Прежде всего, роторные двигатели должны работать только на высококачественном высокооктановом бензине (АИ-98 или выше). Только высококачественное топливо предотвращает воспламенение и замедляет образование углеродистых отложений на электродах свечи зажигания.
Принцип работы роторного двигателя: плюсы и минусы
Чтобы понять, почему производители перестали оснащать свои автомобили этим типом силового агрегата, полезно хорошо понимать принципы работы роторного двигателя. Можно изучить разнообразие ППД, узнать их основные особенности, конструкции, преимущества и недостатки, оценить перспективы и возможности последующего серийного производства таких моделей автомобилей.
В отличие от технических характеристик типичного двигателя внутреннего сгорания, в котором поршень является основным движущимся элементом, роторный двигатель работает по системе. Конструкция силового агрегата также отличается.
Как и в поршневом двигателе, принцип работы PDE основан на преобразовании энергии, получаемой при сгорании воздушной смеси. В первом случае давление, создаваемое в цилиндре при сгорании топлива, перемещает поршень. Возвратно-поступательное движение шатуна и коленчатого вала преобразуется во вращательное движение, которое вращает колеса.
Ротор перемещается во внутреннюю полость эллиптической капсулы и передает энергию на сцепление и коробку передач. Благодаря своей треугольной форме энергия топлива сжимается и через трансмиссию передается в колесную систему. Используемый материал — легированная сталь.
В цилиндре, где находится ротор, происходят следующие процессы
- Смесь сжимается и
- Впрыскивается следующее топливо, и
- Кислород поступает внутрь, и
- Топливо воспламеняется, и
- Сгоревшие предметы передаются в порт экспорта.
Треугольный ротор соединен со специальным механизмом. Когда двигатель запускается, он не вращается, а выполняет определенные действия, как если бы он работал внутри капсулы овальной формы.
Благодаря своей форме они образуют три отдельные камеры в корпусе.
Процессы, происходящие в них, следующие.
- В первой камере топливо подается через впускное окно, а кислород всасывается и смешивается, образуя смесь.
- Во втором отсеке происходит сжатие и воспламенение.
- Продукты сгорания выталкиваются из третьей камеры в выхлопное отверстие.
PDE геометрия структуры
ЭКД состоит из следующих компонентов
- Ротор с тремя вогнутыми поверхностями, которые действуют как поршни. Полости обеспечивают более высокую скорость вращения и большее пространство для смешивания воздуха и топлива.
- Металлические пластины, установленные на верхней части с обеих сторон. Их назначение — создать в теле полость, в которой происходят рабочие процессы приводной системы.
- Два металлических кольца по обе стороны от ротора используются для формирования стенок камеры.
- В центре конструкции находятся две большие шестерни с большим количеством зубьев, вращающиеся вокруг шестерен меньшего диаметра. Звездочки соединены с приводом, установленным на выходном валу. От этого сцепления зависит направление и ход движения в камере.
- Корпус ротора. Он выполнен в обычной овальной форме. При такой конфигурации треугольный конец остается в контакте со стенкой капсулы и производит три изолированных объема газа.
- Входные и выходные порты. Клапаны отсутствуют. Впускной порт соединен с топливной системой, а выпускной порт — с выхлопной трубой.
- Выходной вал — это распределительный вал. Специальный эксцентрик смещается к центральной линии. На каждую из этих конечностей устанавливается отдельный ротор. Из-за несимметричного расположения происходит неравномерное распределение сил давления. Это создает крутящий момент, который обеспечивает хорошую работу двигательной установки в зависимости от скорости вращения вала.
Достоинства и недостатки роторного двигателя
Вращающиеся двигательные машины были впервые запущены на испытательном треке в 1958 году.
Игнорируя ценность изобретения немецкого инженера, который работал со своим уникальным коллегой Вальтером Фрейдом, многие автопроизводители не решились установить новинку в свои модели автомобилей.
Среди них нет создателей Mazda, которая выпустила первую версию роторной силовой установки в 1967 году.
Преимущества ролевой игры
- Повышенная урожайность до 40%. Причина-1 вращение эксцентрикового вала приводит к трем циклам.
- Упрощенная конструкция. Многие компоненты, характерные для поршневых двигателей, такие как зубчатые колеса, шатуны и клапаны.
- Высокая скорость. Двигатели с треугольным ротором могут развивать до 10 000 оборотов в минуту.
- Плавная работа без вибрации. Объяснение — устойчивое направление вращения ротора.
- Устойчивость к извержению. Это позволяет подавать водород во время работы.
- Компактные размеры. По сравнению с поршневыми агрегатами, RPD в два раза меньше. Это снижает вес хорошо оснащенной конструкции, и появляется свободное пространство для комфорта водителя и пассажиров.
- Нет дополнительной нагрузки на максимальные обороты двигателя. Учитывая этот фактор, автомобиль может разгоняться до 100 км/ч на низких скоростях.
- Баланс. Автомобиль может быть сбалансирован более эффективно, создавая определенную устойчивость на любой дороге.
Недостатки турбинных самолетов
Конструкторы, разработавшие роторную силовую установку, не смогли устранить недостатки.
- Главным недостатком эксплуатационники считают ограниченный ресурс двигателя, оправданный особенностями его конструкции. Постоянное изменение пикового рабочего угла приводит к более быстрому износу.
- Жизнь заканчивается раньше из-за перепадов температур, связанных с каждым маршрутом. В сочетании с нагрузками, которым подвергаются изношенные детали, это наносит непоправимый ущерб функциональному узлу и материалу. Проблема может быть решена путем введения минералов жира непосредственно в коллектор.
- Из-за серповидной формы внутренней полости камеры эти виды топлива сгорают не полностью. Роторы, вращающиеся со скоростью и ограниченной длиной корня, выталкивают горячие газы в выхлопное отверстие. Наличие фрагментов масла в продуктах сгорания приводит к выбросам выхлопных газов.
- Из-за недостаточной герметизации конструкции, вызванной изношенностью уплотнений, происходит утечка между отсеками с большой разницей давления между ними. Это приводит к низкой эффективности и высокому воздействию на окружающую среду.
- Высокий расход топлива и масла. По сравнению с поршневыми двигателями роторные агрегаты потребляют значительно больше топлива (20 литров на 100 км) и масла (1 литр на 1 000 км). Забывчивость водителя, которому не мешает очередная зарядка смазки, приводит к незапланированному общему ремонту или полной замене двигателя.
- При производстве ЧРП используется высокоточное оборудование. Более высокие требования предъявляются и к качеству используемых материалов. В результате конечная стоимость роторного двигателя увеличивается.
Машины с роторным двигателем
Российские конструкторы, включая Зуева, Желтышева и братьев Ахриевых, изобретателей «Ингуша», также участвовали в разработке идеи усовершенствованной силовой установки с ключевыми элементами конструкции подвижного ротора.
Игнорируя инновации, автомобиль по-прежнему имел двигатель Ванкеля.
Модели с включенным MPS
- Mazda RX-8. дизайнерская группа японского концерна внесла свои усовершенствования. При объеме 1,3 литра их последняя разработка производит 215 л.с. Более современная версия с аналогичным рабочим объемом производит 231 л.с. Из-за снижения спроса производство было остановлено с августа 2011 года.
- Производство ВАЗ 2109-90 было остановлено в августе 2011 года из-за снижения спроса. Эти автомобили использовались сотрудниками российских правоохранительных органов в служебных целях. Эти автомобили использовались российскими правоохранительными органами. В случае с полицейскими автомобилями, они разгоняются до 100 км/ч за восемь секунд и могут легко обгонять преступников, развивая скорость до 200 км/ч. Выпускались и более мощные агрегаты. Однако высокая цена и короткий срок службы означали, что ПТО был нежизнеспособен, и полиции пришлось заменить его на поршневую машину.
- Mercedes C-111. Mercedes C-111 был впервые представлен водителям на Женевском автосалоне 1970 года. Этот спортивный автомобиль приводился в движение трехкамерным двигателем Ванкеля. Его максимальная скорость составляла 275 км/ч. Разгон до первой сотни занял пять секунд.
- ВАЗ21019 Аркан. Эта модель также была приобретена для нужд Министерства внутренних дел. Обогнать советского милиционера на такой машине было невозможно, а скрыться — тем более. В основном преследования заканчивались арестом преступников. Причиной тому была способность развивать максимальную скорость 160 км/ч. Тройной 1,3-литровый двигатель выдавал 120 л.с.
Роторы вращаются со скоростью, составляющей одну треть скорости выходного вала, поэтому основная часть двигателя вращается медленнее, чем в обычном поршневом двигателе. Это способствует повышению надежности.
РПД в СССР
Между тем, Советский Союз вообще не приобрел лицензию. Разработка собственного роторного двигателя началась в 1967 году, когда немецкие автомобили Ro-80, которые начал производить НГУ, были перевезены в Советский Союз и разобраны.
Семь лет спустя на заводе ВАЗ было создано конструкторское бюро для разработки только роторно-поршневых двигателей. Благодаря ее усилиям в 1976 году был создан двигатель ВАЗ-311. Однако первый блин был немного сложнее, и на его создание ушло еще шесть лет.
Первым советским серийным автомобилем с роторно-поршневым двигателем был ВАЗ-21018, представленный в 1982 году. К сожалению, двигатель вышел из строя на всех этих прототипах. Его пришлось дорабатывать год, после чего были представлены ВАЗ-411 и ВАЗ-413, которые использовались советским Министерством энергетики. Их не так волновал расход топлива и короткий ресурс двигателя, им нужны были быстрые, мощные и неотличимые от других автомобили, способные преследовать иномарки.
ВАЗ (ГАИ) с роторным двигателем
РПД на Западе
Роторные двигатели не процветали на Западе, и их рост в США и Европе закончился после топливного кризиса 1973 года, когда цены на бензин резко выросли, и покупатели автомобилей начали искать модели с низким расходом топлива.
Роторные двигатели потребляли до 20 литров бензина на 100 километров, поэтому их продажи в период кризиса упали в вакуум.
Единственной страной на Востоке, которая не потеряла веру, была Япония. Но даже там производители быстро охладели к двигателю. И она никогда не хотела улучшаться. В конце концов, единственным оловянным солдатиком осталась Mazda. Топливный кризис не ощущался в СССР. Производство автомобилей RPD продолжалось и после распада Советского Союза. ВАЗ прекратил выпуск ППД только в 2004 году. Mazda разрешила RPD только в 2012 году.
Особенности роторного мотора
В основе конструкции лежит треугольный ротор, каждая поверхность которого выпуклая (треугольник Леруа). Планетарный ротор вращается вокруг центральной оси — статора. Вершины треугольника представляют собой сложную кривую, называемую спиралью. Форма этой кривой определяет форму капсулы, в которой вращается ротор.
Роторные двигатели имеют тот же четырехтактный цикл, что и их конкурент — поршневой двигатель.
Камеры образуются между поверхностью ротора и стенкой капсулы, а их форма имеет переменную серповидную форму, что вызывает ряд существенных недостатков конструкции. Уплотнения — радиальные пластины и торцевые пластины используются для отделения камер друг от друга.
При сравнении роторных и поршневых двигателей первое, что бросается в глаза, это то, что выходной вал вращается в три раза быстрее, чем сам ротор, причем за каждый оборот ротора происходит три оборота.
VFD не имеет системы газораспределения, что делает его очень простым в использовании. Высокая удельная мощность и малый вес обусловлены отсутствием коленчатого вала, шатунов и других соединений между камерами.
