у каких машин роторный двигатель

Японские легенды: роторная история Mazda

Создавать необычные, нетрадиционные конструкции, чтобы сделать очередной шажок к прогрессу — удел истинных инженеров-изобретателей. Одним из таких талантливых ученых был немец Феликс Ванкель. Легенда гласит, что в 17 лет он увидел во сне двигатель необычной компоновки и всю жизнь пытался воплотить свой сон в реальность.

Долгая дорога к серии

Легенда легендой, однако, сухие факты говорят нам, что еще в 1929 году Ванкель запатентовал свою конструкцию. Тем не менее до постройки первого прототипа прошло более 20 лет. Лишь в 1951 году, устроившись на работу в одну из старейших автомобильных фирм Германии, NSU, Феликс, совместно с не менее талантливым инженером Вальтером Фройде, смог создать рабочий двигатель по своей схеме. Еще 6 лет понадобилось, чтобы довести конструкцию до серийного состояния.

Все дело в том, что компоновка ДВС Ванкеля является, мягко говоря, необычной. Нет привычных нам поршней, шатунов и цилиндров. Вместо этого — трехгранный ротор, в виде треугольника Рёло, вращающийся в цилиндре особой овальной формы.

Основным плюсом роторно-поршневого двигателя (РПД) являлась удельная мощность: при компактных размерах и очень малом весе с первого серийного «Ванкеля» снимали 50 л. с. И это с рабочего объема в 0.5 литра! О минусах такого двигателя пока было известно мало. Громкий дебют NSU Spider с роторно-поршневым двигателем в 1964 году дал толчок развитию этого перспективного ДВС. Даже в США предпринимались попытки построить подобный мотор. Однако главным источником развития РПД стало совместное предприятие Comotor, в которое вошли Citroen, NSU и… никому не известная на тот период времени японская компания, выпускавшая грузовички под названием Mazda-go.

Французы, воспользовавшись совместными наработками, создали Citroen GS Birotor — прототип с двухрядным РПД. Немецкие партнеры построили выдающийся для своего времени автомобиль — дебютировавший в 1967 году NSU Ro 80 был напичкан новинками: двухсекционный роторный двигатель, трехступенчатый «автомат», независимая подвеска всех колес, передний привод.

Ro 80 завоевал несколько наград на выставках… и похоронил NSU! Очень скоро выяснилось, что автомобиль обладает множеством недочетов, главным из которых стал чрезвычайно низкий ресурс РПД. Гарантийные обязательства, которые смело взяла на себя немецкая компания, буквально потопили ее. Банкротство, слияние с Auto Union и закрытие темы РПД в Европе — таким оказался финал красиво начинавшейся истории NSU.

Очередное японское чудо

Итак, к середине 60-х годов только маленький неизвестный японский производитель остался один на один с РПД (не считая успешных советских наработок, которые достойны отдельного рассказа).

Надо отметить, что инженеры Mazda взялись за дело довольно активно — в короткий срок они разработали как простой РПД, практически полную копию мотора NSU, так и двухсекционный вариант. Именно последний был установлен на новинку 1964 года — автомобиль Mazda Cosmo. Компактный, легкий и симпатичный автомобиль стал флагманом компании. На фоне автомобильного бума, последовавшего в Японии за Олимпиадой-64, на ура расходились любые новинки, а Cosmo со своим смелым дизайном, неплохими характеристиками и невиданным ранее двигателем стал хитом в Японии.

При этом машина позиционировалась не как повседневная, дабы не повторить провал Ro 80. Мощным стимулом для покупки Mazda с РПД были и налоговые льготы — ведь в тот момент в Японии платили не заколичество лошадиных сил, а за объем. С 0.980 куб. см. двухсекционного ротора инженеры Mazda снимали 110 л. с. и, по факту, японский автолюбитель, обладая спортивной машиной, платил налог как за обычную Toyota Corolla c литровым двигателем.

В таких условиях, а также учитывая малые японские пробеги (страна-то компактная), недостаток РПД в виде малого ресурса, сгубивший этот двигатель в Европе и Америке, отошел на второй план. Роторные двигатели Mazda и спортивный дизайн автомобилей этой компании стали на пару десятилетий ее визитной карточкой на внутреннем рынке.

Было выпущено 5 поколений Mazda Cosmo. Двигатели Ванкеля для этих машин постоянно совершенствовались, получая турбонаддув, дополнительные секции и объем. Линейка Cosmo выпускалась в основном для внутреннего рынка Японии. Некоторые автомобили серии показывали выдающиеся результаты. К примеру, Cosmo HB 1982 года в кузове купе с турбомотором 12А-6PI (два ротора, турбина, впрыск топлива) стал официально самым быстрым серийным автомобилем года в Японии.

Вершиной линейки Cosmo стало поколение JC (1990–1996) с 300-сильным трехсекционным РПД 20B-REW.

На иностранном рынке компания Mazda также продвигала РПД — в линейке спортивных автомобилей серии RX. Самой известной среди них стала серия RX-7: три поколения и более 800 тысяч машин — отличный показатель для автомобиля с РПД Ванкеля, продававшегося вне Японии. Двигатель Mazda RX-7 последнего поколения впервые в отрасли получил двухступенчатый турбонаддув. Именно на RX-7 стал устанавливаться наиболее массовый двигатель Ванкеля в истории — Mazda 13B, мощность некоторых модификаций которого доходила до 280 л. с. (с 1.3 л объема!).

Различные модификации этого двухсекционного РПД до сих пор колесят по планете, удивляя своим необычным звуком работы.

Но вслед за громким и стремительным взлетом ротора наступило его не менее быстрое падение. В конце 90-х годов РПД стал сдавать свои позиции как в Японии, так и по всему миру: если с низким ресурсом фанаты были готовы мириться (в том числе ради ощущений при езде), то экологические требования стали наступать на горло производителю. Сделать двигатель Ванкеля экологически чистым оказалось гораздо сложнее, чем традиционный ДВС.

Последним и, наверное, наиболее красивым и узнаваемым автомобилем Mazda с РПД стала модель RX-8, производившаяся с 2003 по 2012 годы.

Специально для этой машины двигатель 13B-MSP сделали более экономичным и экологичным. Отказавшись от турбины, немного потеряли в мощности. Однако благодаря переделанному выпуску удалось перекомпоновать впускную систему. Двигатель стал способен работать на более бедных смесях, улучшились топливные и экологические показатели.

Потеря в мощности оказалась незначительной — благодаря применению электроники DENSO (ДМРВ и лямбда-зонды) удалось подобрать оптимальные режимы работы РПД. Обновленный двигатель, получивший название Renesis, удостоился нескольких премий, в том числе и как Двигатель года-2003.

Однако интерес к РПД у покупателя падал, эпоха роторных двигателей подошла к своему завершению, и выпуск машин с этим мотором был прекращен. Знамя, которое выпало из рук компании Mazda, оказалось некому подхватить.

Время от времени Mazda демонстрирует прототипы, которые вроде бы призваны возродить линейку RX, закрытую семь лет назад. Также источники утверждают, что работа над перспективными РПД ведется, хотя и в медленном темпе. Однако вполне «живых» машин семейства RX и по сей день немало, в том числе и на дорогах России. Если вам посчастливилось стать владельцем легендарного роторного автомобиля, например RX-8, вы сможете без труда подобрать запчасти на свою «рыксу» в электронном каталоге DENSO.

Источник

7 лучших автомобилей с роторным двигателем (8 фото)

NSU Spider
К сожалению, во время Второй мировой роторный двигатель был никому не нужен, так как не прошел достаточную «обкатку» в автомобильном сообществе и лишь после ее окончания чудо-мотор начинает «выбиваться в люди». В послевоенной Германии первой компанией, которая обратила внимание на интересный агрегат, была NSU. Именно двигатель Ванкеля должен был стать ключевой «фишкой» модели. В 1958 году начались разработки первого проекта, а в 1960 уже готовый автомобиль был показан на конференции немецких конструкторов.

NSU Ro-80
Интересно, что не NSU Spider принес Феликсу Ванкелю популярность, а его второй автомобиль — NSU Ro-80. Его представили в 1967 году, сразу после прекращения выпуска предыдущей модели. В компании решили не медлить и как можно быстрее развивать «роторный рынок». Седан оснастили 1,0-литровым мотором, который развивал мощность в 115 лошадиных сил. Автомобиль, который весил всего 1,2 тонны разгонялся до «сотни» за 12,8 секунды и имел максимальную скорость в 180 км/ч. Сразу же после выхода машина получила статус «Авто года», о роторном двигателе стали говорить, как о моторе будущего, и огромное множество автопроизводителей купили лицензии на производство роторных двигателей Феликса Ванкеля.

Впрочем, сам NSU Ro-80 обладал рядом отрицательных качеств, которые были без преувеличения масштабны. Расход топлива у Ro-80 составлял от 15 до 17,5 литров на 100 км, и в период топливного кризиса это было просто ужасно. Мало того, неопытные водители очень часто «убивали» эти хрупкие двигатели настолько быстро, что даже не успевали проехать и двух тысяч километров. Но, даже не смотря на это, автомобиль пользовался бешеной популярностью, и роторный двигатель укреплял свои позиции.

Mercedes C111
В 1970 году на Женевском автошоу «Мерседес» представили модель С111 с роторным двигателем. Правда, анонсировали его годом ранее, но то был лишь опытный образец, который, впрочем, имел просто заоблачные характеристики. Автомобиль оснащался трехсекционным двигателем объемом 1,8 литра и мощностью в 280 лошадиных сил. Mercedes C111 разгонялся до 100км/ч за 5 секунд и имел максимальную скорость 275 км/ч.

Представленная в Женеве версия даже превысила эти показатели: максимальная скорость составляла 300 километров в час, а добраться до отметки в 100 км/ч можно было за 4,8 секунды. При этом роторный двигатель выдавал аж 370 лошадиных сил. Этот автомобиль был по своей природе уникален и имел просто колоссальную популярность среди автолюбителей, но в Mercedes не собирались пускать C111 на конвейер опять же из-за сверх прожорливого мотора. К сожалению, автомобиль так и остался на стадии опытного образца, тем самым почти похоронив роторный двигатель.

Mazda Cosmo Sport
Казалось бы, роторный двигатель канул в небытие и окончательно пропал из виду, если бы не японцы, который пристально наблюдали за детищем Ванкеля. Mazda Cosmo Sport стал первым авто компании из Страны восходящего солнца, который оснащался этим чудо-мотором. В 1967 году началось серийное производство этого автомобиля, и оно не увенчалось успехом – свет увидели всего 343 машины. Всему виной ошибки в проектировке автомобиля: изначально Cosmo Sport имел 1,3–литровый двигатель мощностью в 110 лошадиных сил, разгонялся до 185 км/ч при помощи 4-ступенчатой ручной коробки передач, но имел обычную тормозную систему и, как казалось разработчикам, слишком короткую колесную базу.

В 1968 году японцы выпускают вторую серию Mazda Cosmo Sport, которая получает 128-сильный роторный двигатель, 5-ступенчатую ручную коробку передач, улучшенные 15-дюймовые тормоза и увеличенную колесную базу. Теперь автомобиль лучше чувствовал себя на дороге, разгонялся до 190 км/ч и имел неплохие продажи. Всего же было выпущено порядка 1200 машин.

Mazda Parkway Rotary 26
«Мазде» настолько понравился двигатель Феликса Ванкеля, что в 1974 году на свет появилась модель Parkway Rotary 26 – единственный в мире автобус с роторным двигателем. Он оснащался 1,3–литровым агрегатом, который выдавал 135 л. с. и, что немаловажно, обладал низким уровнем содержания вредных веществ в выхлопных газах.

Вместе с 4-ступенчатой ручной коробкой передач 3-тонный автобус мог легко набрать скорость в 160 км/ч и имел достаточно вместительный салон. Число 26 в названии означало количество посадочных мест в автобусе, но имелась также и люксовая версия на 13 человек. Модель отличалась низким уровнем вибраций и тишиной в салоне, что было обеспечено гладкостью работы роторного двигателя. Производство модели было завершено в 1976 году, но, к слову, автомобиль был довольно популярен.

Mazda RX-8
С производством автомобилей с роторным двигателем «Мазда» не унималась вплоть до XXI века. А спортивное четырехместное заднеприводное купе с распашными дверями без стойки Mazda RX-8 и вовсе стал настоящей иконой для автолюбителей. Последняя версия автомобиля оснащалась 1,3-литровым двигателем мощностью 215 л. с. и 6-ступенчатым автоматом, а также 1,3-литровым мотором мощностью 231 л. с. с крутящим моментом в 211 Нм и 6-ступенчатой механикой. Кроме того, это бесспорно самый красивый представитель роторного семейства.

Казалось, что пришедшая на смену RX-7 единственная серийная модель с роторным двигателем будет оставаться живым символом этого изобретения, но начиная с 2004 года продажи купе начали падать. Да так, что к 2010 году сократилить с 25 000 машин до 1500 в год. «Мазда» пыталась спасти положение, но инженеры компании не смогли устранить все проблемы — улучшить экологичность, снизить вес, уменьшить расход топлива и улучшить крутящий момент. К тому же грянувший кризис заставил японцев отказаться от вложения денег в не приносящий отдачи проект. Поэтому в августе 2011 года было объявлено о снятии Mazda RX-8 с производства.

«ВАЗ-2109-90»
Когда-то ходила байка: мол, на скорости в 200 км/ч «девятка» ДПС догоняет летящий «Мерседес». И многие воспринимали эту историю, как шутку. Но в каждой шутке есть доля правды. И определенно в этой смешной истории правды гораздо больше, чем лжи. В России тоже производили автомобили с роторным двигателем. В 1996 году был разработан опытный образец «ВАЗ-2109-90» с роторно-поршневым двигателем повышенной мощности. Указывалось, что по динамическим и скоростным качествам автомобиль должен превосходить все модели автомобилей отечественного производства. И действительно, под капот «девятки» установили 140-сильный роторный двигатель, который разгонял машину до 100 км/ч всего за 8 секунд и имел максимальную скорость 200 км/ч. Вдобавок ко всему в багажник устанавливали топливный бак емкостью 39 литра, ибо расход бензина был огромный. Благодаря этому без дозаправки можно было доехать из Москвы в Смоленск и обратно.

Позднее были представлены еще 2 «заряженные» модификации «девятки»: роторный двигатель, развивающий 150 лошадиных сил и форсированный вариант с 250 «кобылами». Но из-за такой избыточной мощности агрегаты очень быстро приходили в негодность – всего 40 тысяч километров пробега. Правда, такой вид автомобилей в России не прижился из-за высокой цены на автомобиль, высокого потребления топлива и высокой стоимости на содержание.

Источник

Роторно-поршневой двигатель ( полезная инфа про РПД )

Ро́торно-поршнево́й дви́гатель внутреннего сгорания (РПД, двигатель Ва́нкеля), конструкция которого разработана в 1957 году инженером компании NSU Вальтером Фройде, ему же принадлежала идея этой конструкции. Двигатель разрабатывался в соавторстве с Феликсом Ванкелем, работавшим над другой конструкцией роторно-поршневого двигателя.

Особенность двигателя — применение трёхгранного ротора (поршня), имеющего вид треугольника Рёло, вращающегося внутри цилиндра специального профиля, поверхность которого выполнена по эпитрохоиде (возможны и другие формы ротора и цилиндра).

Установленный на валу ротор жёстко соединён с зубчатым колесом, которое входит в зацепление с неподвижной шестернёй — статором. Диаметр ротора намного превышает диаметр статора, несмотря на это ротор с зубчатым колесом обкатывается вокруг шестерни. Каждая из вершин трёхгранного ротора совершает движение по эпитрохоидальной поверхности цилиндра и отсекают переменные объёмы камер в цилиндре с помощью трёх клапанов.

Такая конструкция позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения. Герметизация камер обеспечивается радиальными и торцевыми уплотнительными пластинами, прижимаемыми к цилиндру центробежными силами, давлением газа и ленточными пружинами. Отсутствие механизма газораспределения делает двигатель значительно проще четырехтактного поршневого (экономия составляет около тысячи деталей), а отсутствие сопряжения (картерное пространство, коленвал и шатуны) между отдельными рабочими камерами обеспечивают необычайную компактность и высокую удельную мощность. За один оборот эксцентрикового вала двигатель выполняет один рабочий цикл, что эквивалентно работе двухцилиндрового поршневого двигателя. За один оборот ротора эксцентриковый вал выполняет 3 оборота и 3 полных рабочих хода, что приводит к ошибочным сравнениям роторного двигателя с шестицилиндровым поршневым двигателем.

Смесеобразование, зажигание, смазка, охлаждение, запуск принципиально такие же, как и у обычного поршневого двигателя внутреннего сгорания.

Практическое применение получили двигатели с трёхгранными роторами, с отношением радиусов шестерни и зубчатого колеса: R:r = 2:3, которые устанавливают на автомобилях, лодках и т. п.
Автомобили с РПД потребляют от 7 до 20 литров топлива на 100 км, в зависимости от режима движения, масла — от 0,4 л до 1 л на 1000 км.

☑ Преимущества и недостатки

Преимущества перед обычными бензиновыми двигателями

-Низкий уровень вибраций. Роторно-поршневой двигатель полностью механически уравновешен, что позволяет повысить комфортность лёгких транспортных средств типа микроавтомобилей, мотокаров и юникаров;
-Главным преимуществом роторно-поршневого двигателя являются отличные динамические характеристики: на низкой передаче возможно без излишней нагрузки на двигатель разогнать машину выше 100 км/ч на более высоких оборотах двигателя (8000 об/мин и более), чем в случае конструкции обычного поршневого двигателя внутреннего сгорания.
-Высокая удельная мощность(л.с./кг), причины:

1.Масса движущихся частей в РПД гораздо меньше, чем в аналогичных по мощности «нормальных» поршневых двигателях, так как в его конструкции отсутствуют коленчатый вал и шатуны.
2.К тому же однороторный двигатель выдаёт мощность в течение трёх четвертей каждого оборота выходного вала. В отличие от «нормального» четырёхтактного поршневого двигателя, который выдаёт мощность только в течение одной четверти каждого оборота выходного вала (современный серийный РПД с объёмом рабочей камеры 1300 см³ имеет мощность 220 л.с., а с турбокомпрессором — 350 л.с.).
-Меньшие в 1,5-2 раза габаритные размеры.
-Меньшее на порядок (два-три десятка вместо нескольких сотен) число деталей

За счёт отсутствия преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, двигатель Ванкеля способен выдерживать гораздо большие обороты, и с меньшими вибрациями, по сравнению с традиционными двигателями. Роторно-поршневые двигатели обладают более высокой мощностью при небольшом объёме камеры сгорания, сама же конструкция двигателя сравнительно мала и содержит меньше деталей. Небольшие размеры улучшают управляемость, облегчают оптимальное расположение трансмиссии (развесовка) и позволяют сделать автомобиль более просторным для водителя и пассажиров.

-Соединение ротора с выходным валом через эксцентриковый механизм, являясь характерной особенностью РПД Ванкеля, вызывает давление между трущимися поверхностями, что в сочетании с высокой температурой приводит к дополнительному износу и нагреву двигателя.
В связи с этим возникает повышенное требование к периодической замене масла. При правильной эксплуатации периодически производится капитальный ремонт, включающий в себя замену уплотнителей. Ресурс при правильной эксплуатации достаточно велик, но не заменённое вовремя масло неизбежно приводит к необратимым последствиям, и двигатель выходит из строя.
-Наиболее важной проблемой считается состояние уплотнителей. Площадь пятна контакта очень невелика, а перепад давления очень высокий. Следствием износа уплотнителей являются высокие утечки между камерами и, как следствие, падение КПД и токсичность выхлопа.
Проблема быстрого износа уплотнителей на высокой скорости вращения вала была решена применением высоколегированной стали.
-Другой особенностью двигателей Ванкеля является его склонность к перегреву. Камера сгорания имеет линзовидную форму, то есть при маленьком объёме у неё относительно большая площадь. При температуре горения рабочей смеси основные потери энергии идут через излучение. Интенсивность излучения пропорциональна четвёртой степени температуры, таким образом идеальная форма камеры сгорания — сферическая. Лучистая энергия не только бесполезно покидает камеру сгорания, но и приводит к перегреву рабочего цилиндра. Эти потери не только снижают эффективность преобразования химической энергии в механическую, но и вызывают проблемы с воспламенением рабочей смеси, поэтому в конструкции двигателя часто предусматривают 2 свечи.
-Меньшая экономичность на низких оборотах по сравнению с обычными ДВС. Устраняемо отключением работы каждого n поршня, что так же влечёт снижение температурной нагрузки.
-Высокие требования к геометрической точности изготовления деталей двигателя делают его сложным в производстве — требуется применение высокотехнологичного и высокоточного оборудования: станков, способных перемещать инструмент по сложной траектории эпитрохоидальной поверхности камеры объёмного вытеснения.

Двигатель разрабатывался изначально именно для применения на автотранспорте. Первый серийный автомобиль с роторным двигателем — немецкий спорткар NSU Spider.
Первый массовый (37204 экземпляра) — немецкий седан бизнес-класса NSU Ro 80. Автомобиль имел достаточно инноваций и помимо двигателя, в частности, кузов с рекордно низким аэродинамическим сопротивлением, полуавтоматическую коробку передач с гидротрансформатором, блок-фары, и так далее. Ro80 отличалась не только уникальной конструкцией, но и передовым дизайном, который оказался непонятен публике середины шестидесятых (см. NSU Ro 80); через десять лет именно он был положен в основу стиля моделей «Ауди» 100 и 200 поколения C2.
К сожалению, ресурс двигателя оказался весьма мал (ремонт требовался уже после пробега порядка 50 тыс. км), поэтому автомобиль заслужил плохую репутацию и стал скандально известен. На многих сохранившихся автомобилях оригинальный двигатель заменён на поршневой V4 «Essex» фирмы Ford.
Citroën также экспериментировал с РПД — проект Citroën M35.

После этого серийное и мелкосерийное производство роторно-поршневых двигателей Ванкеля производились только фирмами Mazda (Япония) и ВАЗ (Россия).

Инженерам фирмы Mazda, создавшим роторно-поршневой двигатель «Renesis» (производное от слов (англ. Rotary Engine:роторный двигатель и Genesis:процесс становления, название говорящее о появлении нового класса двигателей), удалось решить основные проблемы таких двигателей — токсичность выхлопа и неэкономичность. По сравнению с двигателями-предшественниками, удалось сократить потребление масла на 50 %, бензина на 40 % и довести выброс вредных окисей до норм, соответствующих Euro IV. Двухкамерный двигатель «Renesis» объёмом всего 1,3 л выдаёт мощность в 250 л. с. и занимает немного места в моторном отсеке. Следующая модель двигателя Renesis 2 16X имеет объём 1,6 литра, и при большей мощности, нагревается меньше.

Автомобили марки Mazda с буквами RE в наименовании (первые буквы от названия «Renesis») могут использовать в качестве топлива как бензин, так и водород (так как менее чувствителен к детонации, чем обычный двигатель, использующий возвратно-поступательное движение поршня). Это явилось вторым витком роста внимания к РПД со стороны разработчиков. Тебе не трудно а мне приятно, жмакай

Источник