Роторный двигатель принцип работы видео: Принцип работы роторного двигателя — видео

Содержание

принцип работы с видео, устройство — zarulem.moscow

Роторный двигатель является одним из типов тепловых двигателей внутреннего сгорания. Первый роторный двигатель, принцип действия которого принципиально отличается от традиционного двигателя внутреннего сгорания, появился в 19 веке.

Его функцией было использование не возвратно-поступательных движений, как в классическом двигателе внутреннего сгорания, а вращения в специальном овальном корпусе трехгранного ротора. Такая схема использовалась в первых поршневых паровых машинах и дала толчок к активному проектированию и созданию роторных паровых машин. История роторного двигателя внутреннего сгорания началась с роторной паровой машины. Впервые схема с классическим роторно-поршневым двигателем (двигатель Ванкеля) была разработана в конце 1950-х годов в немецкой фирме NSU, авторами были Феликс Ванкель и Вальтер Фройде.

Конструкция

Рассмотрим основные части РПД:

  • корпус двигателя;
  • ротор;
  • выходной вал.

Как и любой другой двигатель внутреннего сгорания, двигатель Ванкеля имеет корпус, включающий основную рабочую камеру, в нашем случае овальной формы.

Форма камеры сгорания (овальная) обусловлена ​​применением трехгранного ротора, края которого при соприкосновении со стенками овальной камеры сгорания образуют изолированные замкнутые контуры. В этих изолированных цепях происходят все циклы работы РДП:

  • вход;
  • сжатие;
  • зажигание;
  • выпускать.

Такое расположение устраняет необходимость во впускных и выпускных клапанах. Впускные и выпускные отверстия расположены по бокам камеры сгорания и напрямую подсоединяются к источнику питания и выхлопной системе.

Следующим компонентом роторного двигателя является сам ротор. В RPD ротор действует как поршень в обычном двигателе. По своей форме ротор напоминает треугольник с закругленными наружу и выступающими внутрь ребрами. Закругление кромок ротора необходимо для лучшей герметизации камеры сгорания.

Отбор проб внутри обода необходим для увеличения объема камеры сгорания, правильного сгорания топливно-воздушной смеси, увеличения скорости вращения ротора. Сверху с каждой стороны и по бокам расположены металлические пластины, задачей которых является уплотнение камеры сгорания, аналогично поршневым кольцам классического двигателя внутреннего сгорания. Внутри ротора находятся зубья, которые поворачивают приводной механизм, который, в свою очередь, вращает выходной вал.

Классический двигатель имеет коленчатый вал; в РПД его функцию выполняет выходной вал. Выступающие кулачки в виде полукругов расположены относительно центра выходного вала. Выступы-гребни несимметричны относительно центра и явно смещены от центра оси. Каждый кулачок на выходном валу имеет свой ротор. Вращательное движение каждого ротора, передаваемое на выступ кулачка, заставляет выходной вал вращаться вокруг своей оси, что, в свою очередь, создает крутящий момент на выходном валу.

Рабочие такты РПД

Теперь подробнее рассмотрим принцип работы роторного двигателя и рабочие процессы, происходящие внутри него. Как и классический двигатель, двигатель Ванкеля имеет одинаковые параметры впуска, сжатия, рабочего такта и такта выпуска.

Обычный поршневой двигатель, например некоторые спортивные моторы, может иметь две свечи зажигания, но в РПД использование двух свечей зажигания просто необходимо.

Результирующее давление газа делает ротор на валу эксцентричным, что, в свою очередь, вызывает крутящий момент на выходном валу. По мере приближения к выхлопному патрубку в верхней части ротора давление в камере сгорания постепенно снижается. Вращаясь по инерции, вершина ротора достигает выпускного канала, начинается такт выпуска. Выхлопные газы устремляются в выпускное отверстие, и как только вершина ротора достигает впускного отверстия, снова начинается такт впуска.

Система питания и смазка

 Достоинствами роторно-поршневого двигателя

  1. При малом весе и габаритах роторный двигатель имеет больше возможностей для достижения правильной подвески и улучшения ходовых качеств, а также делает автомобиль более просторным в салоне;
  2. более высокая удельная мощность по сравнению с классическими двигателями;
  3. более гладкая и широкая торсионная полка;
  4. отсутствие кривошипно-шатунного механизма, клапанов, пружин, газораспределительного механизма, а вместе с ним и распределительных валов, ремня ГРМ или цепи;
  5. хороший баланс и плавность работы РПД, которую можно сравнить с работой рядной «шестерки»;
  6. менее склонен к детонации;
  7. отсутствие кривошипно-шатунного механизма и, как следствие, отсутствие необходимости преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращение коленчатого вала делает РПД более оборотистым, чем обычный двигатель;

Недостатки

  1. Необходимость использования эксцентрикового механизма для соединения ротора и вала увеличивает давление между трющимися деталями, что вместе с высокими температурами увеличивает износ двигателя. Поэтому к качеству масла и периодичности его замены предъявляются повышенные требования;
  2. быстрый износ уплотнений ротора из-за малой площади пятна контакта и высокого перепада давления. Таким образом, роторный двигатель быстро теряет эффективность, ухудшаются экологические показатели;
  3. двояковыпуклая форма камеры сгорания значительно хуже выделяет тепло, чем сферическая камера сгорания, что обуславливает склонность к перегреву;
  4. низкий КПД на малых и средних оборотах, по сравнению с обычным двигателем внутреннего сгорания;
  5. роторный двигатель предъявляет очень высокие требования к обработке деталей и квалификации персонала при производстве данного типа двигателя;
  6. необходимость доливки масла во время рабочих циклов РПД вызывает плохие экологические показатели;

Современные реалии

В настоящее время инженеры Mazda добились наибольших успехов в производстве роторных двигателей. Последнее поколение их двигателя Ванкеля, получившее название «Ренезис», стало настоящим прорывом. Им удалось не только решить основные проблемы этого типа ДВС, такие как повышенный расход топлива и токсичность, но и снизить расход масла на 50%, доведя, таким образом, экологические показатели до норм Евро 4. РПД Mazda нового поколения могут использовать в качестве топлива как бензин, так и водород, что делает этот двигатель интересным и перспективным для использования в будущем.

Все о роторных двигателях — виды и принцип работы

Главная страница » Все о роторных двигателях — виды и принцип работы

Главное отличие внутреннего устройства и принципа работы роторного двигателя от ДВС заключается в полном отсутствии двигательной активности, при этом удается добиться высоких оборотов работы мотора. У роторного двигателя или иначе двигателя Ванкеля, есть и ряд других преимуществ, их мы и рассмотрим подробнее.

Общий принцип устройства роторного двигателя

РПД облачен в овальный корпус для оптимального размещения ротора, имеющего треугольную форму. Отличительная особенность ротора в отсутствии шатунов и валов, что значительно упрощает конструкцию. По сути, ключевыми деталями РД являются ротор и статор. Основная двигательная функция в таком типе мотора осуществляется за счет движения ротора, расположенного внутри корпуса, имеющего схожесть с овалом.

Подпишитесь на наш Telegram-канал

Принцип действия основан на высокоскоростном движении ротора по окружности, в результате создаются полости для запуска устройства.

Почему роторные двигатели не пользуются спросом?

Парадокс роторного двигателя заключается в том, что при всей простоте конструкции он не столь востребован, как двигатель внутреннего сгорания, имеющий весьма сложные конструктивные особенности и сложности при осуществлении ремонтных работ.

Разумеется, роторный двигатель не лишен недостатков, иначе он бы нашел широкое применение в современном автопроме, а возможно мы бы и не узнали про существование ДВС, ведь роторный был сконструирован значительно раньше. Так зачем же так усложнять конструкцию, попытаемся разобраться.

Явными недочетами роторного мотора можно считать отсутствие надежной герметизации в камере сгорания. Это легко объяснить конструктивными особенностями и условиями работы мотора. В ходе интенсивного трения ротора со стенками цилиндра происходит неравномерный нагрев корпуса и, как следствие, металл корпуса расширяется от нагрева лишь частично, что и приводит к выраженным нарушениям герметизации корпуса.

Для усиления герметичных свойств, особенно при условии выраженной разницы температурных режимов между камерой и системой впуска или выпуска, сам цилиндр изготавливают из разных металлов и размещают их в разных частях цилиндра, для улучшения герметичности.

Для запуска мотора используют всего две свечи, это связано с конструктивными особенностями мотора, позволяющими выдавать на 20% больше КПД, в сравнении с двигателем внутреннего сгорания, за одинаковый промежуток времени.

Роторный двигатель Желтышева — принцип работы:

youtube.com/v/kDqqQjfoMxM&rel=0″/>

Преимущества роторного двигателя

При малых габаритах он способен развивать высокую скорость, однако есть в этом нюансе и большой минус. Несмотря на малые габариты, именно роторный двигатель потребляет огромное количество горючего, а вот ресурс работы мотора составляет всего 65 000 км. Так, двигатель всего в 1,3 л потребляет до 20 л. топлива на 100 км. Возможно, это и стало основной причиной отсутствия популярности данного вида моторов для массового потребления.

Цена на бензин во все времена считается актуальной проблемой человечества, учитывая, что мировые запасы нефти расположены на Ближнем востоке, в зоне постоянных боевых конфликтов, цены на бензин остаются достаточно высокими, и в ближайшей перспективе нет тенденций для их снижения. Это приводит к поиску решений по минимальному потреблению ресурсов не в ущерб мощности, в чем и заключается главный довод в пользу ДВС.

Все это в совокупности определило положение роторных двигателей, как подходящий вариант для спорткаров. Однако известный по всему миру производитель авто «Мазда», продолжил дело изобретателя Ванкеля. Японские инженеры всегда стараются извлекать из невостребованных моделей максимум пользы путем модернизации и применения инновационных технологий, что позволяет сохранять лидирующие позиции на мировом автомобильном рынке.

Принцип работы роторного двигателя Ахриевых на видео:

Новая модель «Мазда», оснащенная роторным двигателем, по мощности не уступает передовым немецким моделям, выдавая до 350 лошадиных сил. При этом расход топлива был несравнимо высоким. Инженерам-конструкторам «Мазда» пришлось уменьшить мощность до 200 лошадиных сил, что позволило нормализовать потребление топлива, однако компактные размеры двигателя позволили наделить авто дополнительными преимуществами и составить достойную конкуренцию европейским моделям авто.

В нашей стране роторные двигатели не прижились. Были попытки установить их на транспорт специализированных служб, но этот проект не был профинансирован в должном объеме. Поэтому все успешные разработки в данном направлении принадлежат японским инженерам из компании «Мазда», намеренной в ближайшее время показать новую модель авто с модернизированным двигателем.

Как работает роторный мотор Ванкеля на видео

Принцип работы роторного двигателя

РПД работает за счет вращения ротора, так идет передача мощности на коробку передач через сцепление. Преобразующий момент заключается в передаче энергии топлива колесам за счет вращения ротора, изготовленного из легированной стали.

Механизм работы роторного-поршневого двигателя:

  • сжатие горючего;
  • впрыск топлива;
  • обогащение кислородом;
  • горение смеси;
  • выпуск продуктов сгорания топлива.

Как работает роторный двигатель показано на видео:

Ротор закреплен на специальном устройстве, при вращении он образует независимые друг от друга полости. В первой камере происходит наполнение воздушно-топливной смесью. В дальнейшем она тщательно перемешивается.

Затем смесь переходит в другую камеру, где происходит сжатие и воспламенение, благодаря наличию двух свечей. В дальнейшем смесь перемещается в следующую камеру, из нее вытесняются части переработанного топлива, которые выходят из системы.

Так происходит полный цикл работы роторного-поршневого двигателя, основанного на трех тактах работы за всего лишь один оборот ротора. Именно японским разработчикам удалось существенно модернизировать роторный двигатель и установить в нем сразу три ротора, что позволяет значительно увеличить мощность.

Принцип работы роторного двигателя Зуева:

youtube.com/v/3mJptxXywDA&rel=0″/>

На сегодня, усовершенствованный двухроторный двигатель сравним с двигателем внутреннего сгорания с шестью цилиндрами, а трехроторный по мощности не уступает 12-ти цилиндровому двигателю внутреннего сгорания.

Не стоит забывать и про компактный размер двигателя и простоту устройства, позволяющую при необходимости осуществлять ремонт или полную замену основных агрегатов мотора. Таким образом, инженерам компании «Мазда» удалось подарить вторую жизнь этого простого и производительного устройства.