеаја да постигнат успех. Моторите на Mazda веќе споменати погоре имаат до три ротори. Можете да замислите колку ќе се зголеми продуктивноста во овој случај.

Ајде да донесеме јасен пример. Ајде да земеме обичен RPD мотор со два ротори и да го најдеме најблискиот аналог - шестцилиндричен мотор со внатрешно согорување. Ако додадеме друг ротор на дизајнот, тогаш јазот ќе биде целосно колосален - 12 цилиндри.

Видови ротирачки мотори

Многу автомобилски компании се зафатија со производство на ротациони мотори. Не е изненадувачки што се создадени многу модификации, од кои секоја има свои карактеристики:

1. Ротирачки мотор со повеќенасочно движење. Роторот овде не ротира, туку се чини дека се ниша околу својата оска. Процесот на компресија се јавува помеѓу сечилата на моторот.
2. Пулсирачко-ротирачки ротационен мотор. Внатре во куќиштето има два ротори. Компресијата поминува помеѓу сечилата на овие два елементи додека се приближуваат и се оддалечуваат.
3. Ротирачки мотор со заптивка - овој дизајн сè уште е широко користен кај воздушните мотори. За ротационите мотори со внатрешно согорување, комората во која се одвива палењето е значително редизајнирана.
4. Ротирачки мотор работи поради ротациони движења. Се верува дека овој конкретен дизајн е технички најнапреден. Нема делови што вршат реципрочни движења. Затоа, ротационите мотори од овој тип лесно достигнуваат 10.000 вртежи во минута.
5. Планетарниот ротационен мотор е првата модификација измислена од двајца инженери.

Како што можете да видите, науката не мирува значителен број видови ротациони моториќе ни овозможи да се надеваме на понатамошен развојтехнологија во далечна иднина.

Предности и недостатоци на ротирачки мотор

Како што можете да видите, ротационите мотори уживаа одредена популарност едно време. Покрај тоа, навистина легендарни автомобилибеа опремени со мотори од оваа класа. За да разберете зошто овој уред е инсталиран на напредни модели Јапонски автомобили, треба да ги знаете сите негови предности и недостатоци.

Предности

Од позадината презентирана претходно, веќе знаете дека ротациониот мотор едно време привлече големо внимание кај производителите на мотори, поради неколку причини:

1. Зголемен компактен дизајн.
2. Мала тежина.
3. RPD е добро избалансиран и создава минимум вибрации за време на работата.
4. Бројот на резервни делови во моторот е по ред помал од неговиот клипен колега.
5. RPD има високи динамички квалитети

Најважната предност на RPD е неговата висока густина на моќност. Автомобил со ротационен мотор може да забрза до 100 километри без да се префрли на високи брзинипритоа одржувајќи висок број на вртежи.

важно! Употребата на ротационен мотор овозможува зголемена стабилност на возилото на патот поради идеална распределба на тежината.

Недостатоци

Сега е време да дознаеме повеќе зошто, и покрај сите предности, повеќето производители престанаа да инсталираат ротациони мотори на своите автомобили. Недостатоците на RPD вклучуваат:

1. Зголемена потрошувачка на гориво при работа ниски вртежи. Во автомобилите кои бараат ресурси, може да достигне 20-25 литри на 100 километри.
2. Тешко за производство. На прв поглед, дизајнот на ротациониот мотор е многу поедноставен од оној на клипниот мотор. Но, ѓаволот е во деталите. Тие се исклучително тешки за правење. Геометриската точност на секој резервен дел мора да биде на идеално ниво, во спротивно роторот нема да може да ја помине епитрохоидалната крива со правилен резултат. RPD бара високопрецизна опрема за неговото производство, што чини многу пари.
3. Ротациониот мотор често се прегрее. Ова се должи на необичната структура на комората за согорување. За жал, и по многу години, инженерите не можеа да го поправат овој дефект. Вишокот енергија генерирана од согорувањето на горивото го загрева цилиндерот. Ова во голема мера го истроши моторот и го скратува неговиот работен век.
4. Исто така, ротациониот мотор страда од пад на притисокот. Резултатот од овој ефект брзо абењепломби. Животниот век на еден добро склопен RPD се движи од 100 до 150 илјади километри. Откако ја помина оваа пресвртница без ремонтповеќе не е можно.
5. Комплицирана процедура за промена на маслото. Потрошувачката на масло на ротационен мотор на 1000 километри е 600 милилитри. За да се осигура дека деловите добиваат соодветно подмачкување, маслото мора да се менува еднаш на 5.000 km. Ако ова не се направи, тогаш станува исклучително веројатно сериозна штетаклучните компоненти на единицата.

Како што можете да видите, и покрај извонредните предности, RPD има голем број значајни недостатоци. Сепак, одделенијата за дизајн во водечките автомобилски компании сè уште се обидуваат да ја модернизираат оваа технологија и кој знае, можеби еден ден ќе успеат.

Резултати

Ротационите мотори имаат многу значајни предности, тие се добро избалансирани, ви овозможуваат брзо да ја зголемите брзината и да обезбедите брзина до 100 km за 4-7 секунди. Но, ротационите мотори имаат и недостатоци, од кои главната е нивниот краток век на траење.

Како што знаете, огромното мнозинство на модерни автомобили се опремени со мотори со внатрешно согорување или мотори со внатрешно согорување. Суштината на нивната работа е да ја претворат енергијата генерирана за време на согорувањето мешавина на гориво, во ротацијата на вратилото, од кое, со помош на механички погон, движењето се пренесува на тркалата возилото. Огромното мнозинство на автомобили сега користат мотори со внатрешно согорување базирани на дизајн на клипот. Но, постои и друг тип на мотори со внатрешно согорување, имено ротациони мотори. ЗА овој типние ќе ви кажеме за моторот во оваа статија.

Историјата на ротационите мотори започна во 1957 година, кога германските инженери Феликс Ванкел и Валтер Фројд го ​​демонстрираа првиот работен пример на таква енергетска единица. На почетокот, многу од водечките светски производители на автомобили (особено, Mercedes-Benz, Џенерал Моторс, Citroen), но само на крајот Јапонска Маздаодлучи да го совлада производството на ротациони мотори во големи серии и да не ги напушта многу долго време.

Патем, дури и домашен ВАЗнеколку години произведуваше ограничени изданија на Жигули со ротирачки енергетски единици. Тие не беа доставени до „обичните“ купувачи, но овие автомобили беа испратени до возовите на КГБ и, во многу мали количини, до Министерството за внатрешни работи на СССР.

Принципот на работа на ротационен мотор, како и на конвенционалниот клипен мотор, се заснова на конверзија на енергијата на согорувањето во ротациона енергија, но оваа конверзија се врши на малку поинаков начин. Во ротациониот мотор, ротационото движење се врши директно од неговиот главен работен елемент - роторот. Ова е токму најважната разлика помеѓу ротациониот мотор со внатрешно согорување и моторот со внатрешно согорување со клип, во кој главни подвижни работни елементи се клиповите кои вршат клипно, а не ротационо движење.

Така, кај ротационите мотори, поради нивниот дизајн, тие целосно ги елиминираат оние кои се прилично сложени во нивниот дизајн и бараат периодично одржување. механизми на чудак, претворајќи го повратното движење во ротационо движење на коленестото вратило.

Исто како клипниот мотор, ротациониот мотор го користи притисокот на гасовите што произлегуваат од согорувањето на мешавината гориво-воздух. Сепак, тоа не се јавува во цилиндрите, туку во комората, која е формирана од оној дел од куќиштето што е затворен од страната на триаголниот ротор што се наоѓа во него. Тоа е тоа што се користи наместо клипови.

Вртењето на роторот под влијание на овој притисок се случува долж траекторијата која многу потсетува на линијата нацртана од спирограф. Благодарение на ова, сите три темиња на триаголниот ротор, во контакт со внатрешните ѕидови на куќиштето на моторот, формираат запечатени комори за согорување. Како што роторот се ротира, секој од овие три волумени наизменично се шири и се собира. Овој начин на работа на ротирачкиот мотор со внатрешно согорување обезбедува спроведување на такви процеси како што се:

• Набавка на мешавина на гориво-воздух;
• Компресија;
• Корисна работа;
• Ослободување на издувните гасови.

Така, ротациониот мотор, исто како и стандардниот клипен мотор на модерен автомобил, е четиритактен мотор.

Системот за палење и системот за вбризгување гориво кај ротационите мотори се слични на оние што се користат кај клипните мотори, но структурата на овие мотори со внатрешно согорување е сосема поинаква. Главните структурни елементи на ротирачкиот мотор се:

• Ротор;
• Статор (куќиште);
• Излезна осовина.

Како што споменавме погоре, роторот се наоѓа во внатрешноста на статорот (куќиштето) и има три конвексни страни. Секој од нив, всушност, игра улога на клип и има вдлабнатина неопходна за зголемување на брзината на ротација. На секоја страна од роторот има два метални прстени кои ги формираат коморите за согорување неопходни за работата на овој мотор со внатрешно согорување.

Важна компонента на роторот е запчаникот кој се наоѓа во неговиот центар и се спојува со запчаник монтиран на куќиштето. Благодарение на оваа спојка е поставена потребната траекторија и насока по која роторот ротира во куќиштето.

Куќиштето на ротациониот мотор со внатрешно согорување има овална форма, која е дизајнирана и имплементирана на таков начин што сите три врвови на роторот се секогаш во контакт со неговите внатрешни ѕидови. Ова е неопходно за во секое време да има три волумени на гас целосно изолирани едни од други во оваа енергетска единица. Покрај тоа, телото содржи порти за довод и издувни гасови, а нема вентили: влезната порта се поврзува директно со телото на гасот, а отворот за издувни гасови се поврзува директно со системот за издувни гасови.

Излезната осовина на ротациониот мотор воопшто не е слична коленесто вратилоклипен мотор со внатрешно согорување. Специјални испакнатини се наоѓаат на него ексцентрично, односно со одредено поместување во однос на централната оска. Секој од нив е поврзан со посебен ротор (патем, во ротационен мотор нема еден, туку неколку). При вртење, секој од роторите ја турка својата „сопствена“ камера, како резултат на што се појавува вртежен момент на вратилото.

Треба да се напомене дека сите ротирачки мотори се собрани во слоеви. Најчесто користените дворотори имаат пет од нив и сите се држат на место со завртки инсталирани во круг. Ротационите мотори се ладат со помош на течноста за ладење која тече низ сите делови на структурата. Лежиштата и заптивките за излезното вратило се наоѓаат во двата надворешни слоја. Тие исто така ги одвојуваат деловите од куќиштето во кои се наоѓаат самите ротори. Влезните порти се наоѓаат во централниот дел, а издувните порти се наоѓаат во секој од надворешните делови.

Предности и недостатоци на ротационите мотори

Главните предности на ротационите мотори во споредба со клипните се:

• Помалку подвижни делови;
• Помазна работа;
• Поголема доверливост.

Кај моторот со два ротори се движат само излезното вратило и двата ротори, додека дури и кај наједноставниот клипен мотор со внатрешно согорување има најмалку четириесет подвижни делови. Соодветно на тоа, доверливоста на ротационата енергетска единица се покажува значително повисока.

Кај ротационите мотори, сите подвижни делови се вртат само во една насока, што значително ги намалува вибрациите. За ефикасно придушување на оние што се случуваат, се користат противтегови. Исто така, треба да се забележи дека ротацијата на роторот во ротирачки мотор е само една третина од брзината на ротација на вратилото. Ова, исто така, има позитивен ефект врз доверливоста на енергетската единица.

Ротационите мотори имаат и неколку значајни недостатоци. Можеби главната е тоа што во споредба со клипните мотори со внатрешно согорување, тие трошат значително повеќе гориво. Во исто време, трошоците за нивното производство се многу повисоки, па денес тие не се произведуваат во големи количини.

Видео на темата

Ротирачките триаголници на Reuleaux од Mazda се враќаат во масите, но очигледно со поинаков сос...

Уште во март, Мартин тен Бринк, потпретседател на Mazda Motor Europe за продажба и услуги на клиентите, ги активираше ентузијастите ширум светот со неговата обична најава дека ротирачкиот мотор Wankel ќе се врати во производство.

Конкретно, Тен Бринк рече дека ротирачкиот мотор со внатрешно согорување може да стане елемент за проширување на опсегот на движење електричен автомобил 2019 моделска година, но во тоа време тоа беше само гласина. „Mazda не објави никакви конкретни производи во тоа време. Сепак, Mazda останува посветена да работи на технологијата на ротирачки мотори“., разговараа на темата за коментарот на потпретседателот на Mazda во Mazda Motor of America.

Па што е толку посебно за ова легендарен мотор, кој ги возбуди сите за неговото враќање? И зошто овојпат работите би можеле да бидат поинакви?

Како функционира

Елементи на системот на моторот

Кликнете за зголемување

Ротирачкиот мотор со внатрешно согорување е обликуван како буре. На него и во него нема да најдете многу од компонентите на кои сте навикнати во стандард клипниот мотор. Прво, нема клипови што одат нагоре и надолу. Наместо нив корисна работаправи необичен триаголен клип со заоблени рабови (триаголник Reuleaux). Нивниот број може да варира од еден до три во еден мотор, но најчесто користениот дизајн е со два клипа кои ротираат околу вратило низ ексцентричен шуплив централен дел.

Горивото и воздухот се форсираат во просторот помеѓу страните на роторите и внатрешните ѕидови на кутијата, каде што смесата се запали. Брзото, експлозивно ширење на гасовите го врти роторот, што на тој начин произведува енергија. Роторите ја извршуваат истата задача како клиповите во клипниот мотор, но со многу помалку подвижни делови, што ги прави полесни и покомпактни од клипниот мотор со еднаква зафатнина.

Со оглед на тоа што карбураторот/доводот е во долниот лев агол на сликата, изворот на палење е десно, а издувот е горе десен, може да се направи визуелен дијаграм за да се прикаже работата , почнувајќи од внесувањето на мешавината гориво-воздух:

Потоа, роторот го врти ексцентричното вратило и го зголемува притисокот во комората за согорување:

Изворот на палење (или две свеќички, како што е случајот со многу Wankel мотори) го започнува процесот на согорување:

Ова согорување на гориво и воздух го врти роторот за време на моќниот удар:

И конечно моторот плука а остатоците од несогореното гориво се исфрлаат:

Малкумина знаат, но ротациониот мотор првично бил измислен пред речиси 100 години, а не во 50-тите години на 20 век. Првично, принципот на работа на моторот го разработи Феликс Ванкел, германски инженер кој излезе со свој принцип на работа на моторот со внатрешно согорување.

Предност # 1: Ротациониот мотор е полесен и покомпактен од конвенционалниот клипен мотор

Војната, која покрена некои инженери, на пример Фердинанд Порше, не им даде можност на другите да се развијат. Мирните Wankel мотори не биле потребни во опасни времиња, па пронаоѓачот морал да почека до 1951 година, кога добил покана од производителот на автомобили NSU да развие прототип. Германската компанија решила со трик да открие дали оригинален мотор, истовремено давајќи можност да ја демонстрира силата на друг инженер - Ханс Дитер Пашке.

Комплексниот дизајн на Ванкел всушност изгуби од едноставниот прототип развиен од инженерот Ханс Дитер Пашке, кој едноставно ги отстрани сите непотребни работи од оригиналниот дизајн, правејќи го неговото производство економски исплатливо.

Така, во Германија беше измислен и тестиран нов Мотор на Мазда, кој многу децении беше еден од ретките ротирачки клип сериски мотории единствена во 21 век.

Модерниот Ванкел мотор не е баш Ванкел мотор.

Да, основата на ротирачкиот мотор Wankel стана најуспешниот дизајн на овој моторво светот и единствената која можеше да достигне масовно производство преку сложени рути.

Назад во раните 60-ти, NSU и Mazda имаа пријателски заеднички натпревар за производство и продажба на првиот автомобил со погон на Ванкел, работејќи на суровиот производ за да се обидат да го претворат во квалитетен производ.

NSU стана првиот на пазарот во 1964 година. Но, германската компанија немаше среќа: ја уништи својата репутација во следната деценија со слаб квалитет на производите. Чести неуспесимоторот, сопствениците беа испратени повторно и повторно до дилерот и до продавницата за резервни делови. Наскоро не беше невообичаено да се најдат модели NSU Spider или Ro 80 со три или повеќе ротирачки мотори Wankel заменети.

Проблемот беа заптивките на врвот на роторот - тенки метални ленти помеѓу врвовите на роторите што се вртат и куќиштата на роторот. НСУ ги направи од три слоја, што предизвика нерамномерно носење. Тоа беше темпирана бомба не само за автомобилите на компанијата, туку и за самиот производител на автомобили. Mazda го реши проблемот со пломбите (исклучително важен елементмотор, без кој едноставно не можеше да работи поради недостаток на притисок), правејќи ги еднослојни. Електричната единица почна да се инсталира во 1967 година на луксузните спортски модели Cosmo...

Во раните 70-ти, Mazda воведе цела линија на автомобили со погон на Ванкел, сон што беше уништен од нафтената криза во 1973 година. Морав да го намалам апетитот и да го оставам моторот онаму каде што беше најпотребно - во белите дробови спортско купе Mazda RX-7. Од 1978 до 2002 година беа произведени повеќе од 800 илјади од овие легендарни спортски автомобили со необичен мотор кој немаше други аналози.

Од Германија до Јапонија, од Јапонија до СССР - ова е патот на моторот развиен во 1920-тите век Ванкел

Ние сакаме и мразиме

Љубителите на технологијата ги сакаат ротационите мотори бидејќи се различни. Многу ентузијасти на автомобили кои беа добро упатени во технологијата имаа одредена слабост за таков чуден мотор, кој работи на редовно гориво, но во исто време не изгледаше како стандарден сет на клипови, вентили и други интегрални елементи на конвенционален клипен мотор.

Во зависност од спецификите на моторот, роторот испорачува моќност линеарно до 7.000-8.000 вртежи во минута - непрекинато, речиси на исто ниво на вртежен момент. Ова ниво на полица од моментот е токму она што го разликува од огромното мнозинство клипни мотори со внатрешно согорување, во која има многу моќ при големи брзини и недостаток од неа при мали брзини.

На производителите на автомобили им се допадна и ротациониот мотор поради неговата непречена работа. Роторите, кои ротираат околу централната оска, не создаваат никакви вибрации во споредба со клипните мотори, кај кои горните и долните точки на клипот се јасно видливи дури и во внатрешноста на автомобилот.

Но необичен мотор- тоа е како нескршен коњ, своеволно животно, така што за разлика од обожавателите на идејата Ванкел, концептот исто така го инспирира својот дел од омраза меѓу љубителите на автомобили и механичарите. И, се чини, зошто?

На крајот на краиштата, моторот има едноставен дизајн: нема брегаста осовина, нема конвенционален систем на вентили. Но, едноставноста доаѓа по цена на високата прецизност во производството на делови. Тие мора да бидат направени беспрекорно, што значително ја зголемува нивната цена во споредба со резервните делови за конвенционалните клипни мотори. Второ, овие резервни делови се дефицитарни по природа. И трето, речиси и да нема специјалисти во светот кои би ги поправале ротационите мотори. Во Москва, велат, има пар, но редот за нив е една година однапред.

Друг недостаток е чудната работа на ротационата единица за напојување. Дизајнот вклучува согорување на масло во цилиндрите на моторот, каде што се пумпаат мали количини моторно маслодиректно во коморите за согорување. Ова е направено со цел да се подмачкуваат соседните области на роторите, кои се вртат со огромна брзина. Синиот чад што понекогаш излегува од издувната цевка е знак на неволја и ќе ги исплаши неупатените од моделите како RX-7 или 8.

Се претпочитаат и ротациони мотори минерални масласинтетички, а нивниот дизајн значи дека треба одвреме-навреме да додавате масло во оваа гладна единица за да не истекува.

И конечно, оние заптивки на роторот што NSU не можеше да ги направи сè уште не се доволно издржливи. Еднаш на секои 130-160 илјади км, моторот бара голем ремонт. И ова задоволство, како што веќе разбирате, е скапо. А колку се 130.000 км? Пет до шест години работа? Нема да биде доволно!

Современите возачи се исто така најчувствителни на уште еден недостаток на ротационите мотори: високите емисии штетни материиво атмосферата (ова е она за што најверојатно е загрижен Гринпис) и економичноста на горивото поради тенденцијата на моторот целосно да не ја согорува мешавината гориво-воздух пред да ја испрати дома (тука, се разбира, ударот е во џебот на сопственикот на автомобилот) . Да, ротационите мотори имаат одличен „апетит“.

RX-8 делумно ги реши овие проблеми со поставување на издувните порти на страните на коморите за согорување. Но, сега борбата за животната средина се засили и предложените подобрувања не беа доволни. Ова беше уште една причина зошто RX-8 стана последен автомобилсо Wankel мотор под хаубата. Се продаваше 10 години, од 2002 до 2012 година, но околината го уби.

Време е повторно да се вратиме

Да се ​​вратиме на гласините на Mazda дека компанијата може да користи некој вид ротационен мотор како продолжувач на опсегот за својот претстоен електричен автомобил. Оваа работа би имала смисла.

Уште во 2012 година година МаздаИзнајмив 100 електрични возила Demio EV во Јапонија, беа добри, но краткиот домет без полнење беше досаден - помалку од 200 km.

Откако го проучуваше ова прашање, во 2013 година, Mazda создаде прототип што доби мал ротационен мотор, истиот „продолжувач на опсегот“ што речиси го удвои овој опсег. Моделот беше наречен „Mazda2 RE Range Extender“.

Тркалата на прототипот беа управувани од електричен мотор, а ротациониот мотор од 0,33 литри од 38 коњски сили работеше на полнење на батериите на електричниот мотор доколку тие беа ниски и немаше место во близина за полнење.

Бидејќи ротациониот мотор не можеше да испрати сила до тркалата, Mazda2 RE не беше хибрид како Volt или Prius. Енергетската единица Wankel беше попрво вграден генератор кој додава енергија на батериите.

Мотор со ротирачки клип (RPE) или мотор Ванкел. Мотор со внатрешно согорување развиен од Феликс Ванкел во 1957 година во соработка со Волтер Фројд. Во RPD, функцијата на клипот ја врши ротор со три теме (триаголен), кој врши ротациони движења внатре во празнина со сложена форма. По бранот на експериментални автомобили и мотоцикли во 1960-тите и 1970-тите, интересот за RPD се намали, иако голем број компании сè уште работат на подобрување на дизајнот на моторот Wankel. Во моментов, патничките автомобили се опремени со RPD Мазда. Моторот со ротирачки клип се користи во моделирањето.

Принцип на работа

Силата на притисокот на гасот од изгорената мешавина на гориво-воздух придвижува ротор монтиран низ лежиштата на ексцентрично вратило. Движењето на роторот во однос на куќиштето на моторот (статорот) се врши преку пар запчаници, од кои еден, поголема големина, е фиксиран на внатрешната површина на роторот, вториот, потпорен, помал, е цврсто прицврстен на внатрешната површина на страничниот капак на моторот. Интеракцијата на запчаниците води до фактот дека роторот прави кружни ексцентрични движења, допирајќи ги рабовите со внатрешната површина на комората за согорување. Како резултат на тоа, помеѓу роторот и телото на моторот се формираат три изолирани комори со променлив волумен, во кои се одвиваат процесите на компресија на мешавината гориво-воздух, неговото согорување, проширување на гасовите кои вршат притисок на работната површина на роторот и се јавува прочистување на комората за согорување од издувните гасови. Ротационото движење на роторот се пренесува на ексцентрично вратило поставено на лежиштата и го пренесува вртежниот момент до механизмите за пренос. Така, два механички пара работат истовремено во RPD: првиот го регулира движењето на роторот и се состои од пар запчаници; а вториот - претворање на кружното движење на роторот во ротација на ексцентричното вратило. Односот на менувачот на запчаниците на роторот и статорот е 2:3, така што во едно целосен пресвртЕксцентричното вратило му овозможува на роторот да се ротира за 120 степени. За возврат, за едно целосно вртење на роторот во секоја од трите комори формирани од неговите лица, се врши целосен четиритактен циклус на моторот со внатрешно согорување.
RPD дијаграм
1 - влезен прозорец; 2 излезен прозорец; 3 - тело; 4 - комора за согорување; 5 – фиксна опрема; 6 - ротор; 7 – опрема; 8 - вратило; 9 – свеќичка

Предности на RPD

Главната предност на моторот со ротирачки клип е неговата едноставност на дизајнот. Во РПД за 35-40 проценти помалку деталиотколку во клипот четиритактен мотор. RPD нема клипови, поврзувачки прачки или коленесто вратило. Во „класичната“ верзија на RPD нема механизам за дистрибуција на гас. Смесата гориво-воздух влегува во работната празнина на моторот преку влезниот прозорец, кој го отвора работ на роторот. Издувните гасови се исфрлаат преку издувната порта, која повторно го пресекува работ на роторот (ова наликува на уредот за дистрибуција на гас на двотактен клипен мотор).
Системот за подмачкување заслужува посебно споменување, што практично отсуствува во наједноставната верзија на RPD. Во горивото се додава масло - како при работа со двотактни мотори на мотоцикли. Подмачкувањето на паровите на триење (првенствено роторот и работната површина на комората за согорување) се врши од самата мешавина гориво-воздух.
Бидејќи масата на роторот е мала и лесно се балансира со масата на противтежините на ексцентричното вратило, RPD се карактеризира со ниско ниво на вибрации и добра униформност на работа. Во автомобилите со RPD е полесно да се балансира моторот, постигнувајќи минимално нивовибрации, што има добар ефект врз удобноста на автомобилот како целина. Моторите со два ротори се особено мазни, во кои самите ротори делуваат како балансирачи за намалување на вибрациите.
Друг атрактивен квалитет на RPD е неговата висока густина на моќност при големи брзини на ексцентричното вратило. Ова ви овозможува да постигнете одлични брзински карактеристики од автомобил со релативно RPD мала потрошувачкагориво. Ниската инерција на роторот и зголемената специфична моќност во споредба со клипните мотори со внатрешно согорување овозможуваат подобрување на динамиката на возилото.
Конечно, важна предност на RPD е неговата мала големина. Ротациониот мотор е приближно половина од големината на четиритактен клипен мотор со иста моќност. И ова овозможува поефикасно користење на просторот моторниот простор, попрецизно пресметајте ја локацијата на преносните единици и оптоварувањето на предната и задната оска.

Недостатоци на RPD

Главниот недостаток на моторот со ротирачки клип е ниската ефикасност на запечатување на јазот помеѓу роторот и комората за согорување. Роторот RPD, кој има сложена форма, бара сигурни заптивки не само по лицата (и има четири од нив за секоја површина - две на апикалните лица, две на страничните страни), туку и на страничната површина во контакт со капаците на моторот. Во овој случај, заптивките се направени во форма на пружински ленти од високолегиран челик со особено прецизна обработка и на работните површини и на краевите. Толеранциите вградени во дизајнот на заптивките за метална експанзија од загревање ги влошуваат нивните карактеристики - речиси е невозможно да се избегне пробив на гас на крајните делови на заптивните плочи (кај клипните мотори тие го користат ефектот на лавиринтот со инсталирање О-прстенипразнини во различни насоки).
ВО последните годинидоверливоста на заптивките драстично се зголеми. Дизајнерите пронајдоа нови материјали за пломби. Сепак, сè уште нема потреба да се зборува за некаков пробив. Фоките сè уште остануваат тесно грло на РПД.
Комплексниот систем за заптивање на роторот бара ефективно подмачкување на површините за триење. RPD троши повеќе маслоотколку четиритактен клипен мотор (од 400 грама до 1 килограм на 1000 километри). Во овој случај, маслото согорува заедно со горивото, што лошо влијае на еколошката чистота на моторите. Во издувните гасови на RPD има повеќе супстанции опасни по здравјето на луѓето отколку во издувните гасови на клипните мотори.
Посебни барања се наметнуваат и на квалитетот на маслата што се користат во RPD. Ова се должи, прво, на тенденцијата за зголемено абење(поради големата површина на допирните делови - роторот и внатрешната комора на моторот), второ, поради прегревање (повторно поради зголемено триење и поради малата големина на самиот мотор). Неправилните промени на маслото се смртоносни за RPD - бидејќи абразивните честички во старото масло драматично го зголемуваат абењето на моторот и преладењето на моторот. Палењето на ладен мотор и недоволното загревање доведува до фактот дека има мало подмачкување во контактната област на заптивките на роторот со површината на комората за согорување и страничните капаци. Ако клипниот мотор се заглави кога се прегрее, тогаш RPD најчесто се јавува при палење ладен мотор (или кога се вози во ладно време, кога ладењето е прекумерно).
Општо земено работна температура ROP е повисок од оној на клипните мотори. Најтермички напреганата област е комората за согорување, која има мал волумен и, соодветно, покачена температура, што го отежнува процесот на палење на мешавината гориво-воздух (RPD, поради продолжениот облик на комората за согорување, се склони кон детонација, што може да се припише и на недостатоците на овој тип мотор). Оттука произлегуваат барањата на RPD за квалитетот на свеќите. Тие обично се инсталираат во овие мотори во парови.
Мотори со ротирачки клип со одлична моќност и карактеристики на брзинатаиспаднаа дека се помалку флексибилни (или помалку еластични) од клипните. Тие издаваат оптимална моќностсамо при прилично големи брзини, што ги принудува дизајнерите да користат RPD спарени со повеќестепени менувачи и го комплицираат дизајнот автоматски кутиипреносливост На крајот на краиштата, RPD испадна дека не се толку економични како што би требало да бидат во теорија.

Практична примена во автомобилската индустрија

RPD станаа најраспространети во доцните 60-ти и почетокот на 70-тите години на минатиот век, кога патентот за моторот Ванкел го купија 11 водечки производители на автомобили во светот.
Во 1967 година, германската компанија NSU објави серијал автомобилбизнис класа NSU Ro 80. Овој модел се произведуваше 10 години и се продаваше низ светот во количина од 37.204 примероци. Автомобилот беше популарен, но недостатоците на RPD инсталиран во него на крајот ја уништија репутацијата на овој прекрасен автомобил. Во споредба со долготрајните конкуренти, моделот NSU Ro 80 изгледаше „блед“ - километражата пред ремонт на моторот на наведените 100 илјади километри не надминува 50 илјади.
Citroen, Mazda и VAZ експериментираа со RPD. Најголемиот успех го постигна Mazda, која го издаде својот патнички автомобил со RPD уште во 1963 година, четири години порано од појавувањето на NSU Ro 80. Денес, концернот Mazda ги опремува спортските автомобили од серијата RX со RPD. Модерни автомобили Mazda RX-8 е поштеден од многу недостатоци на Felix Wankel RPD. Тие се прилично еколошки и сигурни, иако се сметаат за „каприциозни“ меѓу сопствениците на автомобили и специјалистите за поправка.

Практична примена во мото индустријата

Во 70-тите и 80-тите години, некои производители на мотоцикли експериментираа со RPD - Херкулес, Сузуки и други. Во моментов, мало производство на „ротациони“ мотоцикли е воспоставено само во компанијата Нортон, која го произведува моделот NRV588 и се подготвува за сериско производствомотоцикл NRV700.
Norton NRV588 е спортски велосипед опремен со мотор со два ротори со вкупна зафатнина од 588 кубни сантиметри и развива моќност од 170 коњски сили. Со тежина на сув мотоцикл од 130 кг, напојувањето на спортски велосипед изгледа буквално неверојатно. Моторот на оваа машина е опремен со системи влезен трактпроменлива брзина и електронско вбризгување гориво. За моделот NRV700 се знае само дека моќноста на вртежите во минута на овој спортски велосипед ќе достигне 210 КС.