Роторный двигатель как работает видео: Видео, в котором показано как работает роторный двигатель изнутри

Пару минут назад, на официальном YouTube-канале компании Mazda появился видеоролик, просмотрев который мы убедились в том, что новый роторный мотор обязательно будет представлен.

Самым безопасным автомобилем оказался Mazda CX-30

  Видео, получившее название «50-летие роторного мотора», длится 12 минут и рассказывает об истории создания инженерами японской компании роторного двигателя. Да, это видео ничего не говорит нам нового, но… Именно описание к ролику дает нам понять, что дальнейшая разработка этой технологии имеет место быть: «История Mazda и роторного двигателя еще не закончена». Пока что это все – нет ни примерной даты, ни подробностей о новом спортивном автомобиле. 

  Буквально в прошлом месяце Mazda заявила, что все еще есть надежда на появление совершенно нового спортивного автомобиля, под капотом которого будет новый роторный мотор, но он все еще не находится в разработке. Затем, в начале этого года, были обнаружены патенты, которые, по-видимому, улучшают роторный двигатель, в том числе его эффективность впуска и многое другое. Патенты также намекают на наличие турбонаддува.

    Не так давно, наше издание писало о том, что Mazda CX-5 2020 модельного года получил новые опции и новый ценник. Пока изменения коснулись только моделей с бензиновыми моторами. Деталей о дизельных модификациях компания не сообщала. Обновленный кроссовер поступит в продажу уже в ближайшее время.

© 2007-2022.
Сетевое издание «CarsWeek» зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) 25 апреля 2017 года.
Свидетельство о регистрации ЭЛ № ФС77-69477. Учредитель: Богачков Сергей Григорьевич. Главный редактор: С. Г. Богачков.
Электронная почта редакции: [email protected]. Телефон редакции: +7-915-979-14-25.
Использование материалов сайта разрешается только с установкой активной гиперссылки на CarsWeek.ru. 16+

Как все устроено: роторные двигатели [ВИДЕО]

Питер рассказывает нам об одном из своих любимых элементов автомобильной техники — роторном двигателе. Мы рассмотрим, как работает роторный двигатель, чем он отличается от традиционного поршневого двигателя и почему сегодня роторные двигатели не получили широкого распространения. Посмотрите видео прямо сейчас.

Расчетное время чтения: 5 минут 28 секунд.

Расчетное время чтения: 5 минут 28 секунд.

Если вы не можете посмотреть видео, вы можете прочитать расшифровку видео ниже: Отредактировано для ясности и удобочитаемости

Добро пожаловать в Let’s Talk Automotive. В этом выпуске «Как все работает» мы поговорим о роторном двигателе.

Большинство из вас знакомы с традиционными поршневыми двигателями внутреннего сгорания, конструкция которых, по сути, является архаичной. Когда мы рассматриваем силы, используемые для изменения направления поршня, мы видим, что мы теряем очень много механического КПД. На самом деле, поршень высокопроизводительного автомобиля улетел бы в космос, если бы мы могли отпустить его в верхней мертвой точке. Немецкий инженер Феликс Ванкель разделил мои мысли и сконструировал роторный двигатель, названный в его честь. Он усовершенствовал свой дизайн в 1950-х, а к началу 1960-х мы увидели первые попытки использования двигателя в серийных автомобилях.

Что делает роторный двигатель особенным, так это то, что нам не нужно столько движущихся механических частей, как клапаны, распределительные валы и зубчатые ремни. Нам не нужна целая головка блока цилиндров, поэтому роторный двигатель примерно вдвое меньше поршневого. Кроме того, двигателю не нужно менять направление, он просто продолжает вращаться, развивая все большую и большую мощность.

Какова основная схема двигателя Ванкеля? Во-первых, у нас есть ротор треугольной формы. Ротор находится внутри корпуса и вращается вокруг шестерни или шестерни, прикрепленной к корпусу. Эта шестерня регулирует движение ротора в правильном направлении. Ротор, в свою очередь, вращается внутри эксцентрикового выходного вала, так крутящий момент передается от двигателя. Это похоже на то, как работает коленчатый вал, но уникальным образом.

Давайте посмотрим, как все эти части объединяются, чтобы создать волшебство. Как и поршневой двигатель, роторный двигатель основан на цикле Отто. Цикл Отто показывает, как двигатель имеет циклы впуска, сжатия, сгорания и выпуска.

Цикл начинается с впуска. Когда край треугольной формы проходит через впускное отверстие, он начинает создавать вакуум, который втягивает воздушно-топливную смесь в создаваемую камеру. Когда пик треугольника проходит через впускное отверстие, он запечатывает камеру, позволяя создавать сжатие по мере того, как ротор продолжает вращаться. Когда компрессия достигает своего пика, две свечи зажигания вызывают воспламенение воздушно-топливной смеси. Камера сгорания — это то, что мы называем длинной, поэтому нам нужны две свечи зажигания, чтобы воспламенить топливо как можно быстрее. Использование одной свечи зажигания сделало бы процесс сгорания слишком медленным для производства какой-либо мощности. Расширение горючей воздушно-топливной смеси приводит в движение ротор вокруг корпуса. Мощность вырабатывается до тех пор, пока вершина ротора не пройдет через выпускное отверстие, откуда теперь выбрасываются выхлопные газы. По мере вытеснения выхлопных газов другая часть ротора треугольной формы начинает всасывать свежую топливно-воздушную смесь, завершая цикл. Поскольку первая сторона треугольника всасывает топливно-воздушную смесь, вторая сторона создает сгорание, а третья сторона выпускает выхлопные газы. Цикл будет продолжаться до тех пор, пока двигатель не будет выключен. Мы завершаем все четыре цикла за один оборот ротора, в то время как наши поршневые двигатели достигают такого же сигнального оборота за четыре хода поршня с минимум тремя цилиндрами.

В некоторых конструкциях роторных двигателей используются два ротора в одном корпусе, которые дополняют друг друга. Когда первый ротор входит в цикл сгорания, вскоре после этого должен войти второй. Это создает равномерный, постоянный поток мощности, который приводит в движение выходной вал. Выходной вал известен как эксцентриковый вал, потому что его выступы установлены не по центру вала. Каждый ротор установлен на одном из этих кулачков, а это означает, что каждое вращение кулачка заставляет вал вращаться три раза за каждый отдельный оборот ротора. Вот как работают такие высокооборотные роторные двигатели.

Как обсуждалось в предыдущих разделах, мощность описывает скорость, с которой мы создаем крутящий момент. В высокооборотном двигателе, таком как роторный, нам не нужно создавать большой крутящий момент для достижения огромной мощности. Мы можем даже увеличить мощность роторного двигателя, добавив турбонаддув, а высокая частота вращения двигателя устраняет большую часть турбо-запаздывания.

В роторном двигателе меньше движущихся частей. Вместо нескольких цилиндров у нас есть один корпус, занимающий вдвое меньше места. Однако есть некоторые недостатки.

Во-первых, длина камеры сгорания означает, что мы не всегда можем сжечь все топливо, поэтому часть этого топлива выбрасывается через выхлоп. Некоторые могут рассматривать это как преимущество, поскольку он создает прохладное пламя через выхлоп, но увеличивает расход топлива и выбросы роторного двигателя. Во-вторых, масло, которое используется для смазки корпуса, также сгорает при нагревании двигателя, что еще больше увеличивает количество выбросов углерода. Кроме того, есть верхушечные уплотнения, которые всегда были проблемой с точки зрения отказа. Уплотнения выходят из строя из-за разницы температур внутри корпуса. Есть холодная часть корпуса на впуске, горячая часть, где происходит сгорание, и теплая часть на выпуске, и все они сосуществуют одновременно. Это создает различные температурные коэффициенты расширения материалов. В процессе сгорания также происходит накопление углерода, который повреждает уплотнения.

Благодаря использованию экзотических материалов, теплозащите от экстремальных колебаний температуры и конструкции керамических уплотнений роторный двигатель стал чрезвычайно надежным. К сожалению, высокие выбросы остаются проблемой и в конечном итоге привели к упадку роторного двигателя. Однако, если бы мы использовали водород в качестве источника топлива, роторный двигатель, по сути, стал бы двигателем с нулевым уровнем выбросов. Насколько это радикально?! Так что давайте возьмем большие пальцы за то, что, возможно, есть движение к использованию водорода в качестве источника топлива.

На этом мы завершаем наш рассказ о том, как работают роторные двигатели.
Мы с нетерпением ждем встречи с вами в нашем следующем выпуске Let’s Talk Automotive.

Чтобы посмотреть полный эпизод, посетите: https://www.facebook. com/LetsTalkAutomotive/videos/?ref=page_internal

Хотите знать, когда будет доступен следующий эпизод? Зарегистрируйтесь, чтобы получать уведомления прямо на свой почтовый ящик.

MAZDA: сложный процесс, превращающий каждый роторный двигатель в произведение искусства

Mazda рядом с вами

Мы думаем, что вы находитесь в

• Европа
• Азиатско-Тихоокеанский регион
• Северная и Южная Америка
• Ближний Восток и Африка

МЫ — MAZDA

Мастерство, люди и страсть к роторному двигателю Mazda 13B

Резюме предыдущей статьи:
В прошлой статье мы отправились на экскурсию по заводу Mazda, который производит роторные двигатели 13B с 1974. Мы углубились в то, что именно роторный двигатель означает для Mazda, и почему мы не отправили его в учебники истории.
Мы заглянули в то, что можно было бы назвать эстафетой эстафетной палочки — более чем полувековая история роторных двигателей передается будущим поколениям. Мы встретились с мастерами Такуми, занимающимися производством роторных двигателей, и почувствовали их страсть к «двигателю мечты».

Давайте продолжим нашу экскурсию с нашим ветераном-механиком с 36-летним стажем Тетсуей Сато и глубже заглянем внутрь этой очаровательной фабрики.

По сей день каждый роторный двигатель 13B тщательно изготавливается вручную

Мы уже добрались до фабрики, но впереди еще ряд возвышающихся машин. Инженеры проходят через каждую из этих обрабатывающих машин, прежде чем один ротор — сердце роторного двигателя — будет завершен.

Среди рядов машин я вижу столы, заставленные измерительными приборами.

Сато объясняет: «Мы используем их для проверки деталей на критических этапах производства, чтобы обеспечить оптимальное качество и точность. Мы регулярно проверяем и обслуживаем все обрабатывающие машины, и если это особенно важная машина, мы будем делать это каждый раз, когда нам нужно использовать машину. Даже в этом случае очень важно, чтобы мы измеряли детали после обработки, чтобы быть абсолютно уверенными в том, что они выполнены в соответствии с самыми высокими стандартами».

Для некоторых процессов это означает, что определенное количество деталей из партии отбирается случайным образом и проверяется на точность. Что касается других процессов, команда проверяет каждую деталь, проходящую через машину. Конечно, все эти проверки проводятся вручную.

Я вижу столы с аккуратно расставленными штангенциркулем и другие с многочисленными микрометрами, прикрепленными к измерительным приборам — фабрика оснащена всеми инструментами, необходимыми на каждом этапе обработки, чтобы обеспечить идеальную отделку каждого роторного двигателя. Среди всех этих инструментов мне бросилось в глаза одно особенно своеобразное устройство.

«Это контрольное приспособление, используемое для того, чтобы убедиться, что мы достигаем точных проектных значений для внешней периферии ротора. Это то, что мы проверяем на каждом роторе, когда он близок к завершению, а не только на случайных образцах. Мы дотошны. Даже небольшое отклонение — и мы возвращаемся к этапам обработки и вносим исправления, пока не будем полностью удовлетворены», — объясняет Сато.

Сначала Сато прикрепляет идеально обработанный ротор, используемый в качестве эталонной версии для сравнения последующих роторов, к приспособлению и сбрасывает окружающие измерительные устройства на правильные настройки. Затем он меняет главный ротор на проверяемый и включает переключатель в нижней части приспособления. Ротор тихо опускается в приспособление. Затем он проверяет и записывает каждое значение, отображаемое на измерительных устройствах, чтобы определить, нуждается ли ротор в регулировке или он может перейти к следующему этапу обработки. Каждый ротор, отгружаемый с этого завода, проходит эту проверку. И все это делается вручную.

«Эти проверки занимают невероятно много времени, но они также позволяют нам учиться у тех, кто был до нас, то есть их понимании того, что нужно для создания роторных двигателей с максимально возможной производительностью».

«Если вам интересна такая работа, я покажу вам кое-что еще». Сато превращается в ряд машин и ведет меня к рабочему пространству, окруженному высокими обрабатывающими машинами.

«Здесь мы заканчиваем ротор с точки зрения веса и динамического баланса. Динамический баланс относится к тому, как уравновешивается вес ротора, и это чрезвычайно важный фактор для достижения плавного вращения. Конечно, мы делаем это для каждого ротора и, опять же, все вручную. Вот, позвольте мне показать вам, как».

После этого Сато берет ротор, ожидающий следующего этапа обработки, взвешивает его и устанавливает в машину. Затем он нажимает на переключатель, и ротор начинает вращаться. Серия метров показывает, насколько сбалансирован ротор, прежде чем он снова перестанет вращаться. Затем он устанавливает ротор на другой станок и подпиливает детали, требующие регулировки, продолжая проверять показания счетчика. Он повторяет этот процесс измерения и уточнения снова и снова, пока не увидит, что ротор имеет точно правильный вес и динамическую балансировку, и расплывается в улыбке.

«Для людей, которые думают о современных фабриках с компьютерным управлением, когда представляют себе фабрику, такая ручная работа может показаться особенной. Но на самом деле для нас в этом нет ничего особенного — это то, что мы делаем каждый день здесь, в Mazda. Дело даже не в том, что мы перешли на ручную обработку, потому что роторные двигатели перестали устанавливать на новые машины и объемы производства упали. Так было всегда. Каждый роторный двигатель 13B, когда-либо поставленный клиентам по всему миру, изготавливался именно таким образом вручную, здесь, на этом заводе».

Он на мгновение замолкает, затем рассказывает о себе.

«В старших классах я любил автомобили и решил работать на автопроизводителя. Я присоединился к Mazda, потому что меня интересовал роторный двигатель. В то время многие новые сотрудники хотели заниматься производством роторных двигателей, поэтому я считаю, что мне очень повезло, что моя мечта сбылась. Мои школьные друзья завидовали, когда я сказал им, что работаю над роторным двигателем. В то время работа над роторным двигателем определенно была мечтой для нас, инженеров Mazda, поэтому мы очень гордились тем, что делаем. Поэтому, естественно, я был очень расстроен, когда узнал, что мы больше не собираемся использовать роторные двигатели в новых автомобилях. Да, я был очень разочарован».

«Но в то же время Mazda также решила продолжить производство роторного двигателя и его компонентов. Продолжая производить роторные двигатели, которым Mazda доверила наши мечты об автомобилях будущего, мы продемонстрировали нашу готовность продолжать поддерживать клиентов во всем мире, которые выбрали автомобили с роторными двигателями».

«С тех пор Mazda продолжает производить роторные двигатели 13B каждый божий день. И благодаря этому я тоже все еще здесь».

«Я работаю здесь, потому что считаю, что мы должны отвечать взаимностью на лояльность клиентов, продолжая производить высококачественные детали для роторных двигателей, чтобы энтузиасты могли продолжать наслаждаться своими роторными автомобилями в отличном состоянии. Для этого нам нужно обслуживать оборудование на этом заводе, которое было создано благодаря творчеству и мастерству первых инженеров-ротаторов, понимать причины и значение каждой части производственного процесса и тщательно выполнять каждый процесс, чтобы мы могли сохранить пламя роторного двигателя для будущих поколений.

Все десять членов команды, работающих на этом заводе, чувствуют то же самое, и именно это мотивирует их выполнять тяжелую ручную работу по созданию роторных двигателей 13B. «Они чувствуют цель и чувство удовлетворения в ежедневной работе по производству роторных двигателей», — объясняет Сато от имени своих коллег, когда он снова начинает ходить.

«Мы проводим окончательную проверку готовых роторов здесь. Позволь мне показать тебе.»

Команда настоящих Такуми — мастеров своего дела — с многолетним опытом в своем ремесле защищает концепцию Mazda относительно роторного двигателя

Познакомьтесь с Норифуми Онака, еще одним инженером, который последние 35 лет занимается производством роторных двигателей 13B на этом заводе. Как и Сато, он может выполнять все процессы, необходимые для производства каждого компонента роторного двигателя 13B. Я разговаривал с ним как раз в тот момент, когда он закончил окончательную проверку ротора, завершившего процесс изготовления.

«Я только что закончил общий осмотр, чтобы убедиться, что ширина и глубина канавок верхнего и бокового уплотнений соответствуют спецификациям, правильно ли собраны шестерни, установленные на эксцентриковых валах, и нет ли царапин или пятен. ”

Затем он начинает крутить готовый ротор в руках, вставляя специальный инструмент в ряд контрольных точек. Время от времени он потирает область, где находится инструмент для осмотра, пальцем и поднимает его, чтобы осмотреть в лучшем свете, снова и снова внимательно рассматривая его с серьезным выражением лица.

Инструмент для проверки канавок боковых уплотнений

«У нас есть подробная, установленная процедура для поддержания точности контрольного инструмента и надежной проверки состояния ротора. Если мы не будем следовать процедуре, мы не только испортим инструмент для проверки, но и повредим роторы. Когда я растираю каждую секцию пальцами, я провожу тактильную проверку, чтобы определить погрешность. Проверка на ощупь так же важна, как и визуальный осмотр продукта».

«Все, что я знаю о роторных двигателях, было передано мне инженерами, работавшими до меня, и я считаю, что мы несем ответственность за передачу этих знаний молодому поколению в Mazda».

Закончив эту работу, Онака мгновение смотрит на свои руки, а затем застенчиво смеется. Я мог сказать, что, как настоящему ремесленнику, быть в центре внимания, как это, не было для него естественным, и его манеры напомнили мне Васио, которого я встречал ранее. Я понял, что смотрю на настоящую сделку — на тех, кого мы здесь, в Японии, называем инженерами Такуми. Персонал этой фабрики не был заинтересован в том, чтобы быть в центре внимания, а вместо этого работал изо дня в день, оттачивая свое мастерство до высочайшего уровня, и все это для чьего-то удовольствия.