Роторные двигатели — устройство, принцип работы, преимущества и недостатки

Роторный двигатель устройство, принцип работы, плюсы и минусы

Роторные двигатели: почему они не стали популярными?

Изобретение двигателя внутреннего сгорания привело к появлению автомобилей, работающих на мокром топливе. Эти двигатели развивались на протяжении всей истории автомобилестроения. Появились различные конструкции двигателей. Одной из прогрессивных, но до сих пор непопулярных конструкций двигателя был агрегат с вращающимся поршнем. О функциях этого типа двигателя, его преимуществах и недостатках пойдет речь в сегодняшнем материале.

Роторные двигатели.

История

Создателями двигателя с вращающимся поршнем были инженеры NSU Twin — Феликс Ванкель и Вальтер Фрауд. И хотя основная роль в создании роторного двигателя принадлежит Фройду (второй участник проекта в то время работал над созданием другого двигателя), в автомобильной среде силовая установка известна как двигатель Ванкеля.

Феликс Ванкель и роторный двигатель. Фото - Kolesa. ru

Эта силовая установка была собрана и испытана в 1957 году. Первым автомобилем стал спорткар NSU Spyder, так как он имел роторно-поршневой двигатель и разгонялся до 150 км/ч при мощности двигателя 57 л.с. Эта модель выпускалась в течение трех лет (1964-1967).

NSU Spyder.

Второе детище NSU — седан R O-80 — стал настоящим массовым автомобилем с роторным двигателем.

NSU Ro 80

Название автомобиля подразумевало, что модель оснащена роторным агрегатом. Впоследствии роторные двигатели устанавливались на автомобили Citroën (GS Virotor), Mercedes-Benz (C111), Chevrolet (Corvette) и ВАЗ (21018). Однако самый масштабный выпуск моделей с роторными двигателями наладила японская компания Mazda: с 1964 года компания выпустила несколько автомобилей с этим типом привода, пионером в этом деле стала спортивная модель COSMO. Самые известные модели с роторно-поршневыми двигателями, выпущенные этим производителем (Rxperiment). Выпуск последней модели этого семейства, специальной версии Spirit R для Mazda R X-8, был прекращен в середине 2012 года. До сих пор продаются эти автомобили.

Mazda RX-8 Spirit R

{device}

Особенностью двигателей внутреннего сгорания с вращающимися поршнями является наличие в их конструкции трехстороннего ротора (поршня). Он вращается в цилиндре специальной формы. Ротор установлен на валу и соединен с шестерней, которая имеет сцепление, или передачу, со статором. Ротор вращается вокруг статора по так называемой гусеничной кривой, его лопасти чередуются с камерой цилиндра, где происходит сгорание топлива.

Роторные двигатели.

В конструкции роторного двигателя нет механизма газораспределения. Его работу выполняет сам ротор, который с помощью лопастей распределяет поступающую топливную смесь и выпускает отработавшие газы в цилиндр. Такая конструкция двигателя позволяет отказаться от многих узлов (коленчатого вала, шатунов и т.д.), крайне необходимых в простом поршневом двигателе, что, во-первых, уменьшает габариты и вес силового агрегата, а во-вторых, удешевляет его производство.

Устройство и принцип работы роторного двигателя.

Плюсы и минусы

Роторно-поршневой двигатель не зря привлек внимание многих известных автопроизводителей. Их конструкция и принцип работы позволили получить ряд довольно важных преимуществ перед обычными двигателями.

Во-первых, конструкция роторно-поршневого двигателя делала его наиболее сбалансированным и наименее подверженным вибрациям среди всех других типов силовых агрегатов.

Во-вторых, силовой агрегат обладал очень динамичными характеристиками. Не создавая большой нагрузки на двигатель, автомобиль с роторно-поршневым двигателем мог легко разогнаться до скорости более 100 км/ч как на низких, так и на высоких оборотах двигателя.

В-третьих, роторные двигатели компактнее и легче стандартных поршневых силовых агрегатов. Эта особенность позволила конструкторам практически идеально распределить вес на оси, что повлияло на устойчивость автомобиля на дороге.

Разобранный роторный двигатель. Фото - Автостронг-М

В-четвертых, в них используется гораздо меньше узлов и агрегатов, чем в обычных двигателях.

Наконец, в-пятых, роторные двигатели имеют более высокую удельную мощность.

Разобранный роторный двигатель Mazda Renesis.

Недостатки

К недостаткам роторно-поршневых двигателей, которые поэтому не применяются в больших количествах и не используются сегодня в автомобилях любой марки, можно отнести, во-первых, их высокий расход топлива на низких скоростях. У некоторых моделей он достигает 20 литров на 100 пройденных километров, что совсем не экономично и, согласитесь, бьет по карману владельцев автомобилей с роторными двигателями.

Во-вторых, недостатком этого типа двигателя является сложность изготовления деталей. Для того чтобы ротор точно проходил орбитальную кривую, требуется высокая геометрическая точность при создании как самого ротора, так и цилиндра. Для этого производители роторных двигателей используют высокоточное и дорогое оборудование, стоимость производства которого закладывается в цену автомобиля.

В-третьих, роторные двигатели склонны к перегреву из-за особенностей конструкции камеры сгорания. Роторные двигатели имеют линзовидную форму, а не сферическую, как обычные поршневые. Топливная смесь, сгорающая в таких камерах, преобразуется в тепловую энергию, большая часть которой расходуется неэффективно. Избыток тепла нагревает цилиндры и в конечном итоге приводит к их износу и выходу из строя.

В-четвертых, уплотнения между соплами ротора изнашиваются сильнее из-за снижения давления в камере сгорания двигателя. Таким образом, срок службы этих двигателей составляет от 100 000 до 150 000 километров, после чего, как правило, требуется капитальный ремонт силового агрегата.

Ремонт роторного двигателя Mazda RX-8. Фото - Drive 2

В-пятых, роторно-поршневые двигатели требуют своевременной и строго соблюдаемой процедуры замены моторного масла. Двигатель расходует примерно 600 мл моторного масла на 1 000 км, поэтому его необходимо менять каждые 5 000 км. Несвоевременная замена может привести к повреждению узла и агрегата двигателя, что потребует дорогостоящего ремонта. Таким образом, к эксплуатации и обслуживанию роторно-поршневых двигателей необходимо подходить более ответственно, чем к обслуживанию обычных двигателей, а также своевременно проводить техническое обслуживание и ремонт.

Автор — Александр Гилев.

Оцените статью
Автомобильный вестник