Чем роторные двигатели отличаются от обычных двигателей?

Большинство автомобилей, которые вы видите на дороге, имеют под капотом традиционный поршневой двигатель. Однако небольшое количество имеют явное отличие: в них используется беспоршневой роторный двигатель или роторный двигатель. Вместо цилиндрических поршней, которые есть в большинстве двигателей, они используют трехсторонние роторы в продолговатом корпусе для создания сгорания.

Что такое Роторный двигатель?

Роторный двигатель, с которым знакомо большинство американских потребителей, также называется двигателем Ванкеля, названным в честь немецкого инженера Феликса Ванкеля, который разработал эту конфигурацию в 1960-х годах. Некоторые бренды использовали роторную конфигурацию из-за репутации конструкции, создающей впечатляющую мощность при небольшом рабочем объеме. Благодаря небольшому весу и компактным размерам соотношение мощности к весу является одним из лучших среди двигателей внутреннего сгорания.

Хотя это двигатель внутреннего сгорания, он работает совсем иначе, чем традиционные поршневые двигатели. В типичном поршневом двигателе каждый такт выполняет четыре различных действия: впуск, сжатие, сгорание и выпуск. Роторные двигатели выполняют те же четыре работы, но выполняются они в отдельном секторе корпуса двигателя. По сути, это более эффективный способ завершения четырехтактного процесса; аналогично наличию специального цилиндра внутри одной камеры.

Меньше движущихся частей

В роторном двигателе не так много движущихся компонентов, как в поршневом двигателе. В типичном двигателе внутреннего сгорания имеется более 40 отдельных компонентов, таких как шатуны, распределительный вал, клапаны, коромысла, зубчатый ремень, зубчатые колеса, коленчатый вал и, конечно же, поршни, которые должны работать вместе для четырехтактного двигателя. цикла, чтобы совершить один оборот.

С другой стороны, в типичном двухроторном роторном двигателе всего три движущихся части. Два из них — роторы, а третий — выходной вал. Там нет клапанного механизма, как в поршневых двигателях. Ротор улавливает воздушно-топливную смесь, когда она проходит мимо впускного отверстия, затем сжимает ее, когда она проходит мимо зоны сгорания, и позволяет сгоревшей смеси выйти, когда она проходит мимо выпускного отверстия, прежде чем снова запустить цикл. Преимущество меньшего количества движущихся частей заключается в том, что меньше изнашиваемых деталей, меньший вес и отсутствие необходимости замены масла.

Более плавное движение

Детали в традиционном поршневом двигателе меняют направление при вращении, в то время как в роторном двигателе они постоянно движутся в одном и том же направлении. Они также оснащены противовесами, которые устраняют вибрации, возникающие в поршневых двигателях.

Это помогает сделать роторный двигатель более плавным, чем поршневой. Он имеет три оборота на выходном валу за один оборот ротора. Для поршневого двигателя сгорание происходит каждые два оборота и четверть оборота коленчатого вала. Роторы роторного двигателя движутся медленнее, чем поршневого двигателя, что является еще одним фактором, повышающим долговечность.

Отмеченные проблемы

Одним из негативных побочных эффектов роторного двигателя является фактический процесс сгорания. В то время как сами двигатели работают более эффективно с точки зрения создания мощности, топливная экономичность не так хороша. Фактически, типичный поршневой двигатель внутреннего сгорания сжигает примерно 80 процентов воздушно-топливной смеси в камере сгорания, в то время как роторный двигатель обычно сжигает только 70 процентов. Кроме того, проблемы с поддержанием герметичности уплотнений делают роторные двигатели склонными к расходу масла. Эти факторы делают их менее эффективными с точки зрения расхода топлива и более загрязняющими окружающую среду.

Более того, хотя роторные двигатели создают большую мощность при высоких оборотах, они не производят такого большого крутящего момента, как поршневые двигатели, особенно при низких оборотах. Это делает их хорошим вариантом для гоночной трассы, но менее идеальным для повседневной езды по городу.

Роторные двигатели не используются во многих транспортных средствах, особенно в США, из-за требований по выбросам и проблем с надежностью. Однако японский автопроизводитель Mazda добился определенного успеха с двигателем Ванкеля. Их четырехроторный гоночный автомобиль 787 выиграл престижную гонку «24 часа Ле-Мана» в 1991 году, а такие спортивные автомобили, как RX-7 и RX-8, стали культовыми среди любителей автомобилей. Несмотря на это, Mazda не производит роторные двигатели с 2012 года. Хотя компания утверждает, что они по-прежнему занимаются исследованием и улучшением роторных двигателей, учитывая сегодняшние постоянно ужесточающиеся нормы выбросов, маловероятно, что они вернутся. Автолюбители могут только надеяться, что когда-нибудь в будущем они ощутят плавное вращение и высокую мощность нового автомобиля с роторным двигателем.