Схема работы роторного двигателя: принцип работы, устройство, недостатки и преимущества, видео

Принцип работы роторного двигателя, устройство, преимущества и недостатки

Содержание:

• История возникновения
• Биография изобретателя
• Конструкция
• Строение
• Принцип работы
• Преимущества
• Недостатки
• Разновидности
• Советы и рекомендации
• Правила эксплуатации
• Какие машины были оснащены РПД?
• Итоги

Что такое роторный двигатель и когда он появился знает не каждый автовладелец. Мотор представляет собой стандартный ДВС, но его устройство иное. Принцип работы РД основывается на высоких оборотах и отсутствии движений, которыми наделен поршневой «движок». Роторный по-другому именуют двигателем Ванкеля. Рассмотрим, почему устройство получило такое название, какие особенности оно имеет и чем отличается от других.

История возникновения

После изобретения ДВС сфера автомобилестроения начала развиваться. Общее устройство двигателя остается прежним, но силовые агрегаты регулярно модернизируются. Появляются усовершенствованные модели, к примеру, роторного вида. Впервые такая конструкция появилась в 1957 году. Ее испытывали два разработчика: Ф. Ванкель и В. Фройде. Сначала двигатель установили на спортивную машину «Спайдер», после исследований были получены интересные данные. Выяснилось, что спорткар смог набрать скорость 150 км/час при 57 л.с. Со временем двигатель стали устанавливать на марки авто, доступные широкому кругу пользователей (Ситроен, Шевроле).

В России роторный «движок» появился в 1961 году. Советские ученые не могли воспользоваться наработками немецкого инженера, поэтому смастерили конструкцию самостоятельно, опираясь на РПД фирмы NSU. На свет появился односекционный роторно-поршневой двигатель. Произошло это официально в 1976 г. «Движок» испытывали на отечественных машинах. Со временем конструкцию улучшали, выявляя в ней недостатки. Данный тип мотора по-прежнему применяется в автоспорте. Это обусловлено его экономичностью и малым весом.

На Западе роторные «движки» не стали чем-то уникальным и необычным. Топливный кризис остановил разработки в 1973 году. В те годы стоимость на топливо возросла, поэтому люди старались эксплуатировать машины с меньшим расходом горючего. Продажи авто с РПД упали, но «на помощь» пришла Япония и начала оснащать машины бренда «Мазда» роторными двигателями. Их производство продолжалось даже после распада СССР, но ВАЗ перестал иметь дело с РПД лишь в 2004 году.

Биография изобретателя

Ф.Г. Ванкель — немецкий изобретатель, рожденный в городе Лар в начале XX века. Его отец умер во время боевых действий во время Первой Мировой. По этой причине будущий ученый был вынужден забросить учебу и пойти работать, чтобы содержать себя. Первое время он трудился в лавке, где продавались книги. Во время работы Феликс любил читать. Особенно ему нравилось изучать автомобилестроение. Изобретатель был талантливым человеком со способностями. Говорят, что изобретенный им двигатель приснился ему во сне.

Конструкция

Чтобы выяснить, какой имеет роторный двигатель принцип работы, необходимо изучить конструкционные особенности. В данном типе мотора энергия сгорания воспринимается ротором в форме треугольника.

Ротор находится внутри закрытого элемента, состоящего из боковых и центрального корпуса. Это нужно для создания процесса горения. Он проходит в статоре, а боковые грани создают герметичность.

Статор включает в себя цилиндр, а в нем находится сам ротор. Овальный цилиндр имеет прижатые бока. Именно такая форма дает возможность всем процессам внутри проходить слаженно. Кроме того, статор оснащен окошками для впуска горючего и выпуска газов. На противоположной стороне находятся специальные отверстия для свечей.

Верхушки ротора контактируют с цилиндром, поскольку движение проходит по эксцентриковому типу.

Строение

Ротор с выпуклыми сторонами работает как поршень. Скорость вращения увеличивается благодаря углублениям, которые есть в каждой стороне. Для твс (топливно воздушной смеси) остается больше пространства. Вершины граней с помощью металлических пластин создают камеры. С каждой стороны ротора также есть металлические кольца, помогающие формировать камерные стенки. В центре ротора расположен круг с зубьями.

Овальная камера создана таким образом, чтобы роторные вершины контактировали со стенками и создавали закрытые газовые объемы. Как было сказано, в РПД — 4 рабочих такта, к которым относят впуск, сжатие, сгорание и выпуск. Впуск и выпуск осуществляется в отверстиях камеры, выхлоп происходит через трубу, а впускное отверстие подсоединено к газу.

Выходной вал работает по аналогии с коленвалом, заменяя его.

Принцип работы

Узнать, как работает роторный двигатель, можно лишь в сравнении его со стандартным ДВС с поршнями. Схема функционирования РПД и ДВС отличается технологией, учитывая что «движки» имеют разные конструкционные особенности.

Принцип работы роторного двигателя схож с ДВС, поскольку он основывается на преобразовании энергии от сгорания горючей смеси. Но в случае с ДВС давление, полученное от сгорания, заставляет поршни двигаться, тем самым коленвал и шатун преобразуют движения поршней во вращательные, запуская движение колес.

Ротор функционирует в овальной камере, поэтому мощность передается сцеплению с КП. Треугольная форма позволяет выдавить топливную энергию и перенаправить ее на колесную систему.

Внутри капсулы, в которой находится ротор, происходят различные процессы: сжатие твс, впрыск горючего, проникновение кислорода, воспламенение топлива и отправка сгоревших элементов на выпуск. Ротор крепится к механизму, который «бегает» внутри капсулы. В корпусе образуется несколько камер, в каждой из которых происходят определенные процессы. В первой камере возникает смешение топлива с воздушными массами, превращая их в твс. Во второй камере все это сжимается и воспламеняется, а из третьей вытесняется.

Преимущества

Роторный двигатель имеет плюсы и минусы, как и любое механическое устройство.

 КПД достигает 40%, это высокий показатель.

 Простые конструктивные особенности. РПД не обладает большим количеством узлов, что упрощает его конструкцию в целом.

 Концепция. РД вращается, поэтому на остановку в противоположных друг другу точках время не затрачивается. Благодаря этому, мотор можно посчитать высокооборотистым.

 Компактность силового агрегата способствует равномерной развесовки и высокой устойчивости машины при езде по трассе.

 Динамические характеристики двигателя позволяют автомобилю разгоняться на порядок быстрее, поэтому РПД устанавливали преимущественно на спорткары.

 При увеличении количества оборотов не возникает дополнительных нагрузок. Получается, что можно разогнать транспорт до 100 км/час даже на низкой передаче.

Смотря на внушительный список преимуществ, водители задаются вопросом, почему РПД не смогли вытеснить с рынка стандартные ДВС? Дело в том, что у роторных «движков» есть недостатки, которые не позволили им стать лучше поршневых двигателей.

Недостатки

При составлении плюсов и минусов РПД было выявлено, что с имеющимися характеристиками мотор не сможет реализоваться массово.

Минусы роторных моторов:

 Обслуживание. Многих водителей не устраивает высокий расход масла и необходимость его частой замены (каждые 5000 км пробега). Кроме того, РПД потребляет большое количество топлива (20 л на 100 км).

 Ограниченность ресурса. Из-за конструктивных особенностей ресурс двигателя сильно ограничен. Он быстро изнашивается, поэтому у него небольшой срок службы.

 Маленький срок службы объясняется не только конструкцией, но и перепадами температур, которые сопровождают все рабочие такты.

 Низкая экологичность. Серповидная внутренняя часть камер не дает топливу гореть до конца. Ротор выталкивает раскаленный газ в выхлоп, при этом в продуктах сгорания остаются фрагменты масла, что сильно повышает токсичность выброса.

 Уплотнители ротора изнашиваются быстрее из-за регулярных перепадов давления и небольшого ресурса самого «движка».

Для производства РПД используется технологичное оборудование. К качеству предъявлены высокие требования. В конечном итоге роторный двигатель обходится и производителю, и покупателю дороже, чем поршневой.

Разновидности

Узнав устройство роторного двигателя, автовладельцам важно уяснить классификацию РПД. К примеру, камера «движка» бывает замкнутой или незамкнутой, т.е. иметь связь с атмосферой.

Замкнутые моторы также подразделяются на виды по «наличию/отсутствию уплотнительных элементов» или «по режиму функционирования КС». Кстати, большая часть образцов представлена лишь на бумаге, а в реальности их не существует. Классификацию создавал российский инженер И.Ю. Исаев.

Какие существуют роторные ДВС:

 Двигатели с ВВД заставляют ротор создавать качания. Лопатки остаются неподвижными, но рабочие такты проходят между ними.

 Двигатели с однонаправленным движением. В период сближения роторов на корпусе происходит сжатие между лопастей, а при удалении возникает расширение.

 Схема работы двигателя с уплотнительными элементами используется в пневмомоторах. Вращение происходит с помощью сжатого воздуха. При этом данная схема не смогла найти применения в ДВС, там присутствуют высокие показатели температур и давления.

 Существует роторный двигатель с аналогичной предыдущей схеме работы, но уплотнители в этом случае находятся на корпусе.

Более перспективными на данный момент считаются двигатели с равномерным движением элементов. Они способны набирать высокие обороты и мощность, какие для привычных ДВС недопустимы.

Советы и рекомендации

Роторный «движок» разрешено заправлять высококачественным топливом, а именно октановым бензином. Это позволит не допустить детонаций, при этом не даст нагару скопиться на электродах СЗ.

Двигатель имеет повышенную чувствительность к качеству и типу масла. Запрещено заливать синтетику, иначе произойдет быстрое скапливание нагара и падение компрессии. Лучше всего заливать минеральное масло, которое рекомендует сам производитель.

При любых неполадках стоит сразу обращаться к мастерам, а не заниматься ремонтом самостоятельно. Роторный двигатель требует больших вложений. На сегодняшний день по-прежнему функционируют центры, которые специализируются на дефектовке и ремонте РПД.

Перед непосредственно ездой, роторный «движок» следует прогреть так же, как и поршневой. Нагружать силовой агрегат не рекомендуется до тех пор, пока он не выйдет на рабочую температуру. Своевременное обслуживание, использование только качественных ГСМ поможет продлить срок службы РД.

Правила эксплуатации

Говоря о правилах эксплуатации, эксперты придерживаются строгих тезисов.

 Замена масла производится каждые 3-5 тыс.км.

 Регулярно нужно осматривать масляные форсунки.

/

 Замена воздушного фильтра должна проходить каждые 20 000 км.

 Свечи зажигания должны быть установлены специальные.

 Предпочтительнее всего заправлять бензином марки АИ-98.

 При замене масла стоит проверять компрессию через специальный прибор.

 Не рекомендуется глушить мотор «на холодную», так как произойдет залив свечей зажигания.

 Жидкость тормозной системы стоит менять через каждые 20 000 км пробега.

При проверке компрессия должны быть 6,5-8 атм. Если она ниже, то ремкомплекта будет недостаточно. Возможно, заменить придется всю секцию.

Какие машины были оснащены РПД?

Существуют разные модели автомобилей, на которые ставили РПД.

Перечислим самые популярные из них:

 Мазда RX-8. Известная японская компания усовершенствовала двигатель. Последней разработкой стал РПД в 1,3 л, мощностью 215 л.с. Но из-за низкого спроса производство остановлено.

 Мазда Космо Спорт. Именно этот автомобиль стал первым транспортным средством, которое оснастили роторным «движком». В 1964 году зрителям продемонстрировали первый готовый вариант. Через год было произведено около 60 аналогичных моделей. Всего до 1968 года было изготовлено 343 модели. Далее производитель усовершенствовал серию «Космо спорт». Теперь машина могла разогнаться до 193 км/час. Данный вариант выпускался до 1972 года включительно.

 Мерседес с-111. В первый раз автомобиль представили в 1970 г. Спорткар был оснащен трехкамерным мотором, при этом его максимальная скорость могла составить 275 км/час при пятисекундном разгоне.

 Chevrolet Corvette — компания Шевроле получила лицензию на производство РПД. С 1970 года компания начала разрабатывать новые Корветы. В 1971 году модель получила одобрение президента фирмы General Motors. Только через год данная модель была представлена правлению GM.

 ВАЗ 2109-90. Это служебный автомобиль, который смог за 8 секунд разогнаться до 100 км/час. Машина имела способность развивать скорость до 200 км/час, что помогало гнаться за нарушителями.

Для нужд МВД в свое время закупили ВАЗ 21019 Аркан, который также имел роторный двигатель. Ее предельная скорость составляла 160 км/час.

Самой популярной моделью авто на роторном «движке» по-прежнему является Мазда Rx-8. Если водитель рассматривает этот вариант на вторичном рынке, то ему стоит присмотреться к нему. На фоне конкурентов такое авто продается по привлекательной цене, при этом имеет отличные характеристики. Конечно, б\\у авто может требовать ремонта и вложений, поэтому стоит приготовиться к дополнительным расходам.

Сегодня производители самолетов выбирают роторные «движки». Это еще раз говорит о том, что мотор не пользуется популярностью, но от этого не является плохим или бесполезным.

Итоги

РПД — интересная и полезная задумка, но такой мотор не прижился, даже несмотря на высокий КПД и мощность. Из-за конструктивных особенностей механизм быстро изнашивается. Кроме того, «движок» требует особых условий эксплуатации и обслуживания. РПД — лучший вариант для гоночных машин и спорткаров. Для них не требуется большой ресурс.

Высокие технические характеристики дают потребителям надежду, что когда-нибудь роторные моторы будут выпускать массово, заранее устранив их недостатки. Перспектива у двигателей есть, но выпуск РД будет налажен после перехода на водородное топливо. Именно такой мотор не подвержен детонации. Одна из последних современных разработок — Premacy Hydrogen RE Hybrid. Она ничем не уступает по своим характеристикам другим новинкам автомобилестроения.

Выбрать инструктора:

• Автоинструктор Светлана
• Автоинструктор Дмитрий
• Автоинструктор Светлана
• Автоинструктор Юлия
• Автоинструктор Ася
• Автоинструктор Майя
• Автоинструктор Юрий
• Автоинструктор Марина
• Автоинструктор Михаил
• Автоинструктор Яков

Отзывы:

Все отзывы

Роторный двигатель принцип работы

Роторный двигатель, как и традиционный поршневой, является двигателем внутреннего сгорания, но работает он совершенно иначе. В поршневом двигателе, в одном и том же объеме пространства (в цилиндре) попеременно происходят четыре различные работы — впуск, сжатие, сгорание и выпуск (такты).

• Строение роторного двигателя
• О системе смазки и питании
• Плюсы
• Минусы

Роторный двигатель делает эти четыре такта в одном и том же объеме(камере), но каждый из этих тактов происходит в своей отдельной части этой камеры. Как будто для каждого цикла используется отдельный цилиндр, а поршень перемещается от одного цилиндра к другому.Принцип работы роторного двигателя.

Как и поршневой, роторный двигатель использует давление которое создается при сжигании смеси воздуха и топлива. В поршневых двигателях, это давление создается в цилиндрах, и двигает поршни вперед и назад. Шатуны и коленчатый вал преобразуют возвратно-поступательные движения поршня во вращательное движение, которое может быть использовано для вращения колес автомобиля.

В роторном двигателе, давление сгорания содержится в камере, образованной частью объема камеры закрытой стороной треугольного ротора, который используется в данном случае вместо поршней.Ротор и корпус роторного двигателя от Mazda RX-7: Эти детали заменяют поршни, цилиндры, клапаны, шатуны и распредвалы в поршневых двигателях.

Ротор соединен со стенками камеры каждой из трех своих вершин, создавая три отдельных объема газа. Ротор вращается, и каждый из этих объемов попеременно расширяется и сжимается. Цепная реакция всасывает воздух и топливо в рабочую камеру, сжимает смесь, она расширяясь делает полезную работу, затем выхлопные газы выталкиваются, новая порция воздуха и топлива всасывается, и так далее.

Строение роторного двигателя

Ротор

Ротор имеет три выпуклых стороны, каждая из которых действует как поршень. Каждая сторона ротора имеет углубление в ней, что повышает скорость вращения ротора в целом, предоставляя больше пространства для топливо-воздушной смеси.

На вершине каждой грани находится по металлической пластине, которые и формируют камеры, в которых происходят такты двигателя. Два металлических кольца на каждой стороне ротора формируют стенки этих камер. В середине ротора находится круг, в котором имеется множество зубьев. Они соединены с приводом, который крепится к выходному валу. Это соединение определяет путь и направление, по которому ротор движется внутри камеры.

Камера

Камера двигателя приблизительно овальной формы (но если быть точным — это Эпитрохоида, которая в свою очередь представляет собой удлиненную или укороченную эпициклоиду, которая является плоской кривой, образуемой фиксированной точкой окружности, катящейся по другой окружности). Форма камеры разработана так, чтобы три вершины ротора всегда находились в контакте со стенкой камеры, образуя три закрытых объемах газа.

В каждой части камеры происходит один из четырех тактов:

— Впуск

— Сжатие

— Сгорание

— Выпуск

Отверстия для впуска и выпуска находятся в стенках камеры, и на них отсутствуют клапаны. Выхлопное отверстие соединено непосредственно с выхлопной трубой, а впускное напрямую подключено к газу.

Выходной вал

Выходной вал имеет полукруглые выступы-кулачки, размещенные несимметрично относительно центра, что означает, что они смещены от осевой линии вала. Каждый ротор надевается на один из этих выступов. Выходной вал является аналогом коленчатого вала в поршневых двигателях. Каждый ротор движется внутри камеры и толкает свой кулачок.

Так как кулачки установлены несимметрично, сила с которой ротор на него давит, создает крутящий момент на выходном валу, заставляя его вращаться.

О системе смазки и питании

Данный агрегат не имеет отличий в системе топливоподачи. Здесь также используется погружной насос, что подает бензин под давлением из бака. А вот смазочная система имеет свои особенности. Так, масло для трущихся частей двигателя подается прямо в камеру сгорания. Для смазки предусмотрено специальное отверстие. Но возникает вопрос: куда затем девается масло, если оно проникает в камеру сгорания? Здесь принцип работы схож с двухтактным двигателем. Смазка попадает в камеру и сгорает вместе с бензином. Такая схема работы используется на каждом роторно-лопастном двигателе и поршневом в том числе. Ввиду особой конструкции смазочной системы такие моторы не могут отвечать современным экологическим нормам. Это одна из нескольких причин, почему роторные двигатели на ВАЗе и других моделях авто серийно не применяются. Впрочем, сперва отметим преимущества РПД.

Плюсы

Во-первых, данный мотор обладает небольшим весом и размерами. Это позволяет сэкономить место в подкапотном пространстве и разместить ДВС в любом автомобиле. Также низкий вес способствует более правильной развесовке автомобиля. Ведь большая часть массы на авто с классическими ДВС сосредоточена именно в передней части кузова.

Во-вторых, роторно-поршневой двигатель обладает высокой удельной мощностью. По сравнению с классическими моторами, данный показатель в полтора-два раза выше. Также у роторного двигателя более широкая полка крутящего момента. Он доступен практически с холостых оборотов, в то время как обычные ДВС нужно раскручивать до четырех-пяти тысяч. Кстати, роторный мотор намного легче набирает высокие обороты. Это еще один плюс.

В-третьих, такой двигатель имеет более простую конструкцию. Здесь нет ни клапанов, ни пружин, ни кривошипно-шатунного механизма в целом. Вместе с этим отсутствует привычная система газораспределения с ремнем и распределительным валом. Именно отсутствие КШМ способствует более легкому набору оборотов роторным ДВС. Такой мотор за доли секунды крутится до восьми-десяти тысяч. Ну и еще один плюс – это меньшая склонность к детонации.

Минусы

Первый минус – это высокие требования к качеству масла. Хоть мотор и работает по типу двухтактного, сюда нельзя заливать дешевую «минералку». Детали и механизмы силового агрегата подвергаются существенным нагрузкам, поэтому для сохранения ресурса нужна плотная масляная пленка между трущимися парами. Кстати, регламент замены смазки составляет шесть тысяч километров.

Следующий недостаток касается быстрого износа уплотняющих элементов ротора. Это происходит вследствие малого пятна контакта. Из-за износа уплотнительных элементов, образуется высокий перепад давлений. Это негативно сказывается на производительности роторного двигателя и расходе масла (а соответственно и экологических показателях).

Также роторные двигатели склонны к перегреву. Это происходит из-за особой линзовидной формы камеры сгорания. Она плохо отводит тепло по сравнению со сферической (как на обычных ДВС), поэтому при эксплуатации нужно всегда следить за температурным датчиком. В случае перегрева, деформируется ротор. При работе он будет образовать значительные задиры. В результате ресурс мотора приблизится к концу.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.

Средний рейтинг: 5 из 5.

Как все устроено: двигатель Ванкеля

DeLorean из Назад в будущее установил стандарт для автомобилей будущего — автомобилей 2015 года, согласно фильму. В 1985 году, когда вышел фильм, в большинстве автомобилей все еще использовались колеса, приводимые в движение поршневыми двигателями. Примерно в то же время менее известный двигатель только совершенствовался и за ним полагалось настоящее будущее автомобилей. Двигатель Ванкеля был тем малоизвестным двигателем, который обещал так много.

Двигатель Ванкеля представляет собой роторный двигатель. Роторные двигатели существуют со времен Первой мировой войны и с тех пор используются в некоторых самолетах, мотоциклах и автомобилях. Двигатель Ванкеля был изобретен Феликсом Ванкелем, инженером NSU Motorenwerke AG. В 1964, NSU представила свой первый автомобиль с этим двигателем, NSU Spider. Журнал Time объяснил, что NSU потребовалось 10 лет разработки, прежде чем этот новый двигатель можно было начать серийное производство с удовлетворительными результатами. Этот новый двигатель, весивший примерно вдвое меньше, чем обычный поршневой двигатель той же мощности, в то время казался многообещающим. Известные компании, такие как Curtiss-Wright Corp., Outboard Marine Corp. и Rolls-Royce, заплатили лицензии NSU на двигатель Ванкеля, поскольку в то время считалось, что двигатели Ванкеля заменят поршневые двигатели.

На протяжении многих лет двигатель Ванкеля использовался в различных целях, в том числе в двигателях самолетов, мотоциклов и гоночных автомобилей. Однако очень немногие автомобильные компании приняли этот двигатель. Японский производитель автомобилей Mazda Motor Corp., в частности, является крупнейшим пользователем двигателей Ванкеля в своих автомобилях. Двигатель Ванкеля производит энергию, вращая ротор внутри корпуса. Ротор треугольный, с выпуклыми сторонами и карманами на трех гранях. Эти карманы содержат топливо и обеспечивают камеру для воспламенения топлива. Корпус имеет примерно овальную форму, напоминающую восьмерку с более широким средним сечением (эта фигура называется эпитрохоидой).

Внутри корпуса ротор вращается вокруг центральной шестерни и выходного вала. Впускные и выпускные отверстия для топлива, а также свечи зажигания находятся на стенках корпуса. Эти порты не требуют клапанов, как в стандартных поршневых двигателях, и напрямую связаны с дросселем и выхлопом соответственно. Это помогает уменьшить сложность двигателя за счет уменьшения количества задействованных деталей.

Роторный двигатель сохраняет часть энергии, которая в противном случае была бы потеряна при изменении направления движения поршней за счет использования энергии для вращения ротора. В двигателях внутреннего сгорания поршни — или ротор, как в случае роторного двигателя — приводятся в движение за счет воспламенения топлива. В случае поршневых двигателей этим поршням разрешена только одна степень свободы. Поршни должны двигаться вверх по оси, прежде чем изменить направление своего движения и двигаться вниз по той же оси. В роторном двигателе ротору снова разрешена только одна степень свободы: вращательная. Это позволяет вращать ротор непрерывно в одном и том же направлении. Когда ротор вращается, двигатель совершает те же четыре такта, что и обычный поршневой двигатель. Топливо поступает в корпус через впускное отверстие во время такта впуска до того, как ротор сжимает топливо во время второго такта. Свечи зажигания воспламеняют топливо на третьем такте, вызывая быстрое расширение газов, что приводит к дальнейшему вращению ротора и выталкиванию отработавших газов к выпускному отверстию на четвертом такте.

Двигатель Ванкеля также состоит из меньшего количества и менее сложных деталей, чем поршневые двигатели. Это позволило построить очень маленькие такие двигатели. В 2001 году Карлос Фернандес-Пелло из Калифорнийского университета в Беркли успешно испытал двигатель Ванкеля размером с пенни. Идея микродвигателей заключается в том, что они производят больше энергии, чем современные силовые элементы того же размера. Их также можно заправлять, а не выбрасывать, что снижает затраты, связанные с отходами и утилизацией. Хотя двигатель Ванкеля имеет инновационную конструкцию и удовлетворительно высокое для двигателя отношение мощности к весу, он не получил широкого распространения, и это в первую очередь связано со сравнительно высокими выбросами. Форма ротора создает ряд проблем, связанных с уплотнениями ротора и корпуса. Этот двигатель также потребляет больше топлива, чем поршневой двигатель, что делает его дорогим предложением для массового автомобиля. В гонках и для винтовых самолетов этот двигатель особенно выгоден благодаря своему легкому весу.

Сегодня двигатель Ванкеля находит все большее применение в других областях, помимо автомобильной промышленности, для которой он изначально предназначался. Помимо использования в гонках и самолетах, этот двигатель используется в ряде развлекательных приложений, таких как модели самолетов и картинги. Двигатель все еще далек от совершенства и не может конкурировать с современными поршневыми двигателями. Однако после достаточного изучения двигателя Ванкеля нетрудно представить себе 2015 год, по крайней мере, с несколькими DeLorean.

Лучший роторный двигатель — USC News

BY Эрик Манкин

4 сентября 1995 г.

Дэвид Б. Уиттри со схемой своего двигателя внутреннего сгорания «ножничного действия»: «Эта конструкция двигателя решает проблемы чрезмерного расхода топлива и загрязнения окружающей среды, которые были неотъемлемой частью более раннего роторного двигателя».

Photo- ERIC MANKIN

Роторные двигатели внутреннего сгорания будут работать чище, тише и эффективнее благодаря усовершенствованиям конструкции, недавно запатентованным инженером USC.

Патентное ведомство США выдало патент № 5 433 179 на беспоршневой двигатель, разработанный Дэвидом Б. Уиттри, профессором Инженерной школы.

Конструкция Wittry основана на форме роторного двигателя, известного как двигатель внутреннего сгорания «ножничного действия». Вместо поршня в нем используются два ротора, каждый из которых оснащен парой лопастей, разнесенных на 180 градусов. Эти толстые лопасти (по две на ротор) соединяются вместе, образуя букву «X», если смотреть на них сбоку.

Когда двигатель проходит свой цикл, роторы поочередно вращаются, фактически преследуя друг друга вокруг цилиндра. Это действие попеременно расширяет и сужает форму «Х», подобно ножницам, лезвия которых попеременно то широко открываются, то почти полностью закрываются.

Лопасти вращаются мимо двух отверстий в стенке цилиндра: через одно отверстие поступает топливно-воздушная смесь, а через другое выходит выхлоп. В традиционном поршневом двигателе для открытия или закрытия этих отверстий необходимы клапаны; в роторном двигателе Виттри эту функцию выполняют сами лопасти.

u0000

Двигатели с ножничным механизмом были предложены до , но конструкция Виттри обеспечивает лучшую связь, чтобы поддерживать синхронное движение роторов, более эффективно охлаждать роторы и повышать эффективность за счет позволяя горящему топливу, питающему двигатель, толкать ротор на дополнительное расстояние каждый раз, когда зажигается свеча зажигания.

Традиционные двигатели внутреннего сгорания имеют поршни или роторы, которые перемещаются точно так же на такт сжатия, который подготавливает топливно-воздушную смесь к воспламенению, как и на такте расширения, когда горячий газ заставляет поршень опускаться или роторы двигаться.

В двигателе Виттри горящие газы расширяются до объема, превышающего объем ранее сжатой топливно-воздушной смеси, в результате чего сгорающее топливо получает больше работы. Большее расширение также означает, что выхлопные газы более холодные, что является большим плюсом для любого двигателя внутреннего сгорания.

Уиттри сказал, что его улучшенный двигатель так же эффективен, как дизель, но намного тише и почти не вибрирует. Кроме того, простая регулировка механизма позволяет одному и тому же двигателю работать на разных видах топлива (таких как бензин, сжатый природный газ, метанол, этанол, пропан, бутан и даже водород).

Как и более ранние роторные двигатели, модель Виттри будет намного легче и дешевле в производстве, чем поршневые двигатели. Но, в отличие от более ранних версий, он не будет жрать топливо благодаря высокоэффективному рабочему такту с дополнительным расширением.

«Для таких приложений, как газонокосилки, цепные пилы или подвесные моторы, это кажется идеальным», — сказал он. «Он должен быть намного тише, чем двигатели с двухтактным циклом, которые сейчас используются для этих приложений, и он должен производить меньше выбросов благодаря своему четырехтактному циклу». Новый двигатель также имеет потенциал для снегоходов, гидроциклов, мотоциклов и, возможно, даже автомобилей, добавил он.

«Эта конструкция двигателя решает проблемы чрезмерного расхода топлива и загрязнения окружающей среды, которые были неотъемлемой частью более ранней конструкции роторного двигателя, двигателя Ванкеля, используемого в Mazda», — сказал он.