Роторные двигатели: Принципы работы, плюсы и минусы роторного двигателя — особенности роторно-поршневого ДВС — журнал За рулем

Содержание

почему Mazda возвращается к роторным моторам :: Autonews

Капризный Ванкель: почему Mazda возвращается к роторным моторам 

Mazda – единственный автопроизводитель, кто не утратил интерес к роторно-поршневым двигателям (РПД). Японцы собираются представить на Токийском автосалоне концептуальное купе с такой силовой установкой. Несмотря на то, что выпуск единственной модели с РПД был прекращен еще три года назад, инженеры компании продолжили развивать это направление, и в 2013 году представили гибридно-роторный концепт.

Скорее всего, гибридная силовая установка будет стоять и под капотом токийского концепта, который в итоге превратится в серийный автомобиль. Когда – неизвестно, но Mazda уже зарезервировала название RX-9 для новой машины. Японский автопроизводитель далеко не первым увлекся роторными моторами, но впоследствии стал самым преданным поклонником этой схемы.

NSU Spider

Работы над роторно-поршневым двигателем инженер Феликс Ванкель начал в 1951 году и дальше эта схема совершенствовалась специалистами немецкой компании NSU. Первый рабочий прототип завели только спустя 6 лет. В 1964 году NSU продемонстрировала свой первый роторный автомобиль – кабриолет Spider. Размещенный над задней осью силовой агрегат развивал 50 л.с. и разгонял машину до 100 км/ч за 14,5 секунды. Кабриолет оказался достаточно дорогим и за три года было выпущено чуть больше 2000 машин.
NSU Ro-80

В 1967 году NSU прекратила производство кабриолета и запустила новую роторную модель – изящный четырехместный седан Ro-80. Это был инновационный для того времени автомобиль c дисковыми тормозами, полуавтоматической трансмиссией с вакуумным приводом сцепления, блок-фарами и двухсекционным роторным мотором, приводящим в движение передние колеса. Двигатель при рабочем объеме в 1 литр развивал 115 л.с. и 162 Нм и разгонял довольно легкий (1210 кг) седан до 180 километров в час. В 1968 году Ro-80 получил титул «Автомобиль года», однако экзотический мотор оказался крайне ненадежным. А из-за нефтяного кризиса популярность прожорливого седана упала окончательно. Концерн VW, частью которого NSU стала в 1969 году, пытался доработать капризный мотор, но в 1977 году свернул выпуск модели и роторные разработки.
Как устроен роторный двигатель

Главная деталь в роторно-поршневом моторе – трехгранный ротор, который движется внутри цилиндра сложной формы и своими гранями отсекает изолированные объемы, где происходит сжатие, сгорание, расширение топливно-воздушной смеси и выпуск отработавших газов.

РПД устроен намного проще, чем обычный поршневой мотор. Он компактнее и легче, хорошо уравновешен и у него более высокая удельная мощностью. При этом роторно-поршневой мотор не обладает высоким ресурсом, требователен к качеству масла и склонен к перегреву. Он расходует больше топлива и менее экологичен.

Citroen GS Birotor

Когда недостатки двигателей Ванкеля еще не стали очевидны, многие компании заинтересовались тихим и компактным мотором. Citroen создал вместе с NSU компанию Comotor, занявшуюся выпуском РПД. Первым роторным «Ситроеном» стало купе M35 – небольшую партию этих автомобилей с гидропневматической подвеской передали лояльным клиентам для опытной эксплуатации. Вторая модель GS Birotor (или GZ) со 107-сильным двухроторным мотором пошла в серию в 1973 году. Однако ее продажи оказались низкими: роторный GS стоил на 70% больше стандартной модели и даже оказался дороже флагманского DS. При этом в условиях разразившегося нефтяного кризиса он расходовал слишком много топлива. Удрученный неудачей французский производитель выкупил обратно все GS Birotor и отправил их на слом, так что до наших дней сохранилось всего несколько машин.
Mercedes-Benz C111

Свой роторный прототип компания Mercedes-Benz представила во Франкфурте в 1969 году. Стеклопластиковое купе с дверями типа «крыло чайки» многим виделось как новая интерпретация легендарной модели 300SL. Однако автопроизводитель решил использовать прототипы этой серии для экспериментов с новыми типами силовых агрегатов. Первый автомобиль серии C111 c трехсекционным мотором развивал 280 лошадиных сил. Вторая машина с четырехсекционным агрегатом мощностью 350 л.с. уже могла разгоняться до 300 километров в час. Испытатели отмечали низкий уровень шума, однако инженерам так и не удалось справиться с перегревом и грязным выхлопом РПД. В итоге следующие С111 оснащались дизельными моторами.
Aerovette XP-895

General Motors также заинтересовался роторными двигателями и даже установил их ради эксперимента на компактную модель Vega. В 1972 году Джон ДеЛореан, возглавлявший Chevrolet, решил вернуться к идее среднемоторного суперкара, которую он до этого забраковал. Для концепта XP-895 два двухсекционных роторных мотора соединили вместе, получив четырехсекционный силовой агрегат мощностью 420 лошадиных сил. Кроме того, был создан еще вариант спорткара с двухсекционным мотором. Однако из-за нефтяного кризиса и невысокой надежности роторных двигателей работы по ним были свернуты. Спустя несколько лет среднемоторный суперкар, получивший имя Aerovette, снова собрались запустить в серию, но уже с обычным мотором V8.
Mazda Cosmo Sport

Компания Mazda дальше других продвинулась в применении роторных моторов - с ними связана и важная спортивная победа компании в Ле-Мане в 1991 году. Первый РПД на основе силового агрегата NSU был создан японцами 1963 году, а два года спустя компания запустила в серию купе Cosmo c двухсекционным 110-сильным двигателем. В последующие годы Mazda выпустила множество различных автомобилей с РПД, в число которых входили даже пикапы и автобусы. В основном у них был задний привод и только у мелоксерийного купе Luce R130 — передний.
Mazda RX-7

Изначально под индексом RX выпускались роторные версии обычных моделей Mazda, но с номера 7 он был зарезервирован под отдельную спортивную модель с РПД. Модель RX-7 производилась c 1978 года на протяжении 24 лет, сменила три поколения и разошлась тиражом более 800 000 машин. За счет увеличения рабочего объема, а также использования наддува сначала с одной, а потом и с двумя турбинами мощность моторов выросла со 100 до 280 лошадиных сил. RX-7 третьего поколения выступил в фильме «Форсаж» в качестве боевой машины Доминика (герой Вин Дизеля).
Mazda Eunos Cosmo JC

В 1990 году Mazda начала производство люксового купе Eunos Cosmo с трехсекционным роторным мотором. Благодаря двойному турбонаддуву, появившемуся на этой модели даже раньше, чем на купе RX-7, удалось снять с двух литров 300 лошадиных сил и добиться максимальной скорости свыше 250 километров в час. Кроме того, существовала и менее мощная версия с двухсекционным роторным мотором. Помимо передового двигателя, новшеством стала и спутниковая навигация. Однако несмотря на все достоинства, разработка Eunos Cosmo JC обошлась компании в астрономическую сумму.
Mazda RX-8

Новое роторное купе, представленное в 2003 году, отличалось необычным кузовом с дополнительными распашными створками, облегчающими посадку на задний ряд. На этот раз японская компания отказалась от турбонаддува, зато смогла снизить расход бензина и масла нового роторного мотора Renesis и вписать его в экологический класс Евро-4. Тем не менее, силовой агрегат мощностью 192 или 240 л.с. обеспечивал легкой машине неплохое ускорение. В 2003 году новый РПД был удостоен звания «Двигатель года». Однако после ужесточения экологических норм Mazda была вынуждена прекратить продажи этой модели в Европе, а без европейского рынка производство RX-8 становилось нерентабельным.
Тем не менее, компания продолжила опыты с РПД.
ВАЗ-415

Волжский автозавод стал одной из немногих автомобильных компаний, серийно выпускавших автомобили с РПД. С начала 1990-х моторы, разработанные специальным конструкторским бюро тольяттинского предприятия, ставились по заказу МВД и ФСБ на передне- и заднеприводные ВАЗы, «Москвичи» и «Волги». Внешне эти автомобили были ничем не приметны, зато легко могли догнать обычный автомобиль с поршневым мотором. Например, «восьмерка» с РПД мощностью 134 л.с. разгонялась до 100 км/ч всего за 8,5 секунды. Позже роторные машины мог приобрести любой желающий у официального дилера ВАЗа, однако спрос оказался небольшим – автомобили были дорогими и требовали частого обслуживания.
Hercules Wankel

Устанавливались роторные моторы и на мотоциклы, первой в 1974 году стала компания Hercules. Мотор байка W-2000 с воздушным охлаждением развивал 27 лошадиных сил. Роторные мотоциклы с жидкостным охлаждением выпускали серийно компании Norton и Suzuki, а компания Van Veen использовала для своей эксклюзивной модели автомобильный РПД производство Comotor. А в СССР ограничились экспериментами с двигателями Ванкеля на тяжелых мотоциклах.
Правила жизни роторных двигателей
Алексей Вуль, инженер, разработчик бесшатунных двигателей, участвовал в калибровке роторно-поршневых моторов ВАЗа:
  • Роторно-поршневые моторы сыграли определенную роль в те временя, когда людей не так сильно волновали экологические показатели.
  • Любой двигатель внутреннего сгорания представляет собой три важнейших функциональных блока. Первый – сосуд переменного объема. Второй – система газообмена и топливоснабжения. Третий – механизм, который преобразует удобную для газов форму движения во вращение выходного вала. Попытки совместить эти вещи в едином узле, как правило, заканчиваются потерей либо КПД, либо ресурса.
  • За время впуска воздух должен совершить несколько оборотов для более тщательного перемешивания топлива.
    В двигателях со сложной камерой сгорания, а роторно-поршневые моторы относятся именно к таким, непонятно, как этот воздух крутится.
  • Когда плохо смазываемая уплотняющая кромка пересекает выхлопное окно, получается прострел горячих газов через узкую щель со сверхзвуковой скоростью - возникает газовая эрозия.
  • Сколько вы можете отыграть на роторно-поршневом моторе? 70-100 килограммов? Но эти же килограммы без нечеловеческих усилий вы сможете отыграть на каких-то других элементах конструкции.
  • Существует много разных сценариев, с помощью которых можно получить отличный с точки зрения КПД и экологии термодинамический цикл. А уже после этого стоит садиться и думать, как сделать под него совершенное «железо». А если мы будем исходить из конструкции мотора, то потратим 70 лет, уйму денег для того, чтобы спасти довольно затейливую, но не очень перспективную идею.
  • Я не верю, что Mazda или все прогрессивное человечество смогут толково решить проблему РПД и обеспечить пробег в полмиллиона километров.

Евгений Багдасаров

Проходной роторно-поршневой двигатель - Энергетика и промышленность России - № 08 (124) апрель 2009 года - WWW.EPRUSSIA.RU

Газета "Энергетика и промышленность России" | № 08 (124) апрель 2009 года

Однако бурный рост потребления таких мощностей требует высокого качества преобразователей энергии, поскольку их работа связана с нагрузкой на окружающую среду.

Поршневые ДВС сейчас уже не справляются с требованиями, которые предъявляются к тепловым преобразователям индивидуального пользования. В поисках подходящей им замены изобретатели все чаще обращаются к роторным машинам. Но пока из всех автомобильных фирм только «Мазда» решилась поставить на поток роторный двигатель Ванкеля.

По массогабаритным показателям такой двигатель значительно превосходит поршневые двигатели, имеет меньше деталей. Однако его широкое использование сдерживается рядом существенных причин. К главным из них можно отнести малый ресурс работы двигателя, которого хватает от силы на 100 000 километров пробега.

В то же время основные технические характеристики роторного варианта теплового преобразователя близки к характеристикам газотурбинной техники и при этом обладают экономичностью поршневого двигателя.

Это заставляет изобретателей искать варианты, в которых будут совмещены преимущества различных систем.

Как известно, роторно-порш­невой двигатель Ванкеля состоит из корпуса, в котором вершины треугольного ротора совершают эпитрохоидную траекторию, обеспечивая необходимые замкнутые полости переменного объема для сжатия рабочего тела, системы подвода тепловой энергии и механизма преобразования последней в энергию вращающегося вала.

Анализируя работу двигателя Ванкеля, можно заметить, что вершины треугольного ротора совершают свою траекторию под воздействием линии эпитрохоиды корпуса – в отличие от ДВС, где смену направления движения поршня определяет коленчатый вал.

Массивный же ротор, имея большую скорость, оказывает значительное сопротивление на сложных поворотах линии эпитрохоиды и, несмотря на обильную смазку, быстро изнашивает трущиеся детали двигателя. Помимо этого, вершины ротора, имеющие малую контактную поверхность, скользят под разными углами по трущейся поверхности корпуса, что ведет к еще большей скорости разрушения уплотнений.

Однако, к сожалению, линия эпитрохоиды совместно с эксцентриковым механизмом является конструктивной особенностью роторного поршневого двигателя Ванкеля, и на сегодняшний день схема Ванкеля лучшее решение для роторно-поршневого двигателя, несмотря на невысокий ресурс. Приходится признать, что дальнейшее улучшение характеристик двигателя Ванкеля может быть осуществлено лишь с помощью применения еще более дорогостоящих материалов – при незначительной эффективности самого двигателя.

Но есть и другое решение проблемы создания замкнутых полостей переменного объема, в полной мере использующее все преимущества роторно-поршневого механизма.

Оно осуществляется путем установки плотной разделительной стенки в радиальной плоскости цилиндрического корпуса. Стенка откроется в нужный момент и пропустит рабочую часть ротора в точку начала оборота.

В этом случае ротор жестко связан с выходным валом, определяющим траекторию движения ротора без возвратно поступательной составляющей. Трение вращающегося ротора по цилиндрическому корпусу позволит создать большую площадь контакта трущихся поверхностей с неизменным углом касания. В итоге трущиеся поверхности не испытывают паразитного давления; параллельно с этим значительно улучшается уплотнение за счет увеличения поверхности контакта и снижается вибрация двигателя.

Здесь единственным относительно сложным узлом двигателя, который требует технической проработки и испытания, является уплотнительная стенка, пропускающая зуб ротора после завершения цикла.

Реализовать ее можно, установив на пути ротора дополнительный синхронно вращающийся цилиндр, охваченный корпусом. Он работает как вращающаяся часть подшипника скольжения, имеющего паз, который, развернувшись, пропускает зуб ротора словно через турникет.

Работа пропускного цилиндра при совершении рабочего хода заключается только в создании надежных уплотнений между камерами – в двух направлениях цилиндра. Одно проходит по линии скольжения цилиндра в корпусе с характеристиками подшипника скольжения – и здесь уплотнительная способность цилиндра сомнений не вызывает.

На втором направлении уплотнения цилиндр катится по поверхности малого радиуса ротора. Это наиболее сложный участок уплотнения с характеристиками, подобными роликовому или игольчатому подшипнику, который и является основой работы над пропускным РПД.

Автору представляется, что, с технической точки зрения, на пути к созданию перспективного роторного двигателя, свободного от недостатков РПД Ванкеля, стоит лишь вопрос уплотнения между катящимися цилиндрами. Переход же зуба через паз цилиндра происходит в технологическое время при отсутствии давления между камерами. Схема боковых уплотнений успешно решается в РПД Ванкеля, и ее можно позаимствовать.

Вторым отличием проходного РПД является компоновка функциональных узлов по схеме газотурбинного двигателя.

Выделение компрессора камеры сгорания и преобразователя в отдельные конструктивные узлы может значительно улучшить экологические показатели выхлопных газов, поскольку топливо будет сгорать в специально приспособленной камере, где легко можно поддерживать расход температуры и давление рабочего тела. Учитывая разные условия работы компрессора и преобразователя, появится возможность оптимизации узлов под конкретную задачу сжатия воздуха или преобразования энергии полученного горячего газа.

Изобретатели роторного двигателя нового типа заключили контракт с DARPA / Хабр

Компания LiquidPiston получила для финансирования своего проекта средства от DARPA. Проект представляет собой улучшенный мотор внутреннего сгорания роторного типа под названием X1. Во главе компании, работающей в городе Блумфилд штата Коннектикут, стоят инженеры, отец и сын, Николай и Александр Школьники.

Изобретатели заявляют множество уникальных свойств своего изделия. Например, тепловой КПД их мотора равен 50% (по сравнению с 20-30% обычного бензинового ДВС). Правда, если взять дизельный двигатель, добавить в него турбонаддув и промежуточное охлаждение, мы также получим КПД порядка 50%. Но при этом дизельный двигатель будет очень много весить.

Как утверждает Александр Школьник, типичный дизельный генератор на 3 кВт имеет размеры 100х60х60 см и весит более 70 кг. При этом генератор на основе двигателя X1 аналогичной мощности будет весить 15 кг (сам мотор – 4 кг), а размер его будет составлять 30х30 см. Фактически, такой генератор будет умещаться в рюкзаке.

Изобретатели постарались взять лучшее от разных тепловых циклов и уменьшить потери энергии двигателя. Теоретический предел КПД нового двигателя – 75%, но пока инженеры трудятся над достижением реального показателя в 57%.

Работа двигателя X1 напоминает процесс работы известного роторного двигателя Ванкеля, вывернутый наизнанку. Ротор закреплён на эксцентрическом валу, и содержит в себе каналы для впуска газовой смеси и выпуска отработавших газов. Расположенные по углам равностороннего треугольника свечи отрабатывают по разу за один оборот вала.

Двигатель работает на прямом впрыске и обеспечивает высокую степень сжатия — 18:1. Не меняющийся во время сгорания объём камеры позволяет сжигать топливо дольше и полнее. Отработавшие газы достигают почти атмосферного давления перед выходом, в связи с чем успевают отдать почти всю свою энергию ротору.

Высокая эффективность также позволяет отказаться от водяного охлаждения двигателя. Работая под нагрузкой, двигатель может пропускать циклы зажигания и засасывать воздух, который будет охлаждать его. Рассматривается даже вариант впрыска в камеру сгорания воды, которая будет охлаждать двигатель, уменьшать выбросы отработавших газов и одновременно превращаться в пар, толкающий ротор.


Слева — двигатель Ванкеля, справа — X1

Компактность и мощность двигателя заинтересовали военных, которым требуются портативные энергетические системы. В случае успешного внедрения двигатель найдёт множество применений — переносной электрогенератор, двигатель для беспилотных аппаратов, и многое другое.

Инженеры придумали новый двигатель ещё в 2003 году. К 2012 году был построен первый прототип, о котором написали в журнале "Популярная механика". В 2015 году компания не только заключила контракт с DARPA, но и приступила к разработкам мини-версии двигателя.

Mazda вернет на рынок роторные двигатели в составе гибридных в 2022 году

С середины 2030 годов все новые легковые автомобили в Японии должны быть гибридными или полностью электрическими. Об этом заявило правительство Японии, высказав, что к этому времени запретит продажи новых автомобилей с ДВС.

Новая стратегия Японии сответствует планам правительств ведущих европейских государств и штата Калифорния, США. В настоящее время здесь производятся миллионы транспортных средств с традиционными ДВС, при этом большинство моделей, включая Mazda, продаются на домашнем рынке как в «обычных», так и в гибридных версиях.

Mazda выпускала серийные автомобили с роторными двигателями с 1967 по 2012 годы, и собирается вернуть их на рынок в 2022 году уже в составе гибридных силовых установок. По замыслу инженеров, в составе гибрида роторный двигатель сможет служить приводом генератора, вырабатывающего электроэнергию для вращения колёс посредством электромоторов.

Первым носителем необычной силовой установки станет компактный кроссовер MX-30, который обновится в 2022 году. Базовая версия MX-30 с этого года доступна в качестве полностью электрического кроссовера с запасом хода на 200 км. Из-за крайне низкого пробега многие потенциальные покупатели теряют интерес к этой модели, но Mazda рассчитывает удвоить запас хода путем добавления в состав силовой установки роторного двигателя внутреннего сгорания, который характеризуется высокими оборотами, высокой удельной мощностью, компактными размерами и низким уровнем вибрации.

Дальнейшая эволюция модельного ряда Mazda будет придерживаться двух параллельных траекторий. В состав компакт-класса войдут электромобили и гибриды, включая версии с роторным мотором. В «большом» классе Mazda «соберет» заднеприводные седаны и полноразмерные кроссоверы с шестицилиндровыми ДВС объёмом более трёх литров. С их помощью Mazda планирует приблизиться к премиальному ценовому сегменту, но останется ли к 2025 году достаточное количество ценителей традиционных двигателей, остаётся под вопросом. В случае недостаточного спроса, свои флагманские модели Mazda превратит в «мягкие» гибриды.

Для американских беспилотников и вертолетов разработают роторные двигатели

Армия США заключила с американской компанией LiquidPiston контракты на разработку роторных двигателей для беспилотных летательных аппаратов и вертолетов. Как пишет Aviation Week, первое соглашение предусматривает разработку компактного роторного двигателя для использования в составе гибридных двигательных установок для беспилотников, а второе - создание мотора, который можно будет использовать в качестве вспомогательной силовой установки для вертолетов.

В 2016 году LiquidPiston представила роторный двигатель XMv3. Его объем составляет всего 70 кубических сантиметров, а масса - 1,8 килограмма. Двигатель развивает мощность до пяти лошадиных сил. Силовая установка оснащена воздушным охлаждением и является мультитопливной. XMv3 работает по четырехтактовой схеме: подача топлива и окислителя, сжатие, поджиг и расширение. В LiquidPiston утверждают, что если XMv3 выполнить в размере обычного автомобильного двигателя, мощность силовой установки составит около одной тысячи лошадиных сил.

Новые роторные двигатели, заказанные Армией США, будут разработаны по схеме XMv3. Эти силовые установки должны будут работать на авиационном топливе. Гибридную двигательную установку с новым мотором военные планируют устанавливать на беспилотные летательные аппараты с вертикальными взлетом и посадкой. Другие технические подробности о перспективных двигателях не раскрываются.

Разработчики утверждают, что разработанный ими роторный двигатель можно масштабировать от мощности в одну лошадиную силу до одной тысячи лошадиных сил. При сопоставимой мощности мотор имеет на 30 процентов меньшие размеры и потребляет на 50 процентов меньше топлива, чем традиционные двигатели внутреннего сгорания.

В 2016 году министерство обороны США заключило LiquidPiston контракт на разработку компактного роторного двигателя. Новая силовая установка будет использоваться для привода воздушных винтов на беспилотных летательных аппаратах, а также в качестве вспомогательной силовой установки. Контракт предполагает разработку дизельного роторного двигателя мощностью 40 лошадиных сил. При этом масса силовой установки не должна превышать 13,6 килограмма.

Авторские права на данный материал принадлежат сайту «N+1». Цель включения данного материала в дайджест - сбор максимального количества публикаций в СМИ и сообщений компаний по авиационной тематике. Агентство «АвиаПорт» не гарантирует достоверность, точность, полноту и качество данного материала.

ФПИ: В России разработан высотный авиационный роторно-поршневой двигатель

6 февраля 2020 г., AEX.RU –  В рамках совместного проекта Фонда перспективных исследований (ФПИ) и Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ) имени П.И. Баранова разработан перспективный авиационный односекционный турбированный роторно-поршневой двигатель (РПД). При рабочем объеме 0,4 литра и весе роторно-статорного модуля РПД в 28 килограммов достигнутое при моторных определительных испытаниях максимальное пиковое значение мощности составило более 120 лошадиных сил. Об этом сообщает пресс-служба ФПИ.

Основная задача, которая стояла перед разработчиками нового двигателя – ликвидация недостатка РПД, а именно низкого ресурса основных элементов двигателя и повышение общего ресурса силовой установки при улучшении ее высоких удельных характеристик. Решение состояло в применении в конструкции композиционных металлокерамических материалов нового поколения с высокими физико-механическими характеристиками. Композиты, в частности, применены в износостойкой вставке статора, радиальных, маслосъемных и торцевых уплотнениях ротора, подшипниковых узлах, износостойком покрытии эксцентрикового вала, рассказали в ФПИ.

В двигателе также используется специально разработанная уникальная система турбонаддува, часть ее элементов изготовлена с помощью аддитивных технологий  с использованием отечественного сырья. Также разработана отечественная электронная система управления двигателем и спроектирована современная система топливоподачи.

«Правильность выбора указанных конструкторских и технологических решений подтверждена в ходе полного комплекса стендовых испытаний. В частности, проведены круглосуточные ресурсные испытания продолжительностью более 250 часов по самолетному и вертолетному циклам работы. Последующие дефектовки подтвердили крайне низкий износ деталей на уровне допустимых износов деталей классических ДВС и лучших РПД. На основании проведенных экспериментальных исследований по утвержденным методикам Центрального института авиационного моторостроения определен межремонтный ресурс двигателя в 1000 часов и полный ресурс – 5000 часов», - отметили в ФПИ.

Также в ходе высотно-климатических испытаний на уникальном стенде УВ-3К с термобарокамерой подтверждена возможность стабильной эксплуатации РПД в широком диапазоне температур — от -63,8°С до +52°С и высот — до 10 000 метров, а также возможность поддержания взлетной мощности до высоты 7 000 метров. Двигатель способен работать на различных видах топлива, в том числе на газе, авиационном и автомобильном бензине.

Основные сферы применения перспективного двигателя— беспилотные летательные аппараты, легкомоторная авиация, робототехнические платформы различного назначения, в составе генераторов гибридных силовых установок, в качестве лодочных и автомобильных моторов.

Интерес к инновационной разработке российских ученых уже проявили ведущие предприятия авиастроительной отрасли, компании, специализирующиеся на производстве техники для активного отдыха, и представители Министерства обороны Российской Федерации.

Mazda и роторный двигатель Ванкеля

Макс Босерман

10 апреля 2020, 10:11

Роторные двигатели Mazda всегда имели репутацию относительно небольшого и мощного двигателя c низко-эффективным расходом топлива. Двигатели стали популярными из-за малого веса, компактных размеров, потенциалом настройки и, по существу, вытекающим высоким соотношением мощности к весу — что является характерным для всех двигателей Ванкеля.

Роторно-поршневые двигатели Ванкеля получат вторую жизнь уже в новой роли. Mazda станет использовать их в качестве так называемого удлинителя хода (range extender) на электромобилях.

Продажи машин с роторно-поршневым двигателем Ванкеля Mazda прекратила еще в 2012 году (они устанавливались на спорткар RX-8), потратив почти полвека на улучшение капризных агрегатов. Но полностью отказываться от РПД японцы не собирались.

В конце 1950-х два немецких инженера, работавшие в известной тогда своими мотоциклами фирме NSU Феликс Ванкель и Вальтер Фройде, предложили принципиально новую конструкцию двигателей.

 

В их двигателе цилиндры отсутствовали как класс: установленный на валу трехгранный ротор был жестко соединен с зубчатым колесом, входившим в зацепление с неподвижной шестерней - статором. По сравнению с обычным поршневым мотором внутреннего сгорания, двигатель Ванкеля имел меньшие в 1,5-2 раза габариты, большую удельную мощность, меньшее число деталей (два-три десятка вместо нескольких сотен), а также — за счет отсутствия коленвала и шатунов — более высокие динамические показатели. Впрочем, были и недостатки, с которыми так и не удалось справиться за все время выпуска автомобилей с роторными двигателями: довольно высокий расход топлива на низких оборотах, повышенное потребление масла и сложность в производстве (из-за необходимости точности геометрических форм деталей).

По сравнению с обычным поршневым мотором внутреннего сгорания, двигатель Ванкеля имел меньшие в 1,5-2 раза габариты, большую удельную мощность, меньшее число деталей (два-три десятка вместо нескольких сотен), а также — за счет отсутствия коленвала и шатунов — более высокие динамические показатели. 

 

 

Электрокроссовер Mazda


Еще в начале 2018 года стало известно о том, что новое поколение РПД станет устанавливаться на беспилотные электрические шаттлы, которые Mazda разрабатывает вместе с Toyota. А теперь японцы изучают возможность использования компактного односекционного РПД для увеличения дальности хода электрического «паркетника» MX-30, который был представлен прошлой осенью, но пока так и не поступил в продажу.


Продажи машин с роторно-поршневым двигателем Ванкеля Mazda прекратила еще в 2012 году (они устанавливались на спорткар RX-8), потратив почти полвека на улучшение капризных агрегатов. Но полностью отказываться от РПД японцы не собирались.

Роторно-поршневые двигатели Ванкеля получат вторую жизнь уже в новой роли. Mazda станет использовать их в качестве так называемого удлинителя хода (range extender) на электромобилях.

В будущем такие моторы найдут свое применение на беспилотных электромобилях, которые Mazda разрабатывает совместно с Toyota. В планах последней — вывод на рынок автономных шаттлов, которые будут использоваться в качестве маршруток, развозных фургонов и даже мобильных магазинов и кафе. Их и планируется оснащать так называемым удлинителем хода — компактным РПД, который будет приводить в движение генератор для подзарядки батарей электромобилей.

 

Испытания будущих беспилотников Toyota (к слову, владеющая 5,25-процентной долей в Mazda) планирует начать уже в этом году. Их появление на дорогах ожидается в 2020 году.

Модификация MX-30 с «удлинителем хода» - генератор для подзарядки тяговой батареи будет приводить роторно-поршневой двигатель нового поколения.

 

Напомним, что MX-30 располагает тяговой батареей откровенно небольшой емкости — всего 35,5 кВт·ч, которых хватит примерно на 200 км паспортного пробега. По расчетам, использование РПД, который будет приводить генератор для подзарядки батареи, позволит увеличить дальность хода кроссовера вдвое.

У японских дилеров MX-30 появится уже этим летом, а до Европы доберется в следующем году. Когда появится версия с роторным «удлинителем хода», пока точно не известно.

 

Любопытно, что сам Ванкель не умел водить автомобиль и не имел водительских прав - поскольку с раннего детства страдал сильной близорукостью. Это, впрочем, не помешало ему доработать первоначально мотоциклетный движок под нужды автопрома, и в 1964 году NSU выпустила первый в мире серийный роторный автомобиль — кабриолет NSU Spider на базе заднеприводной модели Sport Prinz. Машина выпускалась ограниченной серией (за три года было собрано 2375 экземпляров) и была довольно дорога, в пересчете на нынешние деньги — около 22 тысяч долларов за двухместную малолитражку длиной 3,6 метра.

Копия патента. 

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!

Email*

Подписаться

Что такое роторные двигатели и в каких автомобилях они есть?

Роторные двигатели могут звучать как что-то из ушедшей эпохи, и это потому, что в целом они таковы. Когда-то считавшиеся самыми эффективными и элегантными двигателями, они были заменены поршневыми двигателями несколько десятилетий назад, главным образом по экономическим и экологическим причинам. Но с новостями о том, что Mazda разрабатывает новый роторный двигатель для своих гибридных моделей, может ли этот тип двигателя вернуться?

Чтобы выяснить это, мы подробно рассмотрим роторные двигатели, включая то, как они работают, в чем их преимущества и какие автомобили работают с этим типом двигателей.Используйте приведенные ниже ссылки для навигации по руководству.

Быстрые ссылки

Что такое роторный двигатель?

Роторный двигатель - это тип двигателя внутреннего сгорания, который используется для питания всех видов транспортных средств, от легковых и грузовых автомобилей до лодок и самолетов. Роторные двигатели существуют уже несколько десятилетий и были одним из наиболее широко используемых типов двигателей примерно до 1920-х годов.

Так же, как и обычный поршневой двигатель, роторные двигатели выполняют четыре функции для привода транспортного средства: впуск, сжатие, сгорание и выпуск. Однако они работают совершенно иначе, чем стандартные движки, к которым мы привыкли.

Итак, как же работают роторные двигатели? Вот пошаговый взгляд на то, как выглядит цикл сгорания в роторном двигателе:

  • Впуск - как и в стандартном поршневом двигателе, воздух втягивается в двигатель через впускной клапан, прежде чем попасть в салон. камера через впускной канал.
  • Компрессия - ротор треугольной формы внутри камеры создает три газонепроницаемых уплотнения; они эффективно выполняют ту же работу, что и поршни в обычном двигателе.Когда ротор вращается, его уникальная форма означает, что эти три объема газа расширяются и сжимаются, втягивая в систему больше воздуха и топлива.
  • Сгорание - при пике давления внутри каждой из трех газовых камер смесь топлива и воздуха воспламеняется, производя мощность, которая передается на трансмиссию через выходной вал.
  • Выхлоп - выхлопное отверстие в корпусе двигателя отводит газы, где они выходят через стандартную выхлопную трубу.

Как и в стандартном поршневом двигателе, температура роторных двигателей поддерживается системой охлаждения с проходами для охлаждающей жидкости, выстилающими внешнюю оболочку картера сгорания.Масло также циркулирует по аналогичным каналам, смазывая движущиеся части ротора, выходного вала и клапанов.

Компоненты роторного двигателя

Роторные двигатели могут показаться сложными, но на самом деле они не имеют такого количества движущихся частей и компонентов, как поршневой двигатель. Ниже мы рассмотрим основные компоненты роторного двигателя, чтобы вы лучше поняли, как все работает.

Ротор

Ротор представляет собой трехсторонний компонент с вогнутыми сторонами, которые обеспечивают газонепроницаемое уплотнение при нажатии на боковую часть корпуса.На каждой стороне ротора есть впускное отверстие или карман, который позволяет большему объему газа внутри корпуса, эффективно увеличивая скорость рабочего объема двигателя.

Ротор вращается на паре шестерен, прикрепленных к валу в центре корпуса. Эти шестерни позволяют ему вращаться таким образом, что край каждой стороны ротора всегда находится в контакте с корпусом, сохраняя три отдельных кармана сгорания. Думайте об этом как о спирографе с ротором, вращающимся с небольшим смещением.

Корпус

Корпус является основным корпусом роторного двигателя. Его овальная форма предназначена для максимального увеличения рабочего объема двигателя, позволяя ротору вращаться так, чтобы его края находились в постоянном контакте с внутренней стенкой корпуса.

Когда ротор вращается внутри корпуса, каждый из газовых карманов проходит через четыре части цикла сгорания: от впуска до сжатия, от сгорания до выпуска. Свечи зажигания и топливные форсунки вставляются непосредственно через стенку корпуса, а внешние каналы пропускают масло и охлаждающую жидкость через систему, сохраняя ее целостность и температуру.

Выходной вал

Выходной вал передает энергию, генерируемую сжатием и сгоранием, трансмиссии, передавая мощность на колеса. Сам вал снабжен круглыми выступами, которые контактируют с ротором, заставляя вал вращаться.

Есть ли преимущества роторных двигателей в автомобилях?

Роторные двигатели встречаются редко, большинство производителей автомобилей используют обычные поршневые двигатели с 1920-х годов. Это потому, что они считаются менее экономичными, чем их поршневые аналоги, в основном потому, что они предлагают более низкий термодинамический КПД из-за размера камеры сгорания и низкой степени сжатия.

Однако роторный двигатель предлагает некоторые преимущества по сравнению с поршневым двигателем, в том числе:

  • Плавный и тихий - роторный двигатель работает более плавно, чем движение поршней, что приводит к более тихой и изысканной работе. почувствовать себя на дороге. Противовесы на внешней стороне поворотного корпуса предназначены для гашения вибрации и обеспечения плавной работы.
  • Меньше движущихся частей - роторные двигатели имеют меньше движущихся частей, чем обычные двигатели.Это не только повышает надежность, но и делает техническое обслуживание более доступным в долгосрочной перспективе.
  • Более медленное внутреннее движение - поршневые двигатели требуют быстрого и интенсивного движения вверх и вниз для создания необходимой степени сжатия для привода автомобиля. Это означает, что их внутренние части подвергаются чрезмерной нагрузке, что может привести к преждевременной деградации без регулярного обслуживания. Роторные двигатели работают медленнее, с одним движением в одном направлении, что означает, что их части испытывают меньшую нагрузку, и это улучшает долгосрочную надежность.

Какие автомобили имеют роторный двигатель?

Очень немногие современные автомобили имеют роторный двигатель. Из-за недостатков, связанных с их экономичностью, а также относительной дороговизной их производства, большинство автопроизводителей придерживаются поршневых двигателей. Но не каждый из них.

Японский автомобильный бренд Mazda экспериментирует с роторными двигателями с 1960-х годов. Его первым успехом стало Cosmo Coupé 1967 года, которое прославилось своим эффективным и сверхгладким роторным двигателем.С тех пор было разработано несколько других моделей с роторными двигателями, включая RX-7, RX-8 и роторную версию Mazda 2, выпущенную еще в 2013 году.

А теперь Mazda объявила о планах построить Совершенно новый роторный двигатель, который будет использоваться вместе с электродвигателем в качестве расширителя диапазона его гибридно-электрических транспортных средств. Бренд считает, что роторный агрегат идеально подходит для гибридного автомобиля, обеспечивая надежную работу с гораздо большим совершенством, чем стандартный поршневой двигатель.

Не только это, но и роторные двигатели, как считается, очень хорошо работают с топливом следующего поколения, особенно с водородом. Более длительный период впуска воздуха, предлагаемый роторным двигателем, очень эффективен при смешивании воздуха и топлива, поэтому можно впрыскивать большее количество водорода для правильного топливно-воздушного смешения, повышая эффективность и производительность.

Благодаря новым инновациям Mazda, возможно, последуют и другие марки автомобилей, которые помогут выполнить нормативные требования по выбросам. Ожидается, что роторный двигатель получит новый облик 21 века.

Мы надеемся, что вам понравилась эта статья, в которой подробно рассказывается о роторных двигателях. Хотели бы вы, чтобы на дорогах было больше автомобилей с роторными двигателями? Присоединяйтесь к разговору в Redex Club и дайте нам знать. Или же, чтобы узнать о наших инновационных топливных присадках и очистителях системы, посетите домашнюю страницу сегодня .

Роторный двигатель | Britannica

Роторный двигатель , двигатель внутреннего сгорания, в котором камеры сгорания и цилиндры вращаются вместе с ведомым валом вокруг неподвижного управляющего вала, к которому прикреплены поршни; давление газа сгорания используется для вращения вала.Некоторые из этих двигателей имеют поршни, которые скользят в тороидальных цилиндрах (в форме пончика); другие имеют одно- и многолепестковые роторы. Ранние роторные двигатели использовались в самолетах Первой мировой войны. Они имели воздушное охлаждение, а цилиндры располагались по кругу вокруг коленчатого вала, жестко прикрепленного к фюзеляжу. Винт крепился непосредственно к круглой раме, на которой устанавливались вращающиеся цилиндры. Различные недостатки этих двигателей привели к тому, что после войны от них отказались.

Подробнее по этой теме

Бензиновый двигатель

: Роторные двигатели (Ванкеля)

Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, разработанный в Германии, радикально отличается по конструкции от обычного поршневого поршневого двигателя...

После Второй мировой войны интерес к разработке нового типа роторного двигателя пробудился. Ванкель является наиболее развитым и широко используемым роторным двигателем. В двигателе Ванкеля ротор в форме равностороннего треугольника вращается с орбитальным движением в корпусе специальной формы и образует вращающиеся камеры сгорания в форме полумесяца между его сторонами и изогнутой стенкой корпуса. Три вершины ротора снабжены подпружиненными уплотнительными пластинами, которые поддерживают непрерывный скользящий контакт с вогнутой внутренней поверхностью корпуса, и камеры сгорания последовательно увеличиваются и уменьшаются в размере по мере вращения ротора.Топливный заряд из карбюратора поступает в камеру через впускной канал, сжимается, поскольку размер камеры уменьшается из-за вращения ротора, и в соответствующее время воспламеняется свечой зажигания.

Двигатель Ванкеля был впервые испытан для использования в автомобилях в 1956 году. С тех пор он стал использоваться в таких промышленных приложениях, как приводные воздушные компрессоры, где необходимы небольшие, легкие, высокоскоростные двигатели с простотой механики. См. Также бензиновый двигатель .

F 1 роторный двигатель АТФ-синтазы приводится в движение торсионно-асимметричным приводным валом

  • Сток, Д., Гиббонс, К., Аречага, И., Лесли, А. Г. У. и Уокер, Дж. Э. Вращающийся механизм АТФ-синтазы. Curr. Opin. Struct. Биол. 10. С. 672–679 (2000).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • Йошида М. , Мунеюки Э. и Хисабори Т. АТФ-синтаза - чудесный роторный двигатель клетки.Nature Rev. Mol. Cell Biol. 2, 669–677 (2001).

    CAS Статья Google Scholar

  • Юнге, В., Зилафф, Х. и Энгельбрехт, С. Генерация крутящего момента и упругая передача мощности во вращающейся F0F1-АТФазе. Nature 459, 364–370 (2009).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed Google Scholar

  • Нодзи, Х., Ясуда, Р., Йошида, М. и Киносита, К.Прямое наблюдение за вращением F1-АТФазы. Nature 386, 299–302 (1997).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed Google Scholar

  • Itoh, H. et al. Механически управляемый синтез АТФ F1-АТФазой. Nature 427, 465–468 (2004).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed Google Scholar

  • Хаусрат, А. К., Грюбер, Г., Мэтьюз, Б. В. и Капальди, Р.A. Структурные особенности γ-субъединицы F1-АТФазы escherichia coli, выявленные с помощью карты с разрешением 4,4 Å, полученной с помощью рентгеновской кристаллографии. Proc. Natl. Акад. Sci. USA 96, 3697–3702 (1999).

    Артикул Google Scholar

  • Sielaff, H., Rennekamp, ​​H., Engelbrecht, S. & Junge, W. Положения функциональной остановки вращающейся F0F1-АТФазы коррелировали с кристаллическими структурами. Биофиз. J. 95, 4979–4987 (2008).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed PubMed Central Google Scholar

  • Вс, с., Чендлер, Д., Диннер, А. и Остер, Г. Упругое накопление энергии в β-листах с приложением к F1-АТФазе. Евро. Биофиз. J. 32, 676–683 (2003).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • Сток, Д., Лесли, А. Г. У. и Уокер, Дж. Э. Молекулярная архитектура роторного двигателя в АТФ-синтазе. Science 286, 1700–1705 (1999).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • Абрахамс, Дж.П., Лесли, А. Г. У., Латтер, Р. и Уокер, Дж. Структура при разрешении 2,8 Å F1-АТФазы из сердца крупного рогатого скота - митохондрии. Nature 370, 621–628 (1994).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed Google Scholar

  • Элстон Т., Ван Х. и Остер Г. Трансдукция энергии в АТФ-синтазе. Nature 391, 510–513 (1998).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed Google Scholar

  • Имамура, Х.и другие. Доказательства вращения V1-АТФазы. Proc. Natl. Акад. Sci USA 100, 2312–2315 (2003).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed Google Scholar

  • Beyenbach, K. W. & Wieczorek, H. Н + АТФаза V-типа: молекулярная структура и функция, физиологические роли и регуляция. J. Exp. Биол. 209. С. 577–589 (2006).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • Minagawa, Y.и другие. Основные свойства вращательной динамики V1-АТФазы молекулярного мотора Enterococcus hirae. J. Biol. Chem. 288. С. 32700–32707 (2013).

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

  • Thomas Meier1, K. D., W. W. P. D. Patrick Polzer2. Строение роторного кольца Na + - АТФазы F-типа из ilyobacter tartaricus. Science 308, 659–662 (2005).

  • Бойер П. Д. АТФ-синтаза - великолепная молекулярная машина.Анну. Rev. Biochem. 66, 717–749 (1997).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • Wang, H. & Oster, G. Преобразование энергии в двигателе F1 АТФ-синтазы. Nature 396, 279–282 (1998).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed Google Scholar

  • Ван, Х. и Остер, Г. Трещотки, силовые удары и молекулярные двигатели. Прил. Phys. А 75, 315–323 (2002).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Гаспар П. и Герритсма Э. Стохастическая хемомеханика молекулярного двигателя F1-АТФазы. J. Theor. Биол. 247, 672–686 (2007).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • Кавагути К., Саса С. и Сагава Т. Неравновесный транспорт без диссипации в АТФазе F1 и термодинамическая роль асимметричного аллостеризма.Биофиз. J. 106, 2450–2457 (2014).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed PubMed Central Google Scholar

  • Ясуда, Р., Нодзи, Х., Киносита, К. и Йошида, М. F1-АТФаза - это высокоэффективный молекулярный двигатель, который вращается с дискретными шагами в 120 °. Cell 93, 1117–1124 (1998).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • Киносита, К., Ясуда, Р., Ноджи, Х. и Адачи, К. Роторный молекулярный двигатель, который может работать с почти 100% -ным КПД. Филос. Пер. R. Soc. Лондон. В 355, 473–489 (2000).

    CAS Статья Google Scholar

  • Тоябе, С., Ватанабэ-Накаяма, Т., Окамото, Т., Кудо, С. и Мунеюки, Э. Термодинамическая эффективность и механохимическое связывание F1-АТФазы. Proc. Natl. Акад. Sci. USA 108, 17951–17956 (2011).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed Google Scholar

  • Окадзаки, К.-Я. И Хаммер, Г. Высвобождение фосфата связано с вращательным движением F1-АТФазы. Proc. Natl. Акад. Sci. USA 110, 16468–16473 (2013).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed Google Scholar

  • Mekherjee, S. & Warshel, A. Рассмотрение роли γ-субъединицы во вращательно-химическом взаимодействии и генерации крутящего момента F1-АТФазы. Proc. Natl. Акад. Sci. USA 112, 2746–2751 (2015).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ CAS Google Scholar

  • Рейманн, П.Броуновские моторы: шумный транспорт далеко от равновесия. Phys. Реп. 361, 57–265 (2002).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ MathSciNet МАТЕМАТИКА Google Scholar

  • Parmeggiani, A., Jülicher, F., Ajdari, A. & J.Prost. Преобразование энергии изотермических трещоток. Phys. Ред. E 60, 2127–2140 (1999).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Тоябе, С.& Мунеюки, Э. Одномолекулярная термодинамика синтеза АТФ F1-АТФазой. New J. Phys. 17, 015008 (2015).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Хаяси, К., Уэно, Х., Иино, Р. и Нодзи, Х. Теорема о флуктуации применительно к F1-АТФазе. Phys. Rev. Lett. 104, 218103 (2010).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ CAS PubMed Google Scholar

  • Ватанабэ-Накаяма, Т.и другие. Влияние внешнего крутящего момента на АТФ-управляемое вращение F1-АТФазы. Биохим. Биофиз. Res. Comm. 366, 951–957 (2008).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • Furuike, S. et al. Безосевая F1-АТФаза вращается в правильном направлении. Science 319, 955–958 (2008).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed Google Scholar

  • Учихаси, Т., Иино, Р., Андо, Т. и Ноджи, Х. Высокоскоростная атомно-силовая микроскопия выявляет роторный катализ безроторной F1-АТФазы. Science 333, 755–758 (2011).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed Google Scholar

  • Ясуда, Р., Ноджи, Х., Йошида, М., Киносита, К. и Ито, Х. Разрешение отдельных вращательных подшагов с помощью субмиллисекундного кинетического анализа F1-АТФазы. Nature 410, 898–904 (2001).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed Google Scholar

  • Юлихер, Ф., Ajdari, A. & Prost, J. Моделирование молекулярных двигателей. Ред. Мод. Phys. 69, 1269–1281 (1997).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Sielaff, H. et al. Податливость домена и передача упругой энергии во вращающейся F0F1-АТФазе. Proc. Natl. Акад. Sci. USA 105, 17760–17765 (2008).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed Google Scholar

  • Czub, J. & Grubmüller, H.Торсионная эластичность и энергетика F1-АТФазы. Proc. Natl. Акад. Sci. USA 108, 7408–7413 (2011).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed Google Scholar

  • Сан, С. X., Ван, Х. и Остер, Г. Асимметрия в F1-АТФазы и ее значение для цикла вращения. Биофиз. J. 86, 1373–1384 (2004).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed PubMed Central Google Scholar

  • Пянке, О., Черепанов, Д. А., Гумбиовски, К., Энгельбрехт, С. и Юнг, В. Вязкоупругая динамика актиновых филаментов, связанных с вращающейся f-АТФазой: профиль крутящего момента фермента. Биофиз. J. 81, 1220–1233 (2001).

    Артикул PubMed PubMed Central Google Scholar

  • Furuike, S. et al. Разрешение ступенчатого вращения в АТФ-синтазе thermus thermophilus с помощью зонда практически без сопротивления. Nature Comm. 6, 233 (1–9) (2011).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ CAS Google Scholar

  • Сакаки, ​​Н.и другие. Один вращающийся механизм для F1-АТФазы при изменении концентрации АТФ от миллимолярной до наномолярной. Биофиз. J. 88, 2047–2056 (2005).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed Google Scholar

  • Бильярд Т. и др. Одномолекулярная характеристика ферментативных состояний F1-АТФазы e-coli с высоким разрешением. Филос. Пер. R. Soc. Лондон. В 368, 20120023 (2013).

    Артикул CAS Google Scholar

  • Нойкирх, С., Гориели, А. и Хаусрат, А. С. Хиральность спиральных катушек: вопросы упругости. Phys. Rev. Lett. 100, 038105 (2008).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ CAS PubMed Google Scholar

  • Neukirch, S., Goriely, A. & Hausrath, A.C. Эластичные спиральные спирали действуют как энергетические буферы в АТФ-синтазе. Intl. J. Нелинейный мех. 43, 1064–1073 (2008).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Suezaki, Y.& Go, N. Колебания и механическая прочность α-спиралей полиглицина и поли (L-аланина). Биополимеры 15, 2137–2153 (1976).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • Чоу, С. и Сан, С. X. Эластичность альфа-спиралей. J. Chem. Phys. 122, 244912 (2005).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ CAS PubMed Google Scholar

  • Ландау, Л.Д., Лифшиц, Э. М. Теория упругости, т. 7 из Курс теоретической физики (Pergamon Press, Oxford, 1970).

  • Эванс, К. Э., Нканса, М. А., Хатчинсон, И. Дж. И Роджерс, С. С. Проектирование молекулярных сетей. Nature 353, 124 (1991).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Lakes, R. S. Пенные конструкции с отрицательным коэффициентом Пуассона. Science 235, 1038 (1987).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed Google Scholar

  • Альбертс, Б., Брей Д. и Льюис Дж. Эссенциальная клеточная биология (Garland Science, Нью-Йорк, 2013 г.), 4 изд.

  • Гаспари З. и Нитрей Л. Спиральные спирали как возможные модели эволюции структуры белка. Bio. Мол. Concepts 2, 199–210 (2011).

    CAS Google Scholar

  • Крик, Ф. Х. С. Упаковка α-спиралей: Простые спиральные витки. Acta Crystallogr. 6. С. 689–697 (1953).

    CAS Статья МАТЕМАТИКА Google Scholar

  • Коэн, К.& Парри, Д.А.Д. α-спиральные спиральные спирали и пучки: как сконструировать α-спиральный белок. Proteins 7, 1–15 (1990).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • Вольгемут, К. В. и Сан, С. X. Упругость α-спиральных витков. Phys. Rev. Lett. 97, 248101 (2006).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ CAS PubMed Google Scholar

  • Yogurtcua, O.Н., Вольгемут, К. В. и Сан, С. X. Механический отклик и конформационное усиление в α-спиральных спиральных катушках. Биофиз. J. 99, 3895–3904 (2010).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ CAS Google Scholar

  • Ямакава, Х. Спиральные червеобразные цепи в растворах полимеров (Springer, Heidelberg, 1997).

  • Хокинс Р. Дж. И Маклиш Т. Б. Динамическая аллостерия белков α-спиральных спиральных спиралей. J. R. Soc. Интерфейс 3, 125–138 (2006).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • Лю, Дж. И др. Катушка с семью спиралями. Proc. Natl. Акад. Sci. USA 103, 15457–15462 (2006).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed Google Scholar

  • Бланделл, Дж. Р., Терентьев, Э. М. Растяжение полугибких волокон и их сетей. Macromolecules 42, 5388–5394 (2009).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Нельсон П.Биологическая физика (В. Х. Фриман, Нью-Йорк, 2007).

  • Фейнман, Р. П., Лейтон, Р. Б. и Сэндс, М. Лекции Фейнмана по физике, т. 1 (Аддисон-Уэсли, 1963).

  • Beyenbach, K. W. & Wieczorek, H. Н + АТФаза V-типа: молекулярная структура и функция, физиологические роли и регуляция. J. Exp. Биол. 209. С. 577–589 (2006).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • Мурата, Т., Ямато, И., Какинума, Ю., Лесли, А. Г. У. и Уокер, Дж. Э. Структура ротора Na + АТФазы V-типа из Enterococcus hirae. Science 308, 654–659 (2005).

    CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed Google Scholar

  • Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

    Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку "Назад" и примите файлы cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

    вращающихся компонентов - MinebeaMitsumi

    Это настоящая позиция.

    Основной текст выглядит следующим образом.

    Двигатели вентиляторов вращают вентиляторы для охлаждения внутри ПК и другого оборудования офисной автоматизации (OA), направляя тепло наружу.

    Эти двигатели имеют большую мощность для охлаждения, чем двигатель обычного типа.

    Эти двигатели вращаются под фиксированными углами с помощью электронных импульсов с цифровым управлением и используются в устройствах подачи бумаги принтеров, копировальных аппаратов, факсимильных аппаратов и аналогичного оборудования.

    В шаговом двигателе

    PM в качестве ротора используется постоянный магнит (PM).

    PM Шаговые двигатели очень малых размеров, с наружным диаметром менее 10 мм.
    Мы также производим высокоскоростные шаговые двигатели с постоянным магнитом, в которых используется металлическая кремнистая сталь.

    Эти двигатели в основном используются для привода цифрового аудио-видео оборудования и периферийных устройств ПК, а также для автомобильных электронных компонентов.

    Эти двигатели используются в приводных и электрических компонентах цифрового аудио-видео оборудования и периферийных устройств ПК.

    Эти двигатели используются в механическом приводе фотопроводящих барабанов, подачи бумаги и тонера в копировальных аппаратах и ​​другом оборудовании открытого доступа.

    Эти двигатели используются для лазерной записи в цифровых копировальных аппаратах и ​​других подобных устройствах.
    Многоугольное зеркало вращается с высокой скоростью для сканирования лазерного луча, излучаемого лазерным диодом (LD) в фоторецептор.

    Двигатели шпинделя жесткого диска (HDD) - это то, что заставляет диски в жестких дисках вращаться.

    Воздуходувка высокого давления, разработанная для промышленных машин, таких как печатные машины, для выдувания и / или вдыхания печатной бумаги с помощью высокоэффективного воздушного потока.

    Выпускаются резольверы, синхронизаторы и тахометры-генераторы с датчиками угла поворота.

    Minebea объединяет все аспекты управления температурным режимом с возможностями двигателя вентилятора, управления питанием и проектирования контроллеров.

    Двигатель BLDC (без щеток постоянного тока) и новейшая технология FDB (гидродинамический подшипник).

    Это заканчивается основным текстом.

    Меню, относящееся к этой странице, выглядит следующим образом.

    Изобретатель роторного двигателя Феликс Ванкель родился

    Немецкий инженер Феликс Ванкель, изобретатель роторного двигателя, который будет использоваться в гоночных автомобилях, родился 13 августа 1902 года в Ларе, Германия.

    Ванкель, как сообщается, придумал основную идею нового типа бензинового двигателя внутреннего сгорания, когда ему было всего 17 лет.В 1924 году Ванкель основал небольшую лабораторию, где он начал исследования и разработку двигателя своей мечты, который мог бы обеспечивать впуск, сжатие, сгорание и выхлоп во время вращения. Свои знания в области поворотных клапанов он принес в свою работу с Немецким институтом авиационных исследований во время Второй мировой войны и в ведущую немецкую мотоциклетную компанию NSU Motorenwerk AG, начиная с 1951 года. Ванкель завершил свою первую конструкцию роторно-поршневого двигателя в 1954 году. , а первый агрегат прошел испытания в 1957 году.

    В других двигателях внутреннего сгорания движущиеся поршни выполняли работу по запуску процесса сгорания; в роторном двигателе Ванкеля этой цели служил вращающийся ротор в форме изогнутого равностороннего треугольника. Меньшее количество движущихся частей позволило создать двигатель с плавной работой, который был легким, компактным, недорогим и требовал меньшего количества ремонтов. После того, как NSU официально объявило о завершении роторного двигателя Ванкеля в конце 1959 года, около 100 компаний по всему миру поспешили предложить партнерские отношения, которые позволят внедрить двигатель в их продукцию.Mazda, японский автопроизводитель, подписала официальный контракт с NSU в июле 1961 года после получения одобрения от правительства Японии.

    В попытке поэкспериментировать с роторным двигателем и усовершенствовать его для использования в своих транспортных средствах, Mazda создала в 1963 году исследовательский отдел RE (Rotary Engine). Cosmo Sport, выпущенный Mazda в мае 1967 года, стал первым на планете двойным двигателем. роторный роторный двигатель автомобиля. Благодаря футуристическому стилю и превосходным характеристикам Cosmo поразил автолюбителей во всем мире. Mazda начала устанавливать роторные двигатели на свои седаны и купе в 1968 году, и эти автомобили попали в категорию U. S. в 1971 году. После глобального нефтяного кризиса 1973-74 годов Mazda постоянно работала над улучшением своих роторных двигателей для повышения топливной экономичности, и к концу того десятилетия ее спортивные автомобили стали популярными как в Европе, так и в странах Европы. Соединенные Штаты Помимо Mazda, ряд других компаний лицензировали двигатель Ванкеля в 1960-х и 1970-х годах, в том числе Daimler-Benz, Alfa Romeo, Rolls Royce, Porsche, General Motors, Suzuki и Toyota.

    Тем временем Ванкель продолжил свою собственную работу с роторно-поршневым двигателем, основав свое собственное исследовательское учреждение в Линдау, Германия, в середине 1970-х годов.В 1986 году он продал институт за 100 миллионов немецких марок (около 41 миллиона долларов) компании Daimler Benz, производителю Mercedes. Ванкель подал новый патент только в 1987 году; в следующем году он умер после продолжительной болезни.

    Почему роторный двигатель идеально подходит для водородного топлива

    Разъяснения по проектированию YouTube

    Роторный двигатель Ванкеля - мечта инженера. Меньше, легче и проще любого поршневого двигателя, конструкция с вращающимся треугольником может вырабатывать большую мощность из крошечного корпуса с минимумом движущихся частей.

    Но есть серьезные недостатки. Двигатель Ванкеля не сжигает топливо так чисто и эффективно, как поршневой двигатель. Это приводит к загрязненным выбросам - проблема усугубляется тем, как двигатель сжигает смазочное масло. Технические проблемы роторного двигателя в конечном итоге заставили всех крупных автопроизводителей, кроме Mazda, отказаться от этой конструкции. Даже сейчас Mazda в настоящее время не производит роторные автомобили, но нас снова и снова заверяют, что это скоро изменится.

    Вот что интересно: большинство недостатков Ванкеля превращаются в преимущества с помощью одного простого изменения. Все, что вам нужно сделать, это поменять топливо с бензина на водород.

    Любимый ботаник YouTube Джейсон Фенске из Engineering Explained здесь, чтобы описать нам, что именно происходит внутри двигателя Ванкеля, работающего на водороде. Это его второе недавнее видео, в котором водород рассматривается как потенциальный источник автомобильного топлива. Оказывается, такая конструкция двигателя практически идеальна для сжигания водорода.Mazda даже построила и продала автомобиль, который воспользовался этим преимуществом, двухтопливный RX-8, который мог мгновенно переключаться с бензина на водород и обратно. (Он был продан недолго и только в Японии.)

    Fenske использует невероятно крутой 3D-печатный двигатель в разрезе, чтобы объяснить, почему роторный двигатель так хорош в сжигании водорода и как будущие автомобили могут воспользоваться этим преимуществом. Смотрите полное видео здесь.

    Этот контент импортирован с YouTube. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

    А чтобы узнать больше об удивительной модели Ванкеля, которую использует Фенске, посмотрите это видео, снятое несколько недель назад, в котором рассматриваются все детали сборки.

    Этот контент импортирован с YouTube. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

    Этот контент импортирован из {embed-name}. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

    Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *