Роторный двигатель

Роторный двигатель это двигатель внутреннего сгорания, в котором четыре такта: впуск, сжатие, сгорание и выпуск, происходит в одной камере, но в разных ее частях, ограниченных ротором сложной формы. Устройство роторного двигателя сильно отличается от устройства более распространенного поршневого двигателя.

роторный двигательИстория роторного двигателя. Первый роторный двигатель был изобретен в I веке нашей эры. Это сделал Герон Александрийский. Этот великий механик древности отметился многими изобретениями. Его паровую турбину эолипил можно отнести к роторным двигателям.

Нужно сказать, что технология роторных двигателей, до того, как изобрели поршневой двигатель внутреннего сгорания, была достаточно популярна. Шотландский изобретатель Джеймс Уатт, которого историки считают изобретателем поршневой паровой машины, изначально рассматривал ротор, как движущая сила своей конструкции, но не сумел разработать действующую модель такого двигателя.

Наша страна так же не оставалась в стороне от технологии роторного двигателя. Самой удачной моделью парового роторного двигателя считается разработка инженера – механика Тверского. Его двигатель довольно хорошо зарекомендовал себя на речном флоте, его устанавливали на небольшие лодки. Есть сведения, что двигатель Тверского испытывался на первых подводных лодках.

Роторный двигатель современной конструкции ассоциируется с именем Феликса Ванкеля. Будущий известный инженер, подобно Менделееву, увидел конструкцию мотора с движением поршня по кругу во сне. Первые чертежи роторного двигателя Ванкель создал а 1929 году. Но, он их закинул в дальний ящик и стал разрабатывать другие устройства. Нужно сказать, что немец был выдающимся инженером, он разработал концепции малых морских судов, которые обогнали свое время.

Благодаря своей известности в середине 30 годов XX века, Феликс Ванкель смог позволить себе открыть свою лабораторию, где вел как собственные разработки, так и разработки для BMW. Но, благополучная жизнь длилась не долго. Феликс не лестно отозвался об экономической политики нацистской власти, за что получил тюремный срок. Во время войны, Ванкель работал над уплотнениями для торпед, за что после нее опять получил срок за пособничество нацизму. К тому же, французская армия, при наступлении союзников, уничтожила лабораторию Ванкеля и конфисковала его чертежи.

В 1951 году, после того как известного инженера выпустили из тюрьмы он устроился в компанию NSU, которая славилась в то время своими гоночными мотоциклами. Спустя 6 лет работы в компании, Ванкель создал прототип роторного двигателя. Образец представлял собой неподвижный ротор, с вращающимся вокруг него корпусом. Хоть Феликсу не удалось довести такую модель до совершенства, именно ее он считал перспективной. Через два года, в лаборатории NSU совместными усилиями Ванкеля и Фреде удалось создать роторный двигатель с конструкцией современного типа.

Первыми, кто увидел потенциал в роторном двигателе, оказались сотрудники японской компании Mazda. В 1963 году представители японской компании выкупили патент и стали усовершенствовать конструкцию роторного двигателя Ванкеля.

работа роторного двигателя

Схема работы роторного двигателя

Первый японский автомобиль вышел из цеха Mazda в мае 1967 года. Уже через 3 года количество роторных автомобилей Mazda перевалило за 100 тысяч.

Принцип работы роторного двигателя. В роторном двигателе сложные формы корпуса и ротора создают камеры сгорания топлива. Такие этапы работы двигателя внутреннего сгорания как впуск, сжатие, сгорание и выпуск происходят в одной камере, но в различных ее частях. Давление, создающееся от сгорания смеси топлива и воздуха, в одной из частей камеры, действует на ротор, форма которого напоминает треугольник и он проворачивается, открываю другую камеру в другой части цилиндра.

Система гозораспределения у роторного двигателя отсутствует. Сам ротор работает как газораспределительный механизм.

Виды роторного двигателя. На сегодняшний момент перспективными считают два вида роторного двигателя: роторно-поршневой двигатель и роторно-лопастный двигатель.

Роторно-поршневой двигатель состоит из трехгранного ротора, помещенного в цилиндр сложной формы. Такты сжатия образовываются за счет изменения объема между корпусом и ротором. Такой тип двигателя хорошо себя зарекомендовал. Он способен выдержать большие обороты, но обладает низким ресурсом деталей.

Роторно-лопастный двигатель был разработан в 1973 году советским инженером Михаилом Вигрияновым. Ротор в таком двигателе состоит из двух (в последующих моделях и более) лопастей, которые вращаются в цилиндре более простой формы, чем у роторно-поршневого двигателя. Главная деталь такой разновидности роторного двигателя – синхронизатор, который отвечает за изменение объема между лопастями. Именно проблема разработки сложного синхронизатора тормозит создание опытной модели такого вида роторного двигателя. Правда, в последнее время, появились несколько моделей двигателя Вигриянова собранных энтузиастами.

Плюсы роторных двигателей. У роторных двигателей есть несколько преимуществ по сравнению с поршневыми: малый вес, меньшие габариты, меньший уровень вибрации, высокая мощность и высокая надежность.

Малый вес. Благодаря отсутствию в конструкции роторного двигателя поршней, коленвала и шатунов, его масса значительно выигрывает у массы поршневого двигателя внутреннего сгорания.

Малые габариты. Роторный двигатель сходной мощностью всегда будет выигрывать у поршневого в габаритах. Малые размеры двигателя облегчают оптимальное расположение трансмиссии, а так же позволяют сэкономить на пространстве для пассажиров и водителя.

Меньший уровень вибрации. Единое направление вращения ротора позволяют уменьшить вибрацию, присущую поршневому двигателю.

Высокая мощность. Благодаря конструкционным особенностям роторного двигателя он может выдавать мощность в течении ¾ каждого оборота вала, в то время как поршневой выдает ее за ¼.

Большая надежность. Из-за меньшего количества подвижных деталей, поршневой двигатель реже выходит из строя. Простой роторный двигатель состоит из 3 деталей, а поршневой из 40.

Минусы роторного двигателя. Главными минусами роторного двигателя считаются большой расход топлива и высокая токсичность выхлопных газов. Современные модели такого вида двигателя улучшили эти показатели, но они пока все равно уступают аналогичным показателям поршневых двигателей.

Кроме того, есть еще несколько критериев, по которым роторный двигатель уступает поршневому: низкий температурный режим снижает мощность, более сложное обеспечение герметичности уплотнений, сильный нагрев

Renesis

Роторный двигатель нового покаления Renesis

корпуса и износ уплотнений при высокой температуре.

Роторный двигатель имеет право на существование. Примером тому может послужить автомобили Mazda RX-7 и RX-8 которые уже более 3 десятков лет радуют своих владельцев. Кстати под капотом RX-8 стоит улучшенный вариант роторного двигателя Renesis, в котором решены две главные проблемы двигателей такого вида: токсичность выхлопов и большая прожорливость. Выхлопы двигателя Renesis соответствуют стандарту Euro-IV, а расход топлива сокращен на 40% по сравнению с предыдущими моделями роторного двигателя.

Pop Hi-Tech > Устройства > Роторный двигатель

Похожие статьи

Один комментарий на “Роторный двигатель”

  • А если вместо воспламеняющегося топлива использовать сжатый воздух и вместо выпускного такта -использовать вакуум то получится та же схема работы поршней -количество которых можно увеличить для того чтобы повысить кпд ибо конечно воздух сжатый не даст такого же момента как его не сжимай. Стенки такой головки блока цилиндров -двигатель сам выступая герметичным баллоном для хранения двух констистенций воздуха (сжатого и вакуума) сделан с двойными ~тройными стенками каждый из внешних резервуаров за этими стенками большего объёма чем первый -где поршни. Эти стенки служат и для поддержания определённой температуры (как в термосе) чтобы на жаре вакуум не расширялся, а на холоде.. И для того чтобы эти дополнительные резервуары обеспечивали конструкции двигателя -баллона максимальную крепость удерживая внутри сжатый и вакуумный воздух -«суПстанции» которые заключены в двух раздельных частях головки двигателя и как в организме человека кровь -так же эти разные консистенции воздуха лишь перегоняются (посредством оригинального распределителя) в «камеры сгорания» поршней: в один и тот же момент на поршень сверху подаётся сжатый воздух и снизу подаётся вакуум = поршень под давлением сверху и вытяжкой его снизу -двигается в заданном направлении вращая вал. Шатуны несколько оригинальной формы -для того чтобы увеличив рычаг появилось дополнительное кпд, а компенсируется такой удлинённый шатун поршней -дополнительным количеством поршней (в отличие от 4 или 8 поршневых двигателей) здесь поршней предполагается как минимуму 16. Вместо системы клапанов (впускных -выпускных)схематично: литая конструкция втулки (аля вал) диаметром ~ 3 -5 см, с перпендикулярным сечением -отверстием в ней через которое в момент прокручивания этой втулки подаётся сжатый воздух и вакуум. Эта втулка замена клапанов + пружины + постоянное обгорание, сгибание и прочие деформации клапанного механизма, а так же и даже вес конструкции, сложнота =) обслуживания и регулировки клапанов.. Конкретных чертежей данного двигателя пока что не существует ибо задумка сия лишь зреет с недавнего времени во мню =) Ну может додумаю самый главный элемент такой конструкции -«распределитель» этих констситенций воздуха и компрессор который подкачивает воздух в камеру сжатого и одновременно создаёт вакуум -то есть перегоняя воздух в предварительные камеры -таким образом такое устройство выполняло бы функции и распределителя и глядишь генератора (?) Но главное это вероятно какие то супер мега надёжные и простые в конструкции форсунки сквозь которые и легко и прочно закреплённым должен летать воздух с афигенным количеством атмосфер сжатия и разжатия оного =) *Электричество в электрооборудование (компрессор -распределитель) такого движка поступает от оригинальных установок пьезоэлементных -которые монтируются (в в компенсирующем тряску -разрушения коконе) на рычагах подвески колёс (схематично) и при каждом даже пару миллиметров ходу подвески срабатывает цикл такого пьезоэлемента посредством чего в каждые эти ~ 2 мм хода такой подвески -совершается выработка электротока этими пьезоэлементными установками в подвеске автомобиля. Аналогичные пьезоэлементы (вероятно) установлены в некоем прототипе дорожного покрытия (под асфальт укладывается..) придуманного в 2009 каким то Ипонским изобретатором, и вероятно нечто подобное выпускает сегодня американская контора по выпуску этих самых пьезоэлементных установок -«АРС». По мимо того, что такой двигатель не вредит озоновому слою (который в немалой степени противостоит пролетанию всякого хлама на землю -метеоритов и прочего сырья) это ещё и не стоит денег на заправку да и к тому же здоровье людей не подрывает за счёт отсутствия вообще какого либо выделения от такого двигателя. Я уж не говорю про всякого рода «расприи» на почве добычи и перепродажи нефтепродуктов, что кстати и позволяет кучке избранных жить не жужжа (в то время как рядом люди порой убивают друг друга за кусок еды) и одновременно стагнируя в своё русло экономику создают всякого рода условия для инфляции одной страны, инфраструктуры, сообщества,… — в угоду выгодным только этой индустрии надобностям.. Да ивек то на дворе уже не каменный чтобы тупо жать из землицы матери чоорное месиво и сжигая его с бубнами вокруг оного танцевать выражая свой экстаз от оного мероприятия в трёх аккордах =) Нет сама отрасль добычи и переработки должна жить (вероятно понизить уровень добываемого ибо землице тоже хоцца магну планеты поддерживать в температуре всё же плюсовой, а не угасать охлаждаясь..) но акцентировать данное направление на всякого рода освоении космоса — в конце концов кто то же если не мы должен полететь и освоить ближайшие планеты -как источники полезных ресурсов, а землю родимую поддерживать и беречь, а не сжигать и выкачивать как последний день живём, а ?!

Оставить комментарий

Случайное видео с сайта

Интересное в науке
Нанороботы в медицине
Медицина будущего будет строиться на работе нанороботов. Уже сейчас в этом направлении есть замечательные прорывы. Стоит отметить хотя бы респироцита – наноробота, который выполняет функции кровеносного эритроцита
Далее . . .

Графен – материал будущего
Возьмите обычную пищевую пленку. Она почти ничего не весит, и при попытке ее порвать у вас это легко получится. Теперь представьте себе материал который в несколько раз тоньше пленки.
Далее . . .

Интересное в технике

iPad 4G. Новый планшетный компьютер от Apple
По последним данным, Apple контролирует 73% рынка персональных компьютеров. Первое устройство серии iPad в свое время и обеспечило такой колоссальный кусок самого перспективного рынка
Далее . . .

Энергетика
Альтернативная энергетика сегодня
После нефтяного кризиса 1973 года, многие страны стали складывать средства в альтернативную энергетику, то есть ту, которая не связана с производством энергии из нефти, газа и угля.
Далее . . .

quick input type=