Роторный двигатель: принцип работы, устройство, плюсы и минусы

Роторный двигатель

Содержание:

Что такое роторный двигатель и когда он появился знает не каждый автовладелец. Мотор представляет собой стандартный ДВС, но его устройство иное. Принцип работы РД основывается на высоких оборотах и отсутствии движений, которыми наделен поршневой «движок». Роторный по-другому именуют двигателем Ванкеля. Рассмотрим, почему устройство получило такое название, какие особенности оно имеет и чем отличается от других.

История возникновения

После изобретения ДВС сфера автомобилестроения начала развиваться. Общее устройство двигателя остается прежним, но силовые агрегаты регулярно модернизируются. Появляются усовершенствованные модели, к примеру, роторного вида. Впервые такая конструкция появилась в 1957 году. Ее испытывали два разработчика: Ф. Ванкель и В. Фройде. Сначала двигатель установили на спортивную машину «Спайдер», после исследований были получены интересные данные. Выяснилось, что спорткар смог набрать скорость 150 км/час при 57 л.с. Со временем двигатель стали устанавливать на марки авто, доступные широкому кругу пользователей (Ситроен, Шевроле).

В России роторный «движок» появился в 1961 году. Советские ученые не могли воспользоваться наработками немецкого инженера, поэтому смастерили конструкцию самостоятельно, опираясь на РПД фирмы NSU. На свет появился односекционный роторно-поршневой двигатель. Произошло это официально в 1976 г. «Движок» испытывали на отечественных машинах. Со временем конструкцию улучшали, выявляя в ней недостатки. Данный тип мотора по-прежнему применяется в автоспорте. Это обусловлено его экономичностью и малым весом.

На Западе роторные «движки» не стали чем-то уникальным и необычным. Топливный кризис остановил разработки в 1973 году. В те годы стоимость на топливо возросла, поэтому люди старались эксплуатировать машины с меньшим расходом горючего. Продажи авто с РПД упали, но «на помощь» пришла Япония и начала оснащать машины бренда «Мазда» роторными двигателями. Их производство продолжалось даже после распада СССР, но ВАЗ перестал иметь дело с РПД лишь в 2004 году.

Биография изобретателя

Ф.Г. Ванкель - немецкий изобретатель, рожденный в городе Лар в начале XX века. Его отец умер во время боевых действий во время Первой Мировой. По этой причине будущий ученый был вынужден забросить учебу и пойти работать, чтобы содержать себя. Первое время он трудился в лавке, где продавались книги. Во время работы Феликс любил читать. Особенно ему нравилось изучать автомобилестроение. Изобретатель был талантливым человеком со способностями. Говорят, что изобретенный им двигатель приснился ему во сне.

Изобретатель Ванкель


Конструкция

Чтобы выяснить, какой имеет роторный двигатель принцип работы, необходимо изучить конструкционные особенности. В данном типе мотора энергия сгорания воспринимается ротором в форме треугольника.

Ротор находится внутри закрытого элемента, состоящего из боковых и центрального корпуса. Это нужно для создания процесса горения. Он проходит в статоре, а боковые грани создают герметичность.

Статор включает в себя цилиндр, а в нем находится сам ротор. Овальный цилиндр имеет прижатые бока. Именно такая форма дает возможность всем процессам внутри проходить слаженно. Кроме того, статор оснащен окошками для впуска горючего и выпуска газов. На противоположной стороне находятся специальные отверстия для свечей.

Верхушки ротора контактируют с цилиндром, поскольку движение проходит по эксцентриковому типу.

Строение

Ротор с выпуклыми сторонами работает как поршень. Скорость вращения увеличивается благодаря углублениям, которые есть в каждой стороне. Для твс (топливно воздушной смеси) остается больше пространства. Вершины граней с помощью металлических пластин создают камеры. С каждой стороны ротора также есть металлические кольца, помогающие формировать камерные стенки. В центре ротора расположен круг с зубьями.

Овальная камера создана таким образом, чтобы роторные вершины контактировали со стенками и создавали закрытые газовые объемы. Как было сказано, в РПД - 4 рабочих такта, к которым относят впуск, сжатие, сгорание и выпуск. Впуск и выпуск осуществляется в отверстиях камеры, выхлоп происходит через трубу, а впускное отверстие подсоединено к газу.

Выходной вал работает по аналогии с коленвалом, заменяя его.

Принцип работы

Как работает роторный двигатель

Узнать, как работает роторный двигатель, можно лишь в сравнении его со стандартным ДВС с поршнями. Схема функционирования РПД и ДВС отличается технологией, учитывая что «движки» имеют разные конструкционные особенности.

Принцип работы роторного двигателя схож с ДВС, поскольку он основывается на преобразовании энергии от сгорания горючей смеси. Но в случае с ДВС давление, полученное от сгорания, заставляет поршни двигаться, тем самым коленвал и шатун преобразуют движения поршней во вращательные, запуская движение колес.

Ротор функционирует в овальной камере, поэтому мощность передается сцеплению с КП. Треугольная форма позволяет выдавить топливную энергию и перенаправить ее на колесную систему.

Внутри капсулы, в которой находится ротор, происходят различные процессы: сжатие твс, впрыск горючего, проникновение кислорода, воспламенение топлива и отправка сгоревших элементов на выпуск. Ротор крепится к механизму, который «бегает» внутри капсулы. В корпусе образуется несколько камер, в каждой из которых происходят определенные процессы. В первой камере возникает смешение топлива с воздушными массами, превращая их в твс. Во второй камере все это сжимается и воспламеняется, а из третьей вытесняется.

Преимущества

Роторный двигатель имеет плюсы и минусы, как и любое механическое устройство.

галочка КПД достигает 40%, это высокий показатель.

галочка Простые конструктивные особенности. РПД не обладает большим количеством узлов, что упрощает его конструкцию в целом.

галочка Концепция. РД вращается, поэтому на остановку в противоположных друг другу точках время не затрачивается. Благодаря этому, мотор можно посчитать высокооборотистым.

галочка Компактность силового агрегата способствует равномерной развесовки и высокой устойчивости машины при езде по трассе.

галочка Динамические характеристики двигателя позволяют автомобилю разгоняться на порядок быстрее, поэтому РПД устанавливали преимущественно на спорткары.

галочка При увеличении количества оборотов не возникает дополнительных нагрузок. Получается, что можно разогнать транспорт до 100 км/час даже на низкой передаче.

Смотря на внушительный список преимуществ, водители задаются вопросом, почему РПД не смогли вытеснить с рынка стандартные ДВС? Дело в том, что у роторных «движков» есть недостатки, которые не позволили им стать лучше поршневых двигателей.

Недостатки

При составлении плюсов и минусов РПД было выявлено, что с имеющимися характеристиками мотор не сможет реализоваться массово.

Минусы роторных моторов:

галочка Обслуживание. Многих водителей не устраивает высокий расход масла и необходимость его частой замены (каждые 5000 км пробега). Кроме того, РПД потребляет большое количество топлива (20 л на 100 км).

галочка Ограниченность ресурса. Из-за конструктивных особенностей ресурс двигателя сильно ограничен. Он быстро изнашивается, поэтому у него небольшой срок службы.

галочка Маленький срок службы объясняется не только конструкцией, но и перепадами температур, которые сопровождают все рабочие такты.

галочка Низкая экологичность. Серповидная внутренняя часть камер не дает топливу гореть до конца. Ротор выталкивает раскаленный газ в выхлоп, при этом в продуктах сгорания остаются фрагменты масла, что сильно повышает токсичность выброса.

галочка Уплотнители ротора изнашиваются быстрее из-за регулярных перепадов давления и небольшого ресурса самого «движка».

Для производства РПД используется технологичное оборудование. К качеству предъявлены высокие требования. В конечном итоге роторный двигатель обходится и производителю, и покупателю дороже, чем поршневой.

Разновидности

Узнав устройство роторного двигателя, автовладельцам важно уяснить классификацию РПД. К примеру, камера «движка» бывает замкнутой или незамкнутой, т.е. иметь связь с атмосферой.

Замкнутые моторы также подразделяются на виды по «наличию/отсутствию уплотнительных элементов» или «по режиму функционирования КС». Кстати, большая часть образцов представлена лишь на бумаге, а в реальности их не существует. Классификацию создавал российский инженер И.Ю. Исаев.

Какие существуют роторные ДВС:

машина Двигатели с ВВД заставляют ротор создавать качания. Лопатки остаются неподвижными, но рабочие такты проходят между ними.

машина Двигатели с однонаправленным движением. В период сближения роторов на корпусе происходит сжатие между лопастей, а при удалении возникает расширение.

машина Схема работы двигателя с уплотнительными элементами используется в пневмомоторах. Вращение происходит с помощью сжатого воздуха. При этом данная схема не смогла найти применения в ДВС, там присутствуют высокие показатели температур и давления.

машина Существует роторный двигатель с аналогичной предыдущей схеме работы, но уплотнители в этом случае находятся на корпусе.

Более перспективными на данный момент считаются двигатели с равномерным движением элементов. Они способны набирать высокие обороты и мощность, какие для привычных ДВС недопустимы.

Советы и рекомендации

Роторный «движок» разрешено заправлять высококачественным топливом, а именно октановым бензином. Это позволит не допустить детонаций, при этом не даст нагару скопиться на электродах СЗ.

Двигатель имеет повышенную чувствительность к качеству и типу масла. Запрещено заливать синтетику, иначе произойдет быстрое скапливание нагара и падение компрессии. Лучше всего заливать минеральное масло, которое рекомендует сам производитель.

При любых неполадках стоит сразу обращаться к мастерам, а не заниматься ремонтом самостоятельно. Роторный двигатель требует больших вложений. На сегодняшний день по-прежнему функционируют центры, которые специализируются на дефектовке и ремонте РПД.

Перед непосредственно ездой, роторный «движок» следует прогреть так же, как и поршневой. Нагружать силовой агрегат не рекомендуется до тех пор, пока он не выйдет на рабочую температуру. Своевременное обслуживание, использование только качественных ГСМ поможет продлить срок службы РД.

Правила эксплуатации

Говоря о правилах эксплуатации, эксперты придерживаются строгих тезисов.

знак важно Замена масла производится каждые 3-5 тыс.км.

знак важно Регулярно нужно осматривать масляные форсунки.

/

знак важно Замена воздушного фильтра должна проходить каждые 20 000 км.

знак важно Свечи зажигания должны быть установлены специальные.

знак важно Предпочтительнее всего заправлять бензином марки АИ-98.

знак важно При замене масла стоит проверять компрессию через специальный прибор.

знак важно Не рекомендуется глушить мотор «на холодную», так как произойдет залив свечей зажигания.

знак важно Жидкость тормозной системы стоит менять через каждые 20 000 км пробега.

При проверке компрессия должны быть 6,5-8 атм. Если она ниже, то ремкомплекта будет недостаточно. Возможно, заменить придется всю секцию.

Какие машины были оснащены РПД?

Мазда RX8 с роторным двигателем

Существуют разные модели автомобилей, на которые ставили РПД.

Перечислим самые популярные из них:

машина Мазда RX-8. Известная японская компания усовершенствовала двигатель. Последней разработкой стал РПД в 1,3 л, мощностью 215 л.с. Но из-за низкого спроса производство остановлено.

машина Мазда Космо Спорт. Именно этот автомобиль стал первым транспортным средством, которое оснастили роторным «движком». В 1964 году зрителям продемонстрировали первый готовый вариант. Через год было произведено около 60 аналогичных моделей. Всего до 1968 года было изготовлено 343 модели. Далее производитель усовершенствовал серию «Космо спорт». Теперь машина могла разогнаться до 193 км/час. Данный вариант выпускался до 1972 года включительно.

машина Мерседес с-111. В первый раз автомобиль представили в 1970 г. Спорткар был оснащен трехкамерным мотором, при этом его максимальная скорость могла составить 275 км/час при пятисекундном разгоне.

машина Chevrolet Corvette - компания Шевроле получила лицензию на производство РПД. С 1970 года компания начала разрабатывать новые Корветы. В 1971 году модель получила одобрение президента фирмы General Motors. Только через год данная модель была представлена правлению GM.

машина ВАЗ 2109-90. Это служебный автомобиль, который смог за 8 секунд разогнаться до 100 км/час. Машина имела способность развивать скорость до 200 км/час, что помогало гнаться за нарушителями.

Для нужд МВД в свое время закупили ВАЗ 21019 Аркан, который также имел роторный двигатель. Ее предельная скорость составляла 160 км/час.

Самой популярной моделью авто на роторном «движке» по-прежнему является Мазда Rx-8. Если водитель рассматривает этот вариант на вторичном рынке, то ему стоит присмотреться к нему. На фоне конкурентов такое авто продается по привлекательной цене, при этом имеет отличные характеристики. Конечно, б\\у авто может требовать ремонта и вложений, поэтому стоит приготовиться к дополнительным расходам.

Сегодня производители самолетов выбирают роторные «движки». Это еще раз говорит о том, что мотор не пользуется популярностью, но от этого не является плохим или бесполезным.

Итоги

РПД - интересная и полезная задумка, но такой мотор не прижился, даже несмотря на высокий КПД и мощность. Из-за конструктивных особенностей механизм быстро изнашивается. Кроме того, «движок» требует особых условий эксплуатации и обслуживания. РПД - лучший вариант для гоночных машин и спорткаров. Для них не требуется большой ресурс.

Высокие технические характеристики дают потребителям надежду, что когда-нибудь роторные моторы будут выпускать массово, заранее устранив их недостатки. Перспектива у двигателей есть, но выпуск РД будет налажен после перехода на водородное топливо. Именно такой мотор не подвержен детонации. Одна из последних современных разработок - Premacy Hydrogen RE Hybrid. Она ничем не уступает по своим характеристикам другим новинкам автомобилестроения.

Выбрать инструктора:

Отзывы:

    Комментарий со страницы: Автоинструктор Ася

    Мария

    Ася чудесный инструктор! За 4 занятия подготовились к пересдаче города. Инструктор показала все подводные камни маршрутов и поделилась видео разборами. В день экзамена звонила спросить как дела — очень высокий уровень профессионализма и эмпатии!

    Комментарий со страницы: Автоинструктор Ася

    Полина

    Хочу выразить Асе огромную благодарность за труд! Настоящий профессионал своего дела! Я обучаюсь вождению с нуля у Аси, за 15 занятий чувствую значительный прогресс! Мне очень нравится, что Ася даёт подробные комментарии к моим ошибкам и даёт огромное количество ценных знаний! Ценю индивидуальный подход, терпение и профессионализм!

    Комментарий со страницы: Автоинструктор Ася

    Елена

    Хочу выразить огромную благодарность Асе!!! Она научила меня всем тонкостям вождения автомобиля. Сначала у меня был инструктор, который молчал во время урока и лишь иногда корректировал руль и на вопрос отвечал вопросом. Я просто водила машину по кругу и по началу думала, наверное так должно быть. Потом поняла, что что -то не так… С Асей урок вождения приобрел смысл, понимание, что и как нужно делать, куда смотреть, и какие маневры совершать. Ася супер профессионал своего дела!!! Грамотный педагог!!! Очень чуткий и внимательный человек!!! Спасибо огромное!!!

    Комментарий со страницы: Автоинструктор Ася

    Диана

    Ася, помогла мне сдать экзамен по маршруту Строгино! Разборы самых сложных для меня упражнений, таких как: парковка, бокс, разворот, были объяснены на ура! Спасибо большое!

    Комментарий со страницы: Автоинструктор Ася

    Даяна

    Здравствуйте! Занималась с Асей 2 занятия. За эти дни инструктор подробно и наглядно объяснила маршрут Строгино и обратила внимание на сложные моменты. На все вопросы, которые меня волновали, Ася давала четкий и понятный ответ за что ей — спасибо!

    Комментарий со страницы: Автоинструктор Ася

    Дарья

    У меня было 4 инструктора и много непонимания, почему люди к которым я хожу меня не учат, почему с каждым занятием у меня появляется все больше и больше вопросов. Ася- человек который вкладывает в каждого ученика частичку себя, таких инструкторов мало. За несколько занятий я чувствовала себя на дороге так, будто вожу всю жизнь. Благодаря ее наставлениям, я смогла сдать экзамен без единой ошибки, мы проработали все мелочи, Ася всегда помогала и была на связи 24/7. Я очень рекомендую этого наставника, потому что лучше нет

    Комментарий со страницы: Автоинструктор Ася

    Николай

    Ася — профессионал своего дела, имеет реально огромный опыт вождения, нашла ко мне индивидуальный подход, умеет доносить информацию.
    Занимался на маршруте Строгино за день до экзамена, за 4 академических часа объяснила все все нюансы маршрута, привила навыки уверенной парковки. Сегодня успешно сдал экзамен. Определенно пять звезд ★★★★★

    Комментарий со страницы: Автоинструктор Марина

    Оксана

    Рекомендую всем данного инструктора. Марина это большой профессионал своего дела. Очень воспитанная и сдержанная девушка. Объясняет очень терпеливо и доходчиво. Занятия проходят в лёгкой и непринуждённой атмосфере. Время занятий пролетает просто незаметно.

    Комментарий со страницы: Автоинструктор Марина

    Оксана

    Марина — лучший инструктор, который у меня был. От неё узнала много фишек по парковке и вождению, которые не рассказывали мужчины-инструкторы. Не было стеснения задавать вопросы, потому что Марина всегда подробно и охотно на них отвечала. Супер-комфортный инструктор.

    Комментарий со страницы: Автоинструктор Марина

    Гюнай

    Марина Владимировна, cпасибо вам большое за терпение, за старание и за вашу учёбу. Благодаря вам сидя за рулём первый раз в своей жизни научилась многому. Так держать

    Комментарий со страницы: Автоинструктор Марина

    Ирина

    Занятия очень понравились! Было здорово ездить с инструктором, который позволяет ученику расти в своем темпе и спокойно воспринимает ошибки, объясняя что было не так. Также порадовала возможность попробовать ездить на разных машинах и приятное общение в «свободное время»)

    Комментарий со страницы: Автоинструктор Ася

    Полина

    Ася – супер! Без нее я никогда бы не смогла сдать на права. До нее занималась с другим инструктором, результата не было вообще, я боялась машины и думала, что никогда больше не сяду за руль. И тогда сестра посоветовала мне попробовать позаниматься с Асей. Всего через пару занятий я уже могла уверенно чувствовать себя за рулем. Спасибо ей большое!

    Комментарий со страницы: Автоинструктор Марина

    Анастасия

    Спасибо инструкторам Марине и Майе, обучение было полезным и комфортным, всем советую брать дополнительные занятия, у меня получилось самостоятельно сдать со второго раза, я уверена, что без дополнительных занятий у меня вряд ли это получилось.

    Комментарий со страницы: Автоинструктор Марина

    Ирина

    Марина, отличный инструктор, грамотно преподаёт информацию. Постоянно детально разбирали все мои ошибки и делилась опытом как их больше не допускать. Каждый раз на занятиях отрабатывали самые сложные для меня — это развороты и повороты, но все таки с помощью Марины они мне дались ). помогла мне научится водить практично, разбирая реальные ситуации на дороге, так, как оно происходит в жизни, а не в теории. После первой неудачной попытки сдачи практики, нашла такого замечательного инструктора, и сдала сразу же после наших с ней отработок всех моих ошибок!!! Спасибо Вам!!! Всем новичкам рекомендую!!! Не пожалеете! )))

    Комментарий со страницы: Автоинструктор Марина

    Гамлет

    Выражаю огромную благодарность Вам, Марина!
    Когда я только-только начинал занятия, вообще не умел ездить на механике, Ваши занятия мне очень помогли.
    В итоге, спустя несколько занятий, я наконец-таки сдал!
    Вы пример культурного, вежливого и пунктуального инструктора!
    Очень рад, что нашёл такого хорошего инструктора
    Спасибо Вам ещё раз!

    Комментарий со страницы: Автоинструктор Марина

    Эльмира

    Добрый день. Хочу поблагодарить инструктора Марину, Вы — профессионал с большой буквы! очень доступно объясняете, и умеете создать рабочее настроение, помогаете преодолеть страх и неуверенность в себе на дороге!

    Комментарий со страницы: Автоинструктор Марина

    Ольга

    Я брала у Марины несколько занятий на механике, когда возвращалась за руль после двадцатилетнего перерыва. Все было замечательно, спасибо! Удобно договариваться, согласовывать время и место занятия – мне это важно, т.к. я работаю. Есть разные варианты по продолжительности урока, это тоже удобно. Марина очень пунктуальна, всегда была к началу занятия уже заранее на месте.
    Во время занятий Марина поддерживала морально, очень помогла мне почувствовать себя уверенно и вспомнить, как вообще водить машину и как вести себя в плотном городском движении. Еще рассказала много интересных тонкостей об обслуживании и эксплуатации автомобиля. Очень спокойно и сдержанно реагировала на все мои косяки, спокойно и по делу разбирала все ошибки. Что важно – во время занятий доброжелательный настрой, деловой, рабочий, но при этом и с юмором. Зажатость уходит, чувствуешь себя спокойно.
    Еще брала одно занятие именно по парковке задом, т.к. для меня заезжать куда-то в узкий промежуток между машин задом – кошмар. Вроде помогло ))
    Спасибо огромное! Занятия у Марины очень рекомендую. Удачи всем!

    Комментарий со страницы: Автоинструктор Марина

    Екатерина

    Спасибо автоинструктору- Марине за обучение, права лежали 10 лет, за несколько занятий помогла все вспомнить, пригодилось каждое её слово, очень понравился разворот в узком пространстве, в наших дворах без него никак. Спасибо за пунктуальность, никогда не опаздывала, к делу относится серьёзно, спокойна, уверенна, не кричит, способна много раз повторять, то что необходимо усвоить. Обучалась на механике.

    Комментарий со страницы: Автоинструктор Екатерина

    Инесса

    Обучалась на механике. В течение всего обучения были соблюдены все договоренности: обучение в удобное для меня время, разъяснение условий и нюансов вождения. При этом Екатерина доступно, спокойно, кропотливо все объясняла, при необходимости психологически настраивала. Результат обучения достигнут: вожу с удовольствием, без страха. От общения и занятий остались положительные впечатления. Большое, ОГРОМНОЕ СПАСИБО!!! РЕКОМЕНДУЮ!

    Комментарий со страницы: Автоинструктор Ася

    Юлия

    Ася!!! Я спасибо огромное за интересные уроки вождения! Научила не бояться большие машины и верить в себя!

Все отзывы

Профессиональное обучение вождению

Известно, что от квалификации инструктора напрямую зависит успешность обучения.
Мы — это профессиональные инструкторы и вождение в реальных условиях.
А еще у нас можно выбрать авто, инструктора и время уроков.

Обратный звонок
×