Принцип роботи роторного двигуна

Як відомо, принцип роботи роторного двигуна заснований на високих оборотах і відсутності рухів, якими відрізняється ДВС. Це і відрізняє агрегат від звичайного поршневого двигуна. РПД називають ще двигуном Ванкеля, і сьогодні ми розглянемо його роботу і явні переваги.

Ротор такого двигуна знаходиться в циліндрі. Сам корпус не круглого типу, а овального, щоб ротор трикутної геометрії нормально в ньому містився. У РПД не буває колінчастого вала і шатунів, а також відсутні в ньому інші деталі, що робить його конструкцію набагато простіше. Якщо говорити іншими словами, то приблизно близько тисячі деталей звичайного двигуна внутрішнього згоряння в РПД немає.

Робота класичного РПД заснована на простому русі ротора усередині овального корпусу. У процесі руху ротора по колу статора створюються вільні порожнини, в яких і відбуваються процеси запуску агрегату.

Чому цей варіант не прижився

Дивно, але роторний агрегат являє собою якийсь парадокс. У чому він полягає? А в тому, що він має геніально просту конструкцію, яка чомусь не прижилася. А ось більш складний поршневий варіант став популярним і всюди використовується.

Звичайно ж, якби у роторного мотора не було недоліків, то він обов'язково б застосовувався на сучасних автомобілях. Можливо навіть, що, якби роторний двигун був безгрішний, ми і не дізналися б про двигун поршневий, адже роторний створили раніше. Потім людський геній, намагаючись удосконалити агрегат, і створив сучасний поршневий варіант мотора.

Але на жаль, мінуси у роторного двигуна є. До таких ось явним ляпів цього агрегату можна віднести герметизацію камери згоряння. А зокрема, це пояснюється недостатньо хорошим контактом самого ротора зі стінками циліндра. При терті зі стінками циліндра метал ротора нагрівається і в результаті цього розширюється. І сам овальний циліндр теж нагрівається, і того гірше - нагрівання відбувається нерівномірно.

Якщо в камері згоряння температура буває вище. ніж в системі впуску / випуску, циліндр повинен бути виконаний з високотехнологічного матеріалу, що встановлюється в різних місцях корпусу.

Для того щоб такий двигун запустився, за допомогою лише двох свічки запалювання. Більше не рекомендується зважаючи на особливості камери згоряння. РПД наділений буває зовсім інший камерою згоряння і видає потужність три чверті робочого часу ДВС, а коефіцієнт корисної дії становить цілих сорок відсотків. У порівнянні: у поршневого двигуна цей же показник складає 20%.

Переваги ротора, або Як японці взялися за справу

Але є у РПД і переваги. Зокрема, до них можна віднести особливу динаміку агрегату. Витрата у роторного двигуна дуже великий. а крім цього, у такого агрегату дуже маленький ресурс - всього шістдесят тисяч кілометрів - що робить його непридатним для їзди в умовах міста. Якщо обсяг роторного двигуна буде дорівнює 1,3 л, то він здатний буде споживати до двадцяти літрів палива.

До речі, велика витрата бензину також є причиною того, що роторний двигун не знайшов популярності. Справа в тому, що в 1973 році, коли роторні двигуни тільки вийшли, на Аравійському півострові загострилася обстановка. Там проходили справжні військові дії, а як відомо, арабські країни до цих пір залишаються основними постачальниками палива. У зв'язку з цією справою, ціна на бензин різко піднімається. А роторний двигун жер його просто як вічно голодний ласун. Ось і вийшло, що він став зайвим.

Зате такий агрегат при цьому буде видавати цілих 250 л. с, залишаючись малогабаритним.

Така ситуація просто змушує зараховувати роторні двигуни до спортивних моделей автомобілів. Та і не тільки. Прихильники роторного двигуна сьогодні знайшлися. Це відомий автовиробник Мазда, встав на шлях самурая і продовжив дослідження майстра Ванкеля. Якщо згадати ту ж ситуацію з Субару, то стає зрозумілим успіх японських виробників, чіпляються, здавалося б, за все старе і відкинуте західниками як непотрібне. А на ділі японцям вдається створювати нове зі старого. Те ж тоді сталося з оппозітнимі двигунами, які є на сьогоднішній день «фішкою» Субару. У ті ж часи використання подібних двигунів вважалося мало не злочином.

Робота роторного двигуна також зацікавила японських інженерів, які на цей раз взялися за вдосконалення Мазди. Вони створили роторний двигун 13b-REW і наділили його системою твін-турбо. Тепер Мазда могла спокійно посперечатися з німецькими моделями, так як відкривала цілих 350 конячок, але грішила знову ж великою витратою палива.

Довелося йти на крайні заходи. Чергова модель Мазда RX-8 з роторним двигуном вже виходить з 200 конячками, що дозволяє скоротити витрату палива. Але не це головне. Заслуговує на повагу інше. Виявилося, що до цього ніхто, крім японців, не здогадався використовувати неймовірну компактність роторного двигуна. Адже потужність в 200 л. с. Мазда RX-8 відкривала з двигуном об'ємом 1,3 літра. Одним словом, нова Мазда виходить вже на інший рівень, де спроможна конкурувати із закордонними моделями, беручи не тільки потужністю двигуна, а й іншими параметрами, в тому числі і низькою витратою палива.

Дивно, але РПД намагалися ввести в роботу і у нас в країні. Такий двигун був розроблений для установки його на ВАЗ 21079, призначений як транспортний засіб для спецслужб. Але проект, на жаль, не прижився. Як завжди, не вистачило бюджетних грошей держави, які дивним чином з державної скарбниці викачуються.

Зате це вдалося зробити японцям. І вони на досягнутому результаті зупинятися не бажають. За останніми даними, виробник Мазда удосконалить двигун і незабаром вийде нова Мазда. вже з зовсім іншим агрегатом.

Заглянемо всередину РПД

Схема роботи роторного двигуна являє собою щось зовсім інше, ніж звичайний ДВС. По-перше, слід залишити в минулому конструкцію двигуна внутрішнього згоряння, відому нам. А по-друге, спробувати увібрати в себе нові знання і поняття.

РПД названий так через ротора, тобто такої частини мотора. яка рухається. Завдяки цьому руху потужність передається на зчеплення і КПП. По суті, ротор виштовхує енергію палива, яка потім передається колесам через трансмісію. Сам ротор виконаний обов'язково з легованої сталі і має, як і говорилося вище, форму трикутника.

Капсула, де знаходиться ротор, - це своєрідна матриця, центр всесвіту, де всі процеси і відбуваються. Іншими словами, саме в цьому овальному корпусі відбувається:

стиснення суміші;
паливний впорскування;
надходження кисню;
запалювання суміші;
віддача згорілих елементів в випуск.

Одним словом, шість в одному, якщо хочете.

Сам ротор кріпиться на спеціальному механізмі і не обертається навколо однієї осі, а як би бігає. Таким чином, створюються ізольовані один від одного порожнини всередині овального корпусу, в кожній з яких і відбувається будь-якої з процесів. Так як ротор трикутний, то порожнин виходить всього три.

Все починається в такий спосіб. У першій утворюється порожнини відбувається всмоктування, тобто камера наповнюється повітряно-паливної сумішшю. яка тут же перемішується.

Після цього ротор обертається і штовхає цю перемішану суміш в іншу камеру. Тут суміш стискається і запалюється за допомогою двох свічок.

Суміш після цього йде в третю порожнину, де і відбувається витіснення частин використаного палива в систему вихлопу.

Це і є повний цикл роботи РПД. Але не все так просто. Це ми розглянули схему РПД тільки з одного боку. А дії ці проходять постійно. Якщо говорити інакше, процеси виникають відразу з трьох сторін ротора. В результаті всього за єдиний оборот агрегату повторюється три такту.

Крім того, японським інженерам вдалося вдосконалити роторний двигун. Сьогодні роторні двигуни Мазда мають не один, а два і навіть три ротора, що в значній мірі підвищує продуктивність, тим більше якщо порівняти його з звичайним двигуном внутрішнього згоряння. Для порівняння: двороторний РПД порівняємо з шестициліндровим ДВС, а 3-роторний з двенадцатіциліндровим. Ось і виходить, що японці виявилися такими далекоглядними і переваги роторного мотора відразу розпізнали.

Знову ж, продуктивність - це не одна перевага РПД. Їх у нього багато. Як і було сказано вище, роторний двигун дуже компактний і в ньому використовується на цілих тисячу деталей менше, ніж в тому ж ДВС. У РПД всього дві основні деталі - ротор і статор, а простіше цього нічого не придумаєш.

Принцип роботи роторно-поршневого двигуна змусив свого часу багатьох талановитих інженерів здивовано піднятими бровами. І сьогодні талановиті інженери компанії Мазда заслуговують усіляких похвал і схвалення. Чи жарт, повірити в продуктивність, здавалося б, похованого двигуна і дати йому друге життя, та ще й яку!