Роторно поршневой двигатель: Роторно — поршневой двигатель (двигатель Ванкеля)


0
Categories : Разное

Содержание

Роторно — поршневой двигатель (двигатель Ванкеля)

Роторно-поршневой двигатель или двигатель Ванкеля представляет собой мотор, где главным рабочим элементом осуществляются планетарные круговые движения. Это принципиально другой вид двигателя, отличный от поршневых собратьев в семействе ДВС.

В конструкции такого агрегата используется ротор (поршень) с тремя гранями, внешне образующим треугольник Рело, осуществляющий круговые движения в цилиндре особого профиля. Чаще всего поверхность цилиндра исполнена по эпитрохоиде (плоской кривой, полученной точкой, которая жестко связана с окружностью, осуществляющей движение по внешней стороне другой окружности). На практике можно встретить цилиндр и ротор иных форм.

Составные элементы и принцип работы

Устройство двигателя типа РПД предельно проста и компактна. На ось агрегата устанавливается ротор, который крепко соединяется с шестерней. Последняя сцепляется со статором. Ротор, имеющий три грани, двигается по эпитрохоидальной цилиндрической плоскости. В результате чего сменяющиеся объемы рабочих камер цилиндра отсекаются с помощью трех клапанов. Уплотнительные пластины (торцевого и радиального типа) прижимаются к цилиндру под действием газа и за счет действия центростремительных сил и ленточных пружин. Получаются 3 изолированные камеры разные по объемным размерам. Здесь осуществляются процессы сжимания поступившей смеси горючего и воздуха, расширения газов, оказывающих давление на рабочую поверхность ротора и очищающих камеру сгорания от газов. На эксцентриковую ось передается круговое движение ротора. Сама ось находится на подшипниках и передает момент вращения на механизмы трансмиссии. В этих моторах осуществляется одновременная работа двух механических пар. Одна, которая состоит из шестерен, регулирует движение самого ротора. Другая — преобразует вращающиеся движение поршня во вращающиеся движения эксцентриковой оси.

Детали Роторно-поршневого двигателя

   Принцип работы двигателя Ванкеля

На примере двигателей, установленных на автомобилях ВАЗ, можно назвать следующие технические характеристики:
— 1,308 см3 – рабочий объем камеры РПД;
— 103 кВт/6000 мин-1 – номинальная мощность;
— 130 кг масса двигателя;
— 125000 км – ресурс двигателя до первого полного его ремонта.

Смесеобразование

В теории в РПД применяют несколько разновидностей смесеобразования: внешнее и внутреннее, на основе жидких, твердых, газообразных видов топлива.
Касательно твердых видов топлива стоит отметить, что их первоначально газифицируют в газогенераторах, так как они приводят к повышенному золообразованию в цилиндрах. Поэтому большее распространение на практике получили газообразные и жидкие топлива.
Сам механизм образования смеси в двигателях Ванкеля будет зависеть от вида применяемого топлива.

При использовании газообразного топлива его смешение с воздухом происходит в специальном отсеке на входе в двигатель. Горючая смесь в цилиндры поступает в готовом виде.

Из жидкого топлива смесь приготавливается следующим образом:

  1. Воздух смешивается с жидким топливом перед поступлением в цилиндры, куда поступает горючая смесь.
  2. В цилиндры двигателя жидкое топливо и воздух поступают по отдельности, и уже внутри цилиндра происходит их смешивание. Рабочая смесь получается при соприкосновении их с остаточными газами.

Соответственно, топливно-воздушная смесь может готовиться вне цилиндров или внутри их. От этого идет разделение двигателей с внутренним или внешним образованием смеси.

Особенности РПД

Преимущества

Преимущества двигателей роторно-поршневого типа по сравнению со стандартными бензиновыми двигателями:

— Низкие показатели уровня вибрации.
В моторах типа РПД отсутствует преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное, что позволяет агрегату выдержать высокие обороты с меньшими вибрациями.

— Хорошие динамические характеристики.
Благодаря своему устройству такой мотор, установленный в машине, позволяет ее разогнать выше 100 км/ч на высоких оборотах без избыточной нагрузки.

— Хорошие показатели удельной мощности при малой массе.
Из-за отсутствия в конструкции двигателя коленчатого вала и шатунов достигается небольшая масса движущихся частей в РПД.

— В двигателях такого типа практически отсутствует система смазки.
Непосредственно в топливо добавляется масло. Топливно-воздушная смесь сама осуществляет смазывание пар трения.

— Мотор роторно-поршневого типа имеет небольшие габаритные размеры.
Установленный роторно-поршневой мотор позволяет максимально использовать полезное пространство моторного отсека автомобиля, равномерно распределить нагрузку на оси автомашины и лучше рассчитать расположение элементов коробки передач и узлов. Например, четырехтактный двигатель такой же мощности будет в два раза больше роторного двигателя.

Недостатки двигателя Ванкеля

— Качество моторного масла.
При эксплуатации такого типа двигателей необходимо уделять должное внимание к качественному составу масла, применяемого в двигателях Ванкеля. Ротор и находящаяся внутри камера двигателя имеют большую площадь соприкосновения, соответственно, износ двигателя происходит быстрее, а также такой двигатель постоянно перегревается.

Нерегулярная смена масла наносит огромный урон двигателю. Износ мотора возрастает в разы из-за наличия абразивных частиц в отработанном масле.

— Качество свечей зажигания.
Эксплуатантам таких двигателей приходится быть особо требовательным к качественному составу свечей. В камере сгорания из-за ее небольшого объема, протяженной формы и высокой температуры затруднен процесс зажигания смеси. Следствием является повышенная рабочая температура и периодическая детонация камеры сгорания.

— Материалы уплотнительных элементов.
Существенной недоработкой мотора типа РПД можно назвать ненадежную организацию уплотнений промежутков между камерой, где сгорает топливо, и ротором. Устройство ротора такого мотора достаточно сложное, поэтому уплотнения требуются и по граням ротора, и по боковой поверхности, имеющей соприкосновение с крышками двигателя. Поверхности, которые подвергаются трению, необходимо постоянно смазывать, что выливается в повышенный расход масла. Практика показывает, что мотор типа РПД может потребить от 400 гр до 1 кг масла на каждые 1000 км.

Снижаются экологичные показатели работы двигателя, так как горючее сгорает вместе с маслом, в результате в окружающую среду выбрасывается большое количество вредных веществ.

Из-за своих недоработок такие моторы не получили широкого распространения в автомобилестроении и в изготовлении мотоциклов. Но на базе РПД изготавливаются компрессоры и насосы. Авиамоделисты часто используют такие двигатели для конструирования своих моделей. Из-за невысоких требований к экономичности и надежности конструкторы не применяют сложную систему уплотнений в таких моторах, что значительно снижает его себестоимость. Простота его конструкции позволяет без проблем встроить в авиамодель.

КПД роторно-поршневой конструкции

Не смотря на ряд недоработок, проведенные исследования показали, что общий КПД двигателя Ванкеля довольно-таки высокий по современным меркам. Его значение составляет 40 – 45%. Для сравнения, у поршневых двигателей внутреннего сгорания КПД составляет 25%, у современных турбодизелей – около 40%. Самый высокий КПД у поршневых дизельных двигателей составляет 50%. До настоящего времени ученые продолжают работу по изысканию резервов для повышения КПД двигателей.

Итоговый КПД работы мотора состоит из трех основных частей:

  1. Топливная эффективность (показатель, характеризующий рациональное использование горючего в моторе).

Исследования в этой области показывают, что только 75% горючего сгорает в полном объеме. Есть мнение, что данная проблема решается путем разделения процессов сгорания и расширения газов. Необходимо предусмотреть обустройство специальных камер при оптимальных условиях. Горение должно происходить в замкнутом объеме, при условии нарастания температурных показателей и давления, расширительный процесс должен происходить при невысоких показателях температур.

  1. КПД механический (характеризует работу, результатом которой стало образование переданного потребителю крутящего момента главной оси).

Порядка 10% работы мотора расходуется на приведение в движение вспомогательных узлов и механизмов. Исправить данную недоработку можно путем внесения изменений в устройство двигателя: когда главный движущийся рабочий элемент не прикасается к неподвижному корпусу. Постоянное плечо крутящего момента должно присутствовать на всем пути следования основного рабочего элемента.

  1. Термическая эффективность (показатель, отражающий количество тепловой энергии, образованной от сжигания горючего, преобразующейся в полезную работу).

На практике 65% полученной тепловой энергии улетучивается с отработанными газами во внешнюю среду. Ряд исследований показал, что можно добиться повышения показателей термической эффективности в том случае, когда конструкция мотора позволяла бы осуществлять сгорание горючего в теплоизолированной камере, чтобы с самого начала достигались максимальные показатели температуры, а в конце эта температура понижалась до минимальных значений путем включения паровой фазы.

Современное состояние роторно-поршневого двигателя

На пути массового применения двигателя встали значительные технические трудности:

— отработка качественного рабочего процесса в камере неблагоприятной формы;
— обеспечение герметичности уплотнения рабочих объемов;
— проектировка и создания конструкции корпусных деталей, которые надежно прослужат весь жизненный цикл работы двигателя без коробления при неравномерном нагрева этих деталей.
В результате огромной проделанной научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы этим фирмам удалось решить почти все наиболее сложные технические задачи на пути создания РПД и выйти на этап их промышленного производства.

Первый массовый автомобиль NSU Spider с РПД начала выпускать фирма NSU Motorenwerke. Вследствие частых переборок двигателей из-за выше сказанных технических проблем на раннем этапе развития конструкции двигателя Ванкеля, взятые NSU гарантийные обязательства привели ее к финансовому краху и банкротству и последовавшему слиянию с Audi в 1969 году.

Между 1964 и 1967 годом произведено 2375 автомобилей. В 1967 году Spider был снят с производства и заменён на NSU Ro80 с роторным двигателем второго поколения; за десять лет производства Ro80 выпущено 37398 машин.

Наиболее успешно с данными проблемами справились инженеры фирмы Mazda. Она и остается единственным массовым производителем машин с роторно-поршневыми двигателями. Доработанный мотор серийно начался ставить на автомобиль Mazda RX-7 с 1978 года. С 2003 преемственность приняла модель Mazda RX-8, она и является на данный момент массовой и единственной версией автомобиля с двигателем Ванкеля.

Российские РПД

Первое упоминание о роторном двигателе в Советском Союзе относится к 60-м годам. Исследовательские работы по роторно-поршневым двигателям начались в 1961 году, соответствующим постановлением Минавтопрома и Минсельхозмаша СССР. Промышленное же изучение с дальнейшем выводом на производство данной конструкции началось в 1974 году на ВАЗе. специально для этого было создано Специальное конструкторское бюро роторно-поршневых двигателей (СКБ РПД). Поскольку лицензию купить не было возможности, был разобран и скопирован серийный «ванкель» от NSU Ro80. На этой основе разработали и собрали двигатель Ваз-311, а произошло это знаменательное событие в 1976 году. На ВАЗе разрабатывали целую линейку РПД от 40 до 200 сильных двигателей. Доработка конструкции тянулась почти шесть лет. Удалось решить целый ряд технических проблем связанные с работоспособностью газовых и маслосъемных уплотнений, подшипников, отладить эффективный рабочий процесс в камере неблагоприятной формы.

Свой первый серийный автомобиль ВАЗ с роторным двигателем под капотом представил публике в 1982 году, это был Ваз-21018. Машина внешне и конструктивно была как и все модели данной линейки, за одним исключением, а именно, под капотом стоял односекционный роторный двигатель мощностью 70 л.с. Длительность разработки не помешала случиться конфузу: на всех 50 опытных машинах при эксплуатации возникли поломки мотора, заставившие завод установить на его место обычный поршневой.

Ваз 21018 с Роторно-поршневым двигателем

Установив, что причиной неполадок являлись вибрации механизмов и ненадёжность уплотнений, конструкторы предприняли спасти проект. Уже в 83-ем появились двухсекционные Ваз-411 и Ваз-413 (мощностью, соответственно, 120 и 140 л.с.). Несмотря на низкую экономичность и малый ресурс, сфера применения роторного двигателя всё-таки нашлась – ГАИ, КГБ и МВД требовались мощные и незаметные машины. Оснащённые роторными двигателями «Жигули» и «Волги» легко догоняли иномарки.

С 80-ых годов 20 века СКБ был увлечён новой темой – применение роторных двигателей в смежной отрасли — авиационной. Отход от основной отрасли применения РПД привело к тому, что для переднеприводных машин роторный двигатель Ваз-414 создаётся лишь к 1992 году, да ещё три года доводится. В 1995 году Ваз-415 был представлен к сертификации. В отличие от предшественников он универсален, и может устанавливаться под капотом как заднеприводных («классика» и ГАЗ), так и переднеприводных машин (ВАЗ, Москвич). Двухсекционный «Ванкель» имеет рабочий объём 1308 см3 и развивает мощность 135 л.с. при 6000об/мин. «Девяносто девятую» он ускоряет до сотни за 9 секунд.

Роторно-поршневой двигатель ВАЗ-414

На данный момент проект по разработке и внедрения отечественного РПД заморожен.

Ниже представлено видео устройства и работы двигателя Ванкеля.

Роторно-поршневой двигатель описание фото видео история

 

Плюсы и минусы

Преобразуемое движение возвратно-поступательного характера полностью отсутствует в роторном двигателе. Образование давления происходит в тех камерах, которые создаются с помощью выпуклых поверхностей ротора треугольной формы и различными частями корпуса. Вращательные движения ротор осуществляет помощью сгорания. Это способно привести к снижению вибрации и увеличить скорость вращения. Благодаря повышению эффективности, которое обусловлено таким образом, роторный двигатель имеет размеры намного меньше, чем обычный поршневой двигатель эквивалентной мощности.

Роторный двигатель имеет один главный из всех своих компонентов. Эта важная составляющая называется треугольным ротором, который совершает вращательные движения внутри статора. Все три вершины ротора, благодаря этому вращению, имеют постоянную связь с внутренней стеной корпуса. С помощью этого контакта образуются камеры сгорания, или три объема замкнутого типа с газом. Когда происходят вращательные движения ротора внутри корпуса, то объем всех трех образованных камер сгорания все время меняется, напоминая действия обычного насоса. Все три боковых поверхности ротора работают, как поршень.

Внутри у ротора является шестерня небольшого размера с внешними зубьями, которая прикреплена к корпусу. Шестерня, которая больше по диаметру, соединена с данной неподвижной шестерней, что задает саму траекторию вращательных движений ротора внутри корпуса. Зубы в большей шестерни внутренние.

По той причине, что вместе с выходным валом ротор связан эксцентрично, вращение вала происходит наподобие того, как ручка будет вращать коленвал. Выходной вал станет делать оборот три раза за каждый из оборотов ротора.

Роторный двигатель имеет такое преимущество, как небольшая масса. Самый основной из блоков роторного двигателя обладает небольшими размерами и массой. При этом управляемость и характеристики такого двигателя будут лучше. Меньше масса у него получается за счет того, что необходимость в коленвале, шатунах и поршнях просто отсутствует.

Роторный двигатель обладает такими размерами, которые гораздо меньше обычного двигателя соответствующей мощности. Благодаря меньшим размерам двигателя, управляемость будет гораздо лучше, а также сама машина станет просторнее, как для пассажиров, так и для водителя.

Все из частей роторного двигателя осуществляют непрерывные вращательные движения в одном и том же направлении. Изменение их движения происходит так же, как в поршней традиционного двигателя. Роторные двигатели внутренне сбалансированы. Это ведет к снижению самого уровня вибрации. Мощность роторного двигателя кажется намного более гладким и равномерным образом.

Двигатель Ванкеля имеет выпуклый специальный ротор с тремя гранями, который можно назвать его сердцем. Этот ротор совершает вращательные движения внутри цилиндрической поверхности статора. Роторный двигатель «Мазда» является первым в мире роторным двигателем, который был разработан специально для производства серийного характера. Данной разработке было положено начало еще в 1963 году.

Что это такое РПД?


В классическом четырехтактным двигателем одно и то же цилиндр используется для различных операций — впрыск, сжатие, сжигание и выпуска. В роторном же двигателе каждый процесс выполняется в отдельном отсеке камеры. Эффект мало чем отличается от разделения цилиндра на четыре отсека для каждой из операций.
В поршневом двигателе давление возникает при сгорании смеси заставляет поршни двигаться вперед и назад в своих цилиндрах. Шатуны и коленчатый вал преобразуют этот толкательной движение во вращательное, необходимое для движения автомобиля.
В роторном двигателя нет прямолинейного движения которое надо было бы переводить во вращательное. Давление образуется в одном из отсеков камеры заставляя ротор вращаться, это снижает вибрацию и повышает потенциальную величину оборотов двигателя. В результате всего большая эффективность, и меньшие размеры при той же мощности, что и обычного поршневого двигателя.

 

Как работает РПД?

Функцию поршня в РПД выполняет трьохвершинний ротор , преобразующий силу давления газов во вращательное движение эксцентрикового вала. Движение ротора относительно статора (наружного корпуса) обеспечивается парой шестерен, одна из которых жестко закреплена на роторе, а вторая на боковой крышке статора. Сама шестерня неподвижно закреплена на корпусе двигателя. С ней в зацеплении находится шестерня ротора из зубчатым колесом как бы обкатывается вокруг нее.
Вал вращается в подшипниках, размещенных на корпусе, и имеет цилиндрический эксцентрик, на котором вращается ротор. Взаимодействие этих шестерен обеспечивает целесообразное движение ротора относительно корпуса, в результате которого образуются три разобщенных камеры переменного объема. Передаточное отношение шестерен 2: 3, поэтому за один оборот эксцентрикового вала ротор возвращается на 120 градусов, а за полный оборот ротора в каждой из камер происходит полный четырехтактный цикл.
Газообмен регулируется вершиной ротора при прохождении ее через впускной и выпускной окно. Такая конструкция позволяет осуществлять 4-тактный цикла без применения специального механизма газораспределения.

Герметизация камер обеспечивается радиальными и торцевыми уплотнительными пластинами, прижимаются к цилиндру центробежными силами, давлением газа и ленточными пружинами. Крутящий момент получается в результате действия газовых сил через ротор на эксцентрик вала Смесеобразование, воспаление , смазка, охлаждение, запуск — принципиально такие же, как и у обычного поршневого двигателя внутреннего сгорания

Смесеобразование

В теории в РПД применяют несколько разновидностей смесеобразования: внешнее и внутреннее, на основе жидких, твердых, газообразных видов топлива.
Касательно твердых видов топлива стоит отметить, что их первоначально газифицируют в газогенераторах, так как они приводят к повышенному золообразованию в цилиндрах. Поэтому большее распространение на практике получили газообразные и жидкие топлива.
Сам механизм образования смеси в двигателях Ванкеля будет зависеть от вида применяемого топлива.
При использовании газообразного топлива его смешение с воздухом происходит в специальном отсеке на входе в двигатель. Горючая смесь в цилиндры поступает в готовом виде.

Из жидкого топлива смесь приготавливается следующим образом:

  1. Воздух смешивается с жидким топливом перед поступлением в цилиндры, куда поступает горючая смесь.
  2. В цилиндры двигателя жидкое топливо и воздух поступают по отдельности, и уже внутри цилиндра происходит их смешивание. Рабочая смесь получается при соприкосновении их с остаточными газами.

Соответственно, топливно-воздушная смесь может готовиться вне цилиндров или внутри их. От этого идет разделение двигателей с внутренним или внешним образованием смеси.

Технические характеристики роторно-поршневого двигателя

параметры ВАЗ-4132 ВАЗ-415
число секций 2 2
Рабочий объем камеры двигателя, куб.см 1,308 1,308
степень сжатия 9,4 9,4
Номинальная мощность, кВт (л.с.) / мин-1 103 (140) / 6000 103 (140) / 6000
Максимальный крутящий момент, Н * м (кгс * м) / мин-1 186 (19) / 4500 186 (19) / 4500
Минимальная частота вращения эксцентрикового вала на холостом ходу, мин-1 1000 900

Масса двигателя, кг

136

113

Габаритные размеры, мм

   

высота

560

570

ширина

546

535

длина

495

665

Минимальный удельный расход топлива (по ВСХ), г / кВт * ч (г / л. с. * Час)

312.2 (230)

312.2 (230)

Расход масла в% от расхода топлива

0,7

0,6

Ресурс двигателя до первого капитального ремонта, тыс. Км

125

125

назначение

ВАЗ-21059/21079

ВАЗ-2108/2109/21099/2115/2110

 

выпускаются модели

модель

двигатель РПД

Время разгона 0-100, сек

Максимальная скорость, км \ ч

ВАЗ 21018

ВАЗ-311

160

ВАЗ 21019

ВАЗ-411

178

ВАЗ 21059

ВАЗ-4132

9

180

ВАЗ 21079

ВАЗ-4132

9

180

ВАЗ 2108-91

ВАЗ-415

8

200

ВАЗ 2109-91

ВАЗ-415

9

190

ВАЗ 21099-91

ВАЗ-415

9

190

ВАЗ 2110-91

ВАЗ-415

9

190

ВАЗ 2115-91

ВАЗ-415

9

190

КПД роторно-поршневой конструкции

Не смотря на ряд недоработок, проведенные исследования показали, что общий КПД двигателя Ванкеля довольно-таки высокий по современным меркам. Его значение составляет 40 – 45%. Для сравнения, у поршневых двигателей внутреннего сгорания КПД составляет 25%, у современных турбодизелей – около 40%. Самый высокий КПД у поршневых дизельных двигателей составляет 50%. До настоящего времени ученые продолжают работу по изысканию резервов для повышения КПД двигателей.

Итоговый КПД работы мотора состоит из трех основных частей:

  1. Топливная эффективность (показатель, характеризующий рациональное использование горючего в моторе).

Исследования в этой области показывают, что только 75% горючего сгорает в полном объеме. Есть мнение, что данная проблема решается путем разделения процессов сгорания и расширения газов. Необходимо предусмотреть обустройство специальных камер при оптимальных условиях. Горение должно происходить в замкнутом объеме, при условии нарастания температурных показателей и давления, расширительный процесс должен происходить при невысоких показателях температур.

  1. КПД механический (характеризует работу, результатом которой стало образование переданного потребителю крутящего момента главной оси).

Порядка 10% работы мотора расходуется на приведение в движение вспомогательных узлов и механизмов. Исправить данную недоработку можно путем внесения изменений в устройство двигателя: когда главный движущийся рабочий элемент не прикасается к неподвижному корпусу. Постоянное плечо крутящего момента должно присутствовать на всем пути следования основного рабочего элемента.

  1. Термическая эффективность (показатель, отражающий количество тепловой энергии, образованной от сжигания горючего, преобразующейся в полезную работу).

На практике 65% полученной тепловой энергии улетучивается с отработанными газами во внешнюю среду. Ряд исследований показал, что можно добиться повышения показателей термической эффективности в том случае, когда конструкция мотора позволяла бы осуществлять сгорание горючего в теплоизолированной камере, чтобы с самого начала достигались максимальные показатели температуры, а в конце эта температура понижалась до минимальных значений путем включения паровой фазы.

Роторно-поршневой двигатель Ванкеля

 

Принцип работы роторного двигателя, плюсы и минусы системы |

Как известно, принцип работы роторного двигателя основан на высоких оборотах и отсутствии движений, которыми отличается ДВС. Это и отличает агрегат от обычного поршневого двигателя. РПД называют ещё двигателем Ванкеля, и сегодня мы рассмотрим его работу и явные достоинства.

Ротор такого двигателя находится в цилиндре. Сам корпус не круглого типа, а овального, чтобы ротор треугольной геометрии нормально в нём помещался. У РПД не бывает коленчатого вала и шатунов, а также отсутствуют в нём другие детали, что делает его конструкцию намного проще. Если говорить другими словами, то примерно около тысячи деталей обычного двигателя внутреннего сгорания в РПД нет.

Работа классического РПД основана на простом движении ротора внутри овального корпуса. В процессе движения ротора по окружности статора создаются свободные полости, в которых и происходят процессы запуска агрегата.

Удивительно, но роторный агрегат представляет собой некий парадокс. В чём он заключается? А в том, что он имеет гениально простую конструкцию, которая почему-то не прижилась. А вот более сложный поршневой вариант стал популярным и повсюду используется.

Содержание статьи:

Строение и принцип работы роторного двигателя

Схема работы роторного двигателя представляет собой нечто совершенно иное, чем обычный ДВС. Во-первых, следует оставить в прошлом конструкцию двигателя внутреннего сгорания, известную нам. А во-вторых, попытаться впитать в себя новые знания и понятия.

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.

РПД назван так из-за ротора, то есть такой части мотора, которая движется. Благодаря этому движению мощность передаётся на сцепление и КПП. По сути, ротор выталкивает энергию топлива, которая затем передаётся колёсам через трансмиссию. Сам ротор выполнен обязательно из легированной стали и имеет, как и говорилось выше, форму треугольника.

Капсула, где находится ротор, — это своеобразная матрица, центр вселенной, где все процессы и происходят. Другими словами, именно в этом овальном корпусе происходит:

  • сжатие смеси;
  • топливный впрыск;
  • поступление кислорода;
  • зажигание смеси;
  • отдача сгоревших элементов в выпуск.

Одним словом, шесть в одном, если хотите.

Сам ротор крепится на специальном механизме и не вращается вокруг одной оси, а как бы бегает. Таким образом, создаются изолированные друг от друга полости внутри овального корпуса, в каждой из которых и происходит какой-либо из процессов. Так как ротор треугольный, то полостей получается всего три.

Всё начинается следующим образом: в первой образующейся полости происходит всасывание, то есть камера наполняется воздушно-топливной смесью, которая здесь же перемешивается. После этого ротор вращается и толкает эту перемешанную смесь в другую камеру. Здесь смесь сжимается и воспламеняется при помощи двух свечей.

Смесь после этого идёт в третью полость, где и происходит вытеснение частей использованного топлива в систему выхлопа.

Это и есть полный цикл работы РПД. Но не всё так просто. Это мы рассмотрели схему РПД только с одной стороны. А действия эти проходят постоянно. Если говорить иначе, процессы возникают сразу с трёх сторон ротора. В итоге всего за единственный оборот агрегата повторяется три такта.

Кроме того, японским инженерам удалось усовершенствовать роторный двигатель. Сегодня роторные двигатели Мазда имеют не один, а два и даже три ротора, что в значительной мере повышает производительность, тем более если сравнить его с обычным двигателем внутреннего сгорания. Для сравнения: двухроторный РПД сравним с шестицилиндровым ДВС, а 3-роторный с двенадцатицилиндровым. Вот и получается, что японцы оказались такими дальновидными и преимущества роторного мотора сразу распознали.

Опять же, производительность — это не одно достоинство РПД. Их у него много. Как и было сказано выше, роторный двигатель очень компактный и в нём используется на целых тысячу деталей меньше, чем в том же ДВС. В РПД всего две основные детали — ротор и статор, а проще этого ничего не придумаешь.

Принцип работы роторного двигателя

Принцип работы роторно-поршневого двигателя заставил в своё время многих талантливых инженеров удивлённо вскинуть бровями. И сегодня талантливые инженеры компании Мазда заслуживают всяческих похвал и одобрения. Шутка ли, поверить в производительность, казалось бы, похороненного двигателя и дать ему вторую жизнь, да ещё какую!

Роторный двигатель в разрезе Ротор роторного двигателя Камера роторного двигателя

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 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 роторного двигателя

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.

Строение роторного двигателя

Роторный двигатель состоит из слоев. Двухроторный двигателя состоят из пяти основных слоев, которые удерживаются вместе благодаря длинным болтам, расположенным по кругу. Охлаждающая жидкость протекает через все части конструкции.

Два крайних слоя закрыты и содержат подшипники для выходного вала. Они также запечатаны в основных разделах камеры, где содержатся роторы. Внутренняя поверхность этих частей очень гладкая и помогает роторам в работе. Отдел подачи топлива расположен на конце каждой из этих частей.

Следующий слой содержит в себе непосредственно сам ротор и выхлопную часть.

Центр состоит из двух камер подачи топлива, по одной для каждого ротора. Он также разделяет эти два ротора, поэтому его внешняя поверхность очень гладкая.

В центре каждого ротора крепится две большие шестерни, которые вращаются вокруг более маленьких шестерней и крепятся к корпусу двигателя. Это и является орбитой для вращения ротора.

Конечно же, если бы у роторного мотора не было недостатков, то он обязательно бы применялся на современных автомобилях. Возможно даже, что, если бы роторный двигатель был безгрешен, мы и не узнали бы про двигатель поршневой, ведь роторный создали раньше. Затем человеческий гений, пытаясь усовершенствовать агрегат, и создал современный поршневой вариант мотора.

Но к сожалению, минусы у роторного двигателя имеются. К таким вот явным ляпам этого агрегата можно отнести герметизацию камеры сгорания. А в частности, это объясняется недостаточно хорошим контактом самого ротора со стенками цилиндра. При трении со стенками цилиндра металл ротора нагревается и в результате этого расширяется. И сам овальный цилиндр тоже нагревается, и того хуже — нагревание происходит неравномерно.

Если в камере сгорания температура бывает выше, чем в системе впуска/выпуска, цилиндр должен быть выполнен из высокотехнологичного материала, устанавливаемого в разных местах корпуса.

Для того чтобы такой двигатель запустился, используются всего две свечи зажигания. Больше не рекомендуется ввиду особенностей камеры сгорания. РПД наделён бывает совершенно иной камерой сгорания и выдаёт мощность три четверти рабочего времени ДВС, а коэффициент полезного действия составляет целых сорок процентов. По сравнению: у поршневого мотора этот же показатель составляет 20%.

Преимущества роторного двигателя

Меньше движущихся частей

Роторный двигатель имеет намного меньше частей, чем скажем 4-х цилиндровый поршневой движок. Двух роторный двигатель имеет три главные движущиеся части: два ротора и выходной вал. Даже самый простой 4-х цилиндровый поршневой двигатель имеет как минимум 40 движущихся частей, включая поршни, шатуны, стержень, клапаны, рокеры, клапанные пружины, зубчатые ремни и коленчатый вал. Минимизация движущихся частей позволяет получить роторным двигателям более высокую надежность. Именно поэтому некоторые производители самолетов (к примеру Skycar) используют роторные двигатели вместо поршневых.

Мягкость

Все части в роторном двигателе непрерывно вращаются в одном направлении, в отличие от постоянно изменяющих направление поршней в обычном двигателе. Роторный движок использует сбалансированные крутящиеся противовесы, служащие для подавления любых вибраций. Подача мощности в роторном двигателе также более мягкая. Каждый цикл сгорания происходит за одни оборот ротора в 90 градусов, выходной вал прокручивается три раза на каждое прокручивание ротора, каждый цикл сгорания проходит за 270 градусов за которые проворачивается выходной вал. Это значит, что одно роторный двигатель вырабатывает мощность в три четверти . Если сравнивать с одно-цилиндровым поршневым двигателем, в котором сгорание происходит каждые 180 градусов каждого оборота, или только четверти оборота коленчатого вала.

Неспешность

В связи с тем, что роторы вращаются на одну треть вращения выходного вала, основные части двигателя вращаются медленней, чем части в обычном поршневом двигателе. Это также помогает и в надежности.

Малые габариты + высокая мощность

Компактность системы вместе с высоким КПД (сравнительно с обычным ДВС) позволяет из миниатюрного 1,3-литрового мотора выдавать порядка 200-250 л. с. Правда, вместе с главным недостатком конструкции в виде высокого расхода топлива.

Недостатки роторных моторов

Самые главные проблемы при производстве роторных двигателей:

  • Достаточно сложно (но не невозможно) подстроиться под регламент выброса CO2 в окружающую среду, особенно в США.
  • Производство может стоить намного дороже, в большинстве случаев из-за небольшого серийного производства, по сравнению с поршневыми двигателями.
  • Они потребляют больше топлива, так как термодинамическое КПД поршневого двигателя снижается в длинной камере сгорания, а также благодаря низкой степени сжатия.
  • Роторные двигатели в силу конструкции ограничены в ресурсе — в среднем это порядка 60-80 тыс. км

Такая ситуация просто вынуждает причислять роторные двигатели к спортивным моделям автомобилей. Да и не только. Приверженцы роторного двигателя сегодня нашлись. Это известный автопроизводитель Мазда, вставший на путь самурая и продолживший исследования мастера Ванкеля. Если вспомнить ту же ситуацию с Субару, то становится понятен успех японских производителей, цепляющихся, казалось бы, за всё старое и отброшенное западниками как ненужное. А на деле японцам удаётся создавать новое из старого. То же тогда произошло с оппозитными двигателями, являющимися на сегодняшний день «фишкой» Субару. В те же времена использование подобных двигателей считалось чуть ли не преступлением.

Работа роторного двигателя также заинтересовала японских инженеров, которые на этот раз взялись за усовершенствование Мазды. Они создали роторный двигатель 13b-REW и наделили его системой твин-турбо. Теперь Мазда могла спокойно поспорить с немецкими моделями, так как открывала целых 350 лошадок, но грешила опять же большим расходом топлива.

Пришлось идти на крайние меры. Очередная модель Мазда RX-8 с роторным двигателем уже выходит с 200 лошадками, что позволяет сократить расход топлива. Но не это главное. Заслуживает уважения другое. Оказалось, что до этого никто, кроме японцев, не догадался использовать невероятную компактность роторного двигателя. Ведь мощность в 200 л.с. Мазда RX-8 открывала с двигателем объёмом 1,3 литра. Одним словом, новая Мазда выходит уже на другой уровень, где способна конкурировать с западными моделями, беря не только мощностью мотора, но и другими параметрами, в том числе и низким расходом топлива.

Удивительно, но РПД пытались ввести в работу и у нас в стране. Такой двигатель был разработан для установки его на ВАЗ 21079, предназначенный как транспортное средство для спецслужб, однако проект, к сожалению, не прижился. Как всегда, не хватило бюджетных денег государства, которые чудесным образом из казны выкачиваются.

Зато это удалось сделать японцам. И они на достигнутом результате останавливаться не желают. По последним данным, производитель Мазда усовершенствует двигатель и в скором времени выйдет новая Мазда, уже с совершенно другим агрегатом.

Разные конструкции и разработки роторных двигателей

Двигатель Ванкеля

Двигатель Желтышева

Роторно-поршневые двигатели

Категория:

   Устройство и работа двигателя

Публикация:

   Роторно-поршневые двигатели

Читать далее:



Роторно-поршневые двигатели

Роторно-поршневые двигатели отличаются от обычных поршневых двигателей тем, что у них возвратно-поступательное движение поршней заменено вращательным, планетарным движением ротора треугольной формы в корпусе, выполненном в форме эпитрохоиды (эпициклоиды).

При вращении ротора между корпусом и сторонами ротора образуются полости изменяющегося объема, что используется для осуществления процессов сжатия, впуска и выталкивания рабочего тела. Отсутствие поступательно движущихся масс позволяет увеличивать частоту вращения вала отбора мощности двигателя, что, в свою очередь, дает возможность при одинаковом массовом заряде рабочего объема получать большую мощность двигателя. При одинаковой мощности ротор-но-поршневые двигатели компактнее обычных поршневых двигателей и легче их.

Принцип использования вращающегося поршня был известен еще в XVI в., однако конструктивное воплощение этого принципа было осуществлено только в 1957 г. Ф. Ванкелем, создавшим работоспособный образец роторно-поршневого двигателя.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 1. Лодочный подвесной двигатель «Нептун-23»: 1 — блок цилиндров; 2 — стартер; 3 — румпель; 4 — магнето; 5—катушка зажигания; 6 — струбцина; 7—защелка в сборе; 8—водяной насос; 9— механизм реверса; 10 —винт; И — корпус редуктора; 12 — трансмиссионный вал; 13 — дейдвуд в сборе; 14 — обтекатель

Сложное планетарное движение ротора обеспечивается тем, что геометрический центр ротора вращается вокруг оси вала отбора мощности по окружности, описанной центром эксцентрика, закрепленного на этом валу. Треугольный ротор может вращаться на подшипнике на окружности эксцентрика, а поворот ротора относительно корпуса осуществляется обкатыванием закрепленной в роторе шестерни внутреннего зацепления вокруг неподвижного зубчатого колеса внешнего зацепления. Чтобы ротор сделал один полный оборот за три оборота эксцентрикового вала, передаточное отношение зубчатой пары должно быть 3:2.

Рабочий процесс в роторно-поршневых двигателях осуществляется за четыре такта в каждой из трех полостей, чередование которых можно проследить по рис. 2, где приведены также схемы, соответствующие процессам обычных поршневых двигателей. Продолжительность каждого такта роторно-поршневого двигателя, таким образом, длится 270° угла поворота эксцентрикового вала (вала отбора мощности), т. е. полный четырехтактный цикл в одной полости совершается за один полный оборот ротора или за три оборота вала отбора мощности.

Воспламенение смеси производится одной или двумя свечами зажигания в момент, близкий моменту наибольшего сжатия смеси. В отличие от четырехтактных поршневых двигателей, имеющих клапаны для осуществления газораспределения, в роторно-поршневых двигателях распределение осуществляется самим ротором, открывающим окна с эпитрохоидальной поверхности или же с боковой поверхности, образующей камеру сжатия и расширения. Таким образом, распределение аналогично распределению двухтактного поршневого двигателя.

Рис. 2. Схемы работы роторно-поршневого двигателя с планетарным движением ротора: I — впуск; II — сжатие; III — воспламенение; IV — расширение; V — выпуск

Уплотнение камеры сгорания производится радиальными уплотнительными пластинами и боковыми изогнутыми пластинами, проходящими по краю кромки ротора. Уплотняющие пластины прижаты к поверхности корпуса пластинчатыми пружинами — эспандерами. Так как радиальные пластины при движении по эпитрохоиде испытывают положительные и отрицательные ускорения, то на некоторых участках они стремятся оторваться от поверхности скольжения. Поэтому сила пружин, прижимающих пластины, должна быть больше силы инерции, отрывающей пластину от поверхности. Нарушение уплотнения в какой-либо точке весьма нежелательно. Нарушение уплотнения в какой-либо полости может вызвать прорыв горячих газов и воспламенение свежего заряда в соседней полости.

Радиальные уплотнения при своем движении по эпитрохоиде меняют угол наклона оси пластины к поверхности скольжения. Для обеспечения их работоспособности поверхность торца пластины выполняют цилиндрической. Это приводит к тому, что пластина соприкасается с поверхностью эпитрохоиды по линии, следовательно, со значительными контактными давлениями, что обусловливает быстрое изнашивание рабочей поверхности пластины и эпитрохоидальной поверхности. Это обстоятельство требует проработки обеспечения смазывания поверхности соприкосновения и выбора для изготовления уплотняющих пластин специальных материалов, стойких против износа. Моторесурс роторно-поршневых двигателей ниже, чем у обычных поршневых двигателей.

Даже незначительный износ эпитрохоидальной поверхности приводит к появлению перемещений уплотняющих пластин в пазах ротора, что вызывает быстрый их износ, потерю уплотнения и выход из строя двигателя. Увеличению износа эпитрохоидальной поверхности и уплотнитель-ных пластин способствует неравномерная по периферии корпуса тепловая деформация. Часть корпуса, в которой происходит сгорание и расширение газов, нагревается сильнее, что приводит к искажению эпитрохоидальной формы поверхности корпуса, а следовательно, к увеличению износа двигателя. Охлаждение корпу

Устройство автомобиля. Роторно-поршневой двигатель. Конец истории?

Автомобили с роторно-поршневыми двигателями впору заносить в Красную книгу: в 2011 году закончился выпуск последней в этом ряду модели Mazda RX-8. А ведь полвека назад за подобными моторами видели будущее – большая литровая мощность, высокие обороты, компактные размеры… Что же пошло не так?

Заглянув под капот роторного автомобиля впервые, недоумеваешь: а мотор-то где? Сквозь дебри навесных агрегатов виднеется лишь непонятный цилиндр. По своей конструкции роторно-поршневой двигатель (РПД) и вправду кардинально отличается от привычных нам поршневых моторов, хотя в обоих случаях осуществляется один и тот же четырехтактный цикл – впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Разница лишь в том, что у роторного двигателя нет ни поршней с шатунами, ни системы газораспределения. Вместо них – треугольный ротор, совершающий сложное планетарное движение.

Плюсы и минусы

Вращаясь одновременно вокруг собственной оси и вокруг центральной шестерни, ротор своими вершинами описывает хитрую поверхность корпуса, образуя три отдельные камеры сгорания. Объем каждой из них, ограниченный корпусом и гранью ротора, за один оборот меняется от максимального к минимальному четыре раза, позволяя реализовать четырехтактный цикл. Функции же газораспределения осуществляются путем перекрывания впускных и выпускных окон самим ротором – подобно двухтактным поршневым моторам. И никаких распредвалов, клапанов и цепей! Отсюда и поразительная компактность роторных агрегатов: при сопоставимой мощности они оказываются примерно вдвое короче и настолько же легче поршневых, упрощая задачу компоновки автомобиля.

Не доставляют проблем и вибрации – единственная центробежная сила уравновешивается двумя противовесами на валу. Вспышки, правда, происходят не часто: поскольку выходной вал вращается в три раза быстрее ротора, то одному обороту вала соответствует одна вспышка или один рабочий ход, что эквивалентно двухцилиндровому поршневому двигателю. Но двухсекционные РПД, то есть фактически сдвоенные моторы, работающие на общий вал, имеют уже две вспышки на оборот, как четырехцилиндровый двигатель. При этом пульсации крутящего момента оказываются даже меньше, поскольку рабочий ход у РПД длится в течение 270° поворота вала против 180° у поршневого. В результате по плавности работы двухсекционный мотор близок к рядной «шестерке».

А вот с мощностью все уже не так однозначно. Конструкция РПД позволяет добиться отличного наполнения камер сгорания: на торцевой или боковой поверхности можно разместить сразу несколько впускных окон, снижая общее сопротивление впускного тракта – в моторе Mazda RX-8 таких окон аж пять штук на секцию! Причем открываются они очень быстро, что способствует проявлению эффекта динамического напора, дополнительно улучшающего наполнение на определенных оборотах.

Две стороны медали

Роторные двигатели часто нахваливают за хорошую за оборотистость – та же Mazda RX-8 способна загонять стрелку тахометра к 9000 об/мин. Однако мало кто вспоминает, что с такой скоростью вращается лишь выходной вал, а сам ротор крутится в три раза медленнее – всего 3000 об/мин. В поршневом же двигателе на каждый оборот коленвала приходится движение поршней вверх-вниз, а потому даже привычные 6000–7000 об/мин оказываются гораздо большим достижением, нежели 9000 об/мин роторного мотора.

Однако сам процесс сгорания протекает крайне плохо. Сильно вытянутая серповидная камера обладает значительными потерями тепла и не обеспечивает полного сгорания топлива по краям. Частично улучшить воспламенение помогает установка двух свечей зажигания, но за это приходится расплачиваться повышенным прорывом газов в соседнюю камеру в момент пересечения торцом ротора свечных отверстий. Иными словами, роторный мотор способен втянуть большое количество топливно-воздушной смеси, но эффективно извлечь из нее полезную энергию не может.

Одни головоломки

Получается, что за счет отличного наполнения РПД оказывается все-таки сопоставим по литровой мощности с поршневым мотором, одновременно сильно уступая ему в экономичности. Тем не менее в равенство литровой мощности поначалу трудно поверить. Какой поршневой агрегат сравнится c ротором Mazda RX-8, выдающим 230 л.с. с двух секций общим объемом 1,3 л.? Это же 176 «лошадей» с литра!

Так-то оно так, но нужно помнить, что за один оборот вала роторный двигатель отрабатывает весь рабочий объем, а поршневой – только половину, причем и тот и другой способны выдать за этот оборот полную мощность. Таким образом, при сравнении удельной мощности объем поршневого двигателя справедливо делить на два. Возьмем, например, Nissan 350Z – одного из конкурентов RX-8. Его 300-сильный V6 имеет объем 3,5 л, то есть 1,75 л на одном обороте и 171 «лошадку» с литра. Практически как у RX-8! При этом, несмотря на 30-процентное преимущество в мощности и чуть более тяжелый кузов, он расходует столько же топлива в смешанном цикле, сколько и RX-8.

Пытаясь как-то снизить расход топлива в роторе, инженеры пробовали применить непосредственный впрыск, но неудачная форма камеры сгорания мешала организовать вихревое смесеобразование, лишая возможности работы на обедненной смеси. Задумывались и о дизельном топливе, но успеха это направление тоже не принесло: слишком велики нагрузки на ротор, да и уплотнение рабочих камер организовать труднее, ведь степень сжатия должна быть почти в два раза больше.

А уплотнения и без того, отдельная головная боль. Если в поршневом двигателе кольца всегда находятся под одним и тем же углом к поверхности трения, то в роторном рабочий угол радиальных пластин постоянно меняется. Меняется и усилие их прижима к поверхности корпуса – оно определяется центробежной силой, а потому сильно зависит от оборотов. А как организовать их смазку? Только впрыскиванием масла в рабочую камеру подобно двухтактным поршневым моторам. Но это влечет значительный расход масла на угар (около 1 л на 1000 км) и повышает риск закоксовывания уплотнений. Достаточно сказать, что именно из-за того, что оказалось невозможно хорошо герметизировать рабочие камеры, было отброшено множество других более замысловатых роторных конструкций, обладавших рядом преимуществ. В привычном же нам РПД задачу удалось до некоторой степени решить, хотя уплотнения все же остаются слабым местом мотора.

Автора!

Создателем известного нам РПД принято считать Феликса Ванкеля, однако сам он предлагал несколько иную конструкцию: в его двигателе ротор и корпус вращались вокруг неподвижного вала. Такая схема упрощала работу уплотнительных соединений камер сгорания и не требовала противовесов для уравновешивания, хотя при этом возникали огромные проблемы с подводом впускных и выпускных каналов, а также с передачей напряжения на вращающие свечи. Поэтому в серию пошел РПД, предложенный Вальтером Фройде, в то время как Ванкель сосредоточился на исследованиях механических уплотнений.

Проблемы доставляет и очень неравномерный нагрев корпуса. Это в поршневом двигателе вспышки чередуются по цилиндрам, а после рабочего хода камера охлаждается на такте впуска. В роторном же вспышки происходят только в одной части двигателя, причем происходят постоянно, в то время как противоположная часть непрерывно охлаждается всасываемым воздухом. Такой перепад температур деформирует картер двигателя, заставляя еще на этапе проектирования учитывать это отклонение формы в процессе прогрева. Разумеется, все это не способствует лучшей работе уплотнительных соединений и долговечности материалов. В итоге преимущества конструктивной простоты РПД нивелируются его малым ресурсом – пробег до капремонта редко превышает 100 тыс. км.

Окончательным же приговором роторным двигателям стала экология. Низкая экономичность означает большие выбросы CO2, а неоптимальный процесс сгорания повышает уровни токсичных соединений, к которым подмешиваются еще и продукты горения масла. И все это на фоне повального стремления к экологической чистоте, на что автопроизводители расходуют огромные средства. В результате даже Mazda, потратившая немало усилий на раскрутку роторной идеологии, была вынуждена от нее отказаться.

Конец истории? Видимо, да. Но окончательно прощаться с роторными моторами все же рано: пускай им уже и не занять основное место под капотом, они вполне могут быть востребованы в качестве резервного генератора для подзарядки батарей электромобиля. Впрочем, все ДВС со временем ожидает та же участь. 

Автор
Олег Карелов, эксперт по подбору автомобилей AutoTechnic.su
Издание
Автопанорама №4 2015

Бензиновый двигатель | Британника

Бензиновый двигатель , любой из класса двигателей внутреннего сгорания, вырабатывающих энергию за счет сжигания летучего жидкого топлива (бензина или бензиновой смеси, такой как этанол) с воспламенением от электрической искры. Бензиновые двигатели могут быть построены для удовлетворения требований практически любого возможного применения в силовых установках, наиболее важными из которых являются легковые автомобили, небольшие грузовики и автобусы, самолеты авиации общего назначения, подвесные и малые внутренние морские агрегаты, стационарные насосные агрегаты среднего размера, осветительные установки и т. Д. станки и электроинструменты.Четырехтактные бензиновые двигатели используются в подавляющем большинстве автомобилей, легких грузовиков, средних и больших мотоциклов и газонокосилок. Двухтактные бензиновые двигатели встречаются реже, но они используются для небольших подвесных судовых двигателей и во многих ручных инструментах для озеленения, таких как цепные пилы, кусторезы и воздуходувки.

V-образный двигатель

Поперечный разрез V-образного двигателя.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Типы двигателей

Бензиновые двигатели можно сгруппировать в несколько типов в зависимости от нескольких критериев, включая их применение, метод управления подачей топлива, зажигание, расположение поршня и цилиндра или ротора, количество ходов за цикл, систему охлаждения, а также тип и расположение клапана.В этом разделе они описаны в контексте двух основных типов двигателей: поршневых и цилиндровых двигателей и роторных двигателей. В поршневом двигателе давление, создаваемое при сгорании бензина, создает силу на головке поршня, которая перемещает цилиндр по длине возвратно-поступательным или возвратно-поступательным движением. Эта сила отталкивает поршень от головки цилиндра и выполняет работу. Роторный двигатель, также называемый двигателем Ванкеля, не имеет обычных цилиндров, оснащенных возвратно-поступательными поршнями.Вместо этого давление газа действует на поверхности ротора, заставляя ротор вращаться и таким образом выполнять работу.

бензиновые двигатели

Типы бензиновых двигателей включают (A) двигатели с оппозитными поршнями, (B) роторные двигатели Ванкеля, (C) рядные двигатели и (D) двигатели V-8.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Большинство бензиновых двигателей относятся к поршнево-поршневому типу. Основные компоненты поршневого двигателя показаны на рисунке. Почти все двигатели этого типа используют четырехтактный или двухтактный цикл.

Типовая схема поршневой цилиндр бензинового двигателя.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Четырехтактный цикл

Из различных методов восстановления энергии от процесса сгорания наиболее важным до сих пор был четырехтактный цикл, концепция, впервые разработанная в конце 19 века. Четырехтактный цикл показан на рисунке. При открытом впускном клапане поршень сначала опускается на такте впуска. Воспламеняющаяся смесь паров бензина и воздуха втягивается в цилиндр за счет создаваемого таким образом частичного вакуума.Смесь сжимается, когда поршень поднимается на такте сжатия при закрытых обоих клапанах. По мере приближения к концу хода заряд воспламеняется электрической искрой. Затем следует рабочий ход, когда оба клапана все еще закрыты, а давление газа обусловлено расширением сгоревшего газа, давящим на головку или головку поршня. Во время такта выпуска восходящий поршень выталкивает отработавшие продукты сгорания через открытый выпускной клапан. Затем цикл повторяется. Таким образом, каждый цикл требует четырех тактов поршня — впуска, сжатия, мощности и выпуска — и двух оборотов коленчатого вала.

Двигатель внутреннего сгорания: четырехтактный цикл

Двигатель внутреннего сгорания имеет четыре такта: впуск, сжатие, сгорание (мощность) и выпуск. Когда поршень перемещается во время каждого хода, он поворачивает коленчатый вал.

Encyclopædia Britannica, Inc. Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Недостатком четырехтактного цикла является то, что завершается только половина тактов мощности, чем в двухтактном цикле ( см. Ниже ), и только половину такой мощности можно ожидать от двигателя данного размера при заданная рабочая скорость.Однако четырехтактный цикл обеспечивает более эффективную очистку выхлопных газов (продувку) и повторную загрузку цилиндров, уменьшая потерю свежего заряда в выхлопе.

роторно-поршневой двигатель — это … Что такое роторно-поршневой двигатель?

  • Роторно-поршневой двигатель — Термин роторно-поршневой двигатель может иметь несколько значений: * Роторный двигатель, поршневой двигатель, который вращается во время работы, который использовался на истребителях Первой мировой войны * Роторный двигатель без поршня, двигатели, которые используют роторы роторные поршни вместо…… Википедия

  • Двигатель с оппозитным поршнем — Эта статья посвящена существующим конструкциям двигателей.Для совершенно другой концепции, предложенной Фрэнком Штельцером, см. Двигатель Штельцера. Фэрбенкс Морс противопоставил поршневые дизельные двигатели на подводной лодке USS Pampanito Противопоршневой двигатель — поршневой… Wikipedia

  • Двигатель с оппозитным поршнем — Двигатель с оппозитным поршнем — это двигатель, в котором цилиндры двухсторонние, с поршнями на каждом конце и без головки блока цилиндров. Конфигурации В некоторых вариантах конструкции с оппозитным поршнем или OP используется один коленчатый вал, как на корабле Doxford ДвигателиСайт…… Википедия

  • Поворотно-поршневой двигатель — Поворотно-поршневой двигатель — это тип двигателя внутреннего сгорания, в котором поршни совершают круговое движение внутри кольцевого цилиндра, перемещаясь ближе и дальше друг от друга, чтобы обеспечить сжатие и расширение.Обычно два набора…… Википедия

  • двигатель — Синонимы и родственные слова: двигатель переменного тока, двигатель Корлисс, двигатель Отто, двигатель Ванкеля, аэромотор, воздушный двигатель, перегонный куб, наковальня, устройство, прибор, дуговой реактивный двигатель, турбореактивный осевой поток, балочный двигатель, подшипники, обдув двигатель, котел, котел, кулачок, кулачок…… Moby Thesaurus

  • Конфигурация двигателя — это технический термин, обозначающий расположение основных компонентов двигателя внутреннего сгорания.Эти компоненты включают цилиндры, поршни, коленчатый вал (ы) и распределительный вал (ы). Для многих автомобильных двигателей термин «блокировка» взаимозаменяем с двигателем… Wikipedia

  • Роторный двигатель — Роторный двигатель был ранним типом авиационного двигателя внутреннего сгорания, в котором коленчатый вал остается неподвижным, а весь блок цилиндров вращается вокруг него. Этот дизайн использовался в основном в годы незадолго до Первой мировой войны и во время нее…… Википедия

  • Поршень — Для использования в других целях, см Поршень (значения).Компоненты типичного четырехтактного поршневого двигателя DOHC. (E) Выпускной распределительный вал, (I) Впускной распределительный вал, (S) Свеча зажигания, (V) Клапаны, (P) Поршень, (R) Шатун, (C) Коленчатый вал, (W) Водяная рубашка…… Wikipedia

  • Роторный двигатель (значения) — Роторный двигатель был роторным поршневым двигателем, использовавшимся в некоторых ранних самолетах. Двигатель Ванкеля — беспоршневой двигатель внутреннего сгорания, используемый в NSU и некоторых автомобилях Mazda, также упоминался как роторный двигатель. Роторный двигатель может также…… Википедия

  • двигатель — Устройство для преобразования энергии топлива в механическую.Термин применяется к первичному источнику выработки электроэнергии. В Великобритании есть желание провести четкое различие между двигателем и двигателем, чтобы двигатель относился только к электроэнергии…… Словарь автомобильных терминов

  • Роторный двигатель — Двигатель внутреннего сгорания, не имеющий конструкции поршневого двигателя. Настоящего коленчатого вала нет, хотя вал отбора мощности иногда называют коленчатым валом. Он неподвижен или фиксирован в том смысле, что просто вращается на месте.…… Словарь автомобильных терминов

  • Как работает роторный двигатель Ванкеля

    Ну, вначале первый инженерный подход заключался в создании двигателя, отличающегося от архитектуры поршневого двигателя внутреннего сгорания. И первым, кто построил и запатентовал такой двигатель, был Felix Millet в 1888 году. Милле создал 5-цилиндровый роторный двигатель, встроенный в спицы заднего колеса велосипеда. Его конструкция силового агрегата была позже запущена в производство компанией Darracq в 1900 году.

    Ранние типы роторных двигателей имели нечетное количество цилиндров, смещенных по радиусу (обычно 7 или 9 цилиндров, поскольку эта нечетная конфигурация приводила к более плавной работе благодаря последовательности срабатывания поршня). Начиная с этой конструкции, сначала двигатель имел неподвижный блок цилиндров, который непосредственно вращал коленчатый вал, расположенный в центре, и назывался радиальным двигателем. Радиальный двигатель теперь с винтом, прикрепленным к вращающемуся коленчатому валу, получил широкое распространение в авиастроении.

    Однако конструкция этого радиального двигателя вызвала проблему с охлаждением, особенно при работе в неподвижном состоянии, поскольку блок цилиндров не получал достаточного воздушного потока. Решение этой проблемы с охлаждением пришло в виде реверсирования роли вращающейся части из ансамбля, то есть теперь коленчатый вал был прикреплен болтами к шасси, а пропеллер вращался вместе со всем блоком цилиндров. Так родился роторный двигатель . Положительным моментом было то, что охлаждение двигателя было улучшено, но недостатком было то, что самолет стал нестабильным и им было труднее управлять.

    К началу 1920-х роторные двигатели (которые находили применение в основном в авиастроении) устарели, и интерес к дальнейшим разработкам двигателей этого типа резко упал. Но для роторного двигателя не все было потеряно, поскольку немецкий инженер Феликс Ванкель изобрел в 1957 году вращающуюся конструкцию, в которой использовался ротор треугольной формы, вращающийся внутри овального корпуса. Поскольку в конструкции не используются поршни, как в поршневом двигателе, роторный двигатель внутреннего сгорания Ванкеля считается разновидностью роторного двигателя без поршня.Исследования роторных двигателей действительно начались в 1960-х годах, но только японскому автопроизводителю Mazda удалось успешно модифицировать его и интегрировать в фирменный стиль бренда, став единственным автопроизводителем, способным выйти на массовое производство. Итак, как это работает

    Роторный двигатель Ванкеля — это двигатель внутреннего сгорания, в котором используется тот же принцип преобразования давления во вращательное движение, но без вибраций и механических нагрузок при высоких скоростях вращения поршневого двигателя.Доктор Феликс Ванкель и его коллеги получили конструкцию корпуса двигателя, выполнив следующие шаги: сначала они закрепили шестерню с внешними зубьями на белом листе и сцепили ее с более крупной шестерней с внутренними зубьями; с соотношением между двумя передачами 2: 3. Затем они прикрепили руку с ручкой к внешней стороне большей шестерни с внутренними зубьями. При повороте внутреннего зубчатого колеса на малой шестерне ручка образовывала трохоидную кривую в форме кокона.

    Двигатель Ванкеля работает в том же 4-тактном цикле, что и поршневой двигатель с возвратно-поступательным движением, с центральным ротором, последовательно выполняющим четыре процесса впуска, сжатия, зажигания (сгорания) и выпуска внутри трохоидной камеры.Таким образом, хотя оба типа двигателей полагаются на давление расширения, создаваемое сгоранием топливно-воздушной смеси, разница между ними возникает из-за того, как они используют его для преобразования

    в механическую силу. В роторном двигателе внутреннего сгорания это давление расширения прилагается к боковой поверхности ротора. Из-за треугольной формы ротора внутреннее пространство корпуса всегда будет разделено на три рабочие камеры. Это принципиально отличается от поршневого двигателя, где в каждом цилиндре происходят четыре процесса.Первоначальная конструкция

    Ванкеля имела внешнее зубчатое колесо с 20 зубьями, в то время как более крупное внутреннее зубчатое колесо имело 30 зубцов. Из-за этого передаточного числа частота вращения между ротором и валом определяется как 1: 3 . Это означает, что в то время как меньшая шестерня совершает один оборот, большая шестерня с внутренними зубьями вращается три раза. Поскольку эксцентриковый вал , который аналогичен коленчатому валу в поршневом двигателе, соединен с меньшей зубчатой ​​передачей, это означает, что с двигателем, работающим на 3000 об / мин, ротор будет вращаться только при 1000 об / мин.Это не только означает, что роторный двигатель внутреннего сгорания работает более плавно, но также позволяет достичь более высокой красной черты.

    Рабочий объем роторного двигателя обычно выражается единичным объемом камеры и количеством роторов (например, 654 см3 x 2). Единичный объем камеры представляет собой разницу между максимальным объемом и минимальным объемом рабочей камеры, в то время как степень сжатия определяется как соотношение между максимальным объемом и минимальным объемом.

    Мы рекомендуем вам внимательнее ознакомиться с диаграммами и трехмерным анимационным видео Мэтта Риттмана в конце руководства, чтобы лучше визуализировать и понять рабочий режим двигателя Ванкеля. Плюсы и минусы двигателя Ванкеля
    В первую очередь в пользу двигателя Ванкеля можно отнести его небольшой размер и легкую конструкцию . Это может оказаться решающим при разработке легкого автомобиля с высокой выходной мощностью и небольшим объемом двигателя. Кроме того, обеспечивает улучшенную защиту от столкновений, больше рабочего пространства для аэродинамики или отсеков для хранения вещей и лучшее распределение веса .

    Второй благоприятной чертой роторного двигателя внутреннего сгорания является его плоская кривая крутящего момента во всем диапазоне скоростей. Результаты исследований показали, что при использовании конфигурации с двумя роторами колебания крутящего момента во время работы были на одном уровне с рядным 6-цилиндровым поршневым двигателем, в то время как трехроторная схема оказалась более плавной, чем поршневой двигатель V8.

    Другими преимуществами роторного двигателя внутреннего сгорания являются простая конструкция, надежность и долговечность .Из-за отсутствия поршней, штоков, механизма приведения в действие клапана, ремня газораспределительного механизма и коромысла двигатель легче построить и требует гораздо меньшего количества деталей. Кроме того, из-за отсутствия этих компонентов двигатель Ванкеля более надежен и долговечен при работе с высокими нагрузками. И помните, когда роторный двигатель работает со скоростью 8000 об / мин, ротор (который составляет большую часть всей совокупности) вращается только на одну треть этой скорости. Недостатки
    двигателя Ванкеля включают несовершенное уплотнение на концах камеры, что учитывается на утечку между соседними камерами и несгоревшую топливную смесь.Роторный двигатель внутреннего сгорания также имеет на продолжительность хода на 50% больше, чем у поршневого двигателя. Работа двигателя также допускает попадание в выхлопной поток большего количества окиси углерода и несгоревших углеводородов, что делает его очевидным изгоем среди любителей деревьев.

    Самым большим недостатком, однако, является его значительный расход топлива . Сравнительные тесты показали, что Mazda RX8 потребляет больше топлива, чем более тяжелый двигатель V8 с рабочим объемом двигателя более чем в четыре раза, но с сопоставимыми характеристиками.Еще одним недостатком является то, что небольшое количество масла попадает в рабочую камеру, и в результате владельцы должны периодически добавлять масло, что увеличивает эксплуатационные расходы. Вклад Mazda в двигатель Ванкеля

    Mazda представила первый в мире автомобиль с двухроторным роторным двигателем в мае 1967 года — модель Cosmo Sport / Mazda 110S . Он был оснащен двигателем Ванкеля объемом 491 куб.см, который развивал 110 л.с. при 7000 об / мин. В 1970 году Mazda представила первую автоматическую трансмиссию с двигателем Ванкеля, а три года спустя — первый в мире пикап с роторным двигателем.

    После внедрения шестипортовой впускной системы для большей экономии топлива и мощности Mazda продолжила разработку роторного двигателя внутреннего сгорания, чтобы добиться низких выбросов. Индукционная система с шестью портами имела по три впускных отверстия на камеру ротора и могла обеспечить снижение расхода топлива за счет трехступенчатого управления. Еще одним заслуживающим внимания событием стало внедрение двухступенчатого монолитного катализатора .

    Следующая эра в эволюции двигателей Ванкеля Mazda ознаменовалась введением турбонагнетателей.В 1982 году Cosmo RE Turbo поступил в продажу как первый в мире автомобиль с роторным двигателем, оснащенный турбонагнетателем. Основываясь на этом достижении, Mazda позже применила турбонаддув с двойной прокруткой, чтобы минимизировать турбо-лаг двигателя.

    Однако ключевым нововведением Mazda стала презентация двигателя RENESIS, что означает ГЕНЕЗИС RE (роторный двигатель). RENESIS — это двигатель объемом 654 куб. См x 2, который развивает мощность 250 л.с. при 8500 об / мин и 216 Нм крутящего момента при 5500 об / мин. Помимо плавной работы двигателя и четкого отклика, двигатель RENESIS значительно улучшает топливную экономичность и уровень выбросов выхлопных газов.RENESIS от Mazda получил награды «Международный двигатель года» и «Лучший новый двигатель» в 2003 году. Вдохновленная международным успехом RENESIS, Mazda представила новый двигатель Ванкеля, способный работать как на водороде, так и на бензине. Однако этот водородный двигатель RE не смог вызвать столько же интереса, как бензиновый, возможно, из-за отсутствия водородной инфраструктуры в то время. В мае 2007 года японский производитель автомобилей Mazda отметил 40-летие разработок двигателя Ванкеля.

    Роторный двигатель внутреннего сгорания RENESIS следующего поколения уже находится в разработке и появился в концептуальном автомобиле Mazda Taiki. Двигатель следующего поколения обещает больший рабочий объем 1600 куб. См (800 куб. См x 2), что, как ожидается, увеличит крутящий момент на всех оборотах двигателя и увеличит тепловую эффективность. Но, несмотря на прогресс, достигнутый в отношении выбросов выхлопных газов, выходной мощности и уплотнения рабочей камеры, двигатель Ванкеля по-прежнему будет бороться с расходом масла и топлива из-за его особой конструкции функционирования.

    Силовые роторные двигатели Ванкеля для самолетов

    WANKEL POWER

    Замечательные новости для строителей! Двигатель вашей мечты находится на чертежной доске и находится на стадии тестирования. Читайте дальше, чтобы узнать больше о применении и экспериментах с роторными двигателями в самолетах.

    Катастрофа! Разбитый двигатель! Помимо катастрофы, которая полностью уничтожает ваш самолет, сломанный двигатель — это самое худшее, что может случиться с владельцем самолета.

    Неиспользуемые двигатели могут быть вызваны несколькими причинами, наиболее частыми из которых являются: внутренний структурный отказ; непрохождение ежегодных или 100-часовых проверок, или, в случае коммерческого использования, прибытие в установленный FAA обязательный предел времени между капитальными ремонтами (TBO) — но как насчет роторных двигателей.

    В современных авиационных условиях ваш самолет можно вернуть в летное состояние только путем замены неисправного двигателя на новую или отремонтированную силовую установку того же типа или на двигатель другого типа или размера, одобренный для вашего самолета.

    Но подождите минутку! Перед тем, как выбрать один из вышеперечисленных вариантов, потратьте минуту или две, мечтая о том, какую силовую установку вы бы действительно хотели для своего самолета, если бы у вас был неограниченный выбор. Все мы знаем, какие двигатели представлены на рынке, и каковы их преимущества и недостатки.

    Любой пилот или владелец самолета может подумать о многочисленных улучшениях, которые могут быть — и должны быть — внесены в существующие двигатели. Если бы у нас была возможность и возможность, мы бы уменьшили их размер, вес и расход топлива.

    Мы также сделали их более гладкими, тихими, легкими и уменьшили их лобные области. Первоочередной задачей было бы значительное повышение долговечности, снижение начальной стоимости и возможность работы на самом дешевом и экономичном топливе.

    А разве это не мечта владельцев самолетов пускать слюни?

    Вы говорите, что невозможно? Да, купить такой двигатель сегодня невозможно; однако двигатели, отвечающие всем нашим пожеланиям, находятся на чертежной доске и на испытательных стендах в продвинутых стадиях зрелости.Чтобы подогреть ваш аппетит, здесь будут представлены два сравнения с сегодняшними горизонтально расположенными двигателями с воздушным охлаждением.

    Современные двигатели имеют средний вес около двух фунтов на лошадиную силу; новый двигатель примерно один фунт на лошадиную силу. При крейсерской скорости 150 л.с. современные двигатели расходуют около 12,5 галлонов в час; новый двигатель около 9 галлонов в час.

    Прямо сейчас, я уверен, у вас следующие вопросы: Что это? и где это?

    Первый роторный двигатель внутреннего сгорания, разработанный специально для использования в самолетах: двухроторный двигатель воздушного охлаждения RC 2-90 компании Curtiss-Wright мощностью 300 л.с.

    Новый чудо-двигатель является последней версией авиационного двигателя роторного сгорания типа Ванкеля. Исследовательские модели усовершенствованных роторных двигателей внутреннего сгорания сейчас работают в испытательных камерах Curtiss-Wright.

    У двигателя Ванкеля в этой стране довольно скромная история. До 1973 года все крупные автомобильные компании США участвовали в испытаниях роторных двигателей Ванкеля, чтобы определить их будущую применимость в качестве автомобильных силовых установок.

    Однако тяжелый бензиновый кризис 1973 года застал Ванкеля с плохой репутацией в плане экономии топлива; примерно в то же время начали появляться проблемы с долговечностью.Последним ударом стало объявление General Motor о прекращении дальнейшей разработки Wankel.

    Это пренебрежение General Motors создало у широкой публики впечатление, что роторные двигатели внутреннего сгорания — безнадежный провал и полный провал. В результате роторные двигатели внутреннего сгорания исчезли из автомобильной промышленности США и были забыты.

    Нет, не совсем забыли. Curtiss-Wright владел лицензией NSU (Volkswagen) на разработку и продажу роторных двигателей внутреннего сгорания в Соединенных Штатах, и они по-прежнему верили в успех этого двигателя в будущем.Другой лицензиат Ванкеля, Mazda в Японии, также имел достаточно веры, чтобы разработать и произвести чрезвычайно успешный автомобильный роторный двигатель внутреннего сгорания.

    Фактически, еще в 1977 году Mazda продала свой миллионный автомобиль с двигателем R / C. На сегодняшний день продано еще несколько миллионов роторных двигателей, и Mazda продолжает продавать спортивное купе RX-7 чрезвычайно восторженным покупателям.

    Mazda внесла заметный вклад в мощность, экономичность, долговечность и общественное признание двигателя R / C.Последние роторные двигатели компании, которыми сейчас оснащена самая последняя версия RX-7, представляет собой двухроторный двигатель, который развивает мощность 120 л.с. при 7000 об / мин.

    Расход топлива, долговечность и выбросы равны или лучше, чем у автомобильных поршневых бензиновых двигателей аналогичной мощности. В качестве бонуса размер и вес намного меньше, чем у аналогичного обычного двигателя.

    Поскольку все обсуждения Ванкеля до сих пор вращались вокруг автомобильного и промышленного использования, было бы легко создать впечатление, что двигатели Ванкеля никогда не разрабатывались для использования в самолетах и ​​не использовались для питания самолетов в полете.В ходе его исследования. Curtiss-Wright установила роторные двигатели внутреннего сгорания на нескольких самолетах, в том числе на одном вертолете.

    Первым роторным двигателем

    Curtiss-Wright, специально предназначенным для использования в самолетах, был RC 2-90. двухрядный двухроторный с указателем 90 куб. дюйм. для каждого ротора, составляющего 180 куб. дюймов. Двигатель (рассчитанный на работу на дизельном или реактивном топливе) Двигатель выдавал 310 л.с. при общем весе 300 фунтов и помещался в двухфутовый куб.

    RC 2-90 был разработан для установки в беспилотный вертолет, но когда военный проект был заброшен, разработка двигателя также была прекращена.Между прочим, охлаждение осуществлялось принудительным потоком воздуха через тщательно спроектированные и расположенные ребра охлаждения.

    Осевой нагнетатель, входящий в комплект поставки, обеспечивал нагнетание воздуха. Эти роторные двигатели объединили все достижения исследований в области воздушного охлаждения и доказали возможность роторных двигателей с воздушным охлаждением в меньших размерах.

    Единственный роторный двигатель, который фактически приводил в действие летающий самолет, — это RC 2-60 U5. Это 120 куб. Дюймов. автомобильный двигатель водяного охлаждения с авиационным карбюратором и другие незначительные модификации.

    Ультра тихий планер Lockheed «Q» Star был построен на базе планера Switzer 2-32, модифицированного с обычным шасси. Подвеска двигателя RC 2-60 и алюминиевый радиатор Corvette на носу. Поскольку это был сверхтихий эксперимент, выхлоп двигателя был сильно заглушен, чтобы практически исключить шум двигателя.

    Чтобы снизить шум гребного винта, ременной редуктор 5,34: 1 снизил нормальные 6000 об / мин двигателя до 500 об / мин на гребном винте. Этот эксперимент был полностью успешным как в достижении искомой тихой высоты полета, так и в плавной и надежной работе роторного двигателя

    .

    .

    Для дальнейшего исследования работы роторных двигателей в самолетах, на планер Cessna Cardinal был установлен громоздкий двигатель с ременным приводом, в котором использовались крайняя передача винта и маловращающийся винт.

    Позже RC 2-60 с установленными внутри редукторами позволил использовать обычный гребной винт Cardinal, вращающийся с обычной скоростью. Оба теста были признаны полностью успешными.

    Тяжелая система ременного редуктора, создающая сопротивление, и автомобильная природа двигателя не позволили полностью использовать все преимущества естественных роторных двигателей по размеру и весу; тем не менее, испытания были настолько многообещающими, что вызвали большой энтузиазм.

    В испытаниях вертолета участвовал Hughes H-55, который также был оснащен RC 2-60 и прошел с отличными оценками. Все знания, полученные в ходе летных испытаний и исследований роторных двигателей, адаптированных для использования в самолетах, были объединены в прототипе авиационного двигателя. РК 2-75 У1.

    Этот двигатель, изначально проектировавшийся как силовая установка самолета, имел жидкостное охлаждение и выдавал 285 л.с. при сухом весе 280 фунтов и размерах 21,5 дюйма x 23.7 дюймов x 31,4 дюйма. Готовый к полету, с полной системой охлаждения и охлаждающей жидкостью, вес составлял 358 фунтов.

    Использовался авиационный карбюратор и другие аксессуары авиационного класса, а стандартный винтовой привод с внутренним цилиндрическим редуктором 0,356: 1 позволял использовать винты серийного типа, вращающиеся на нормальных оборотах в минуту. Редукционный привод и общая конфигурация двигателя были рассмотрены Piper, Beech, Cessna, FAA и поставщиками аксессуаров.

    Этот двигатель наработал более 1500 часов на испытаниях, в том числе более 100 часов при полностью открытой дроссельной заслонке и продолжительной работе при 7000 об / мин.Скорее всего, этот двигатель может пройти 150-часовой квалификационный тест на полностью открытую дроссельную заслонку для сертификации на данном этапе, что до сих пор не проводилось.

    В ходе экспериментов с прототипами роторных двигателей внутреннего сгорания. Кертисс-Райт обнаружил несколько фундаментальных фактов, хотя двигатель типа Ванкеля все еще находится на начальной стадии своего цикла разработки.

    Одно из самых фундаментальных открытий состоит в том, что самый маленький и легкий двигатель для данной выходной мощности всегда будет с наибольшим количеством вращающихся силовых агрегатов, хотя самый маленький и легкий никогда не будет самым эффективным.

    Например, двухроторный двигатель мощностью 275 л.с. будет меньше и легче, чем один двигатель с большим ротором мощностью 275 л.с. Однороторный агрегат будет больше, тяжелее, дешевле и немного более экономичен.

    Экономические преимущества, а также существующая технология впрыска топлива благоприятствуют конструкции с большим одинарным ротором, хотя двухроторный двигатель имеет некоторые недостатки в стоимости за счет преимуществ в размере и весе. В роторных двигателях RC 2-75 Y1 было сохранено жидкостное охлаждение из соображений экономии топлива и роста.

    Двигатели с жидкостным охлаждением могут эксплуатироваться в полете при тех же показателях расхода топлива, которые были достигнуты на испытательном стенде. Двигатели с воздушным охлаждением обычно требуют более богатой смеси, чтобы поддерживать температуру головки до приемлемого уровня во время взлета и набора высоты, а также во время работы в экстремально теплую погоду.

    Другой фактор касается использования роторного двигателя с высокой мощностью — другими словами, его способность производить высокую мощность от небольшого легкого двигателя. Высокая удельная мощность делает воздушное охлаждение трудным и дорогим.На некотором уровне мощности двигатель вращающегося сгорания с воздушным охлаждением будет иметь ограниченное охлаждение.

    В ответ на положительные результаты роторных исследований Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) объявило о пятилетней программе исследований двигателей стоимостью от 15 до 20 миллионов долларов для изучения обычных, турбинных, дизельных двигателей и двигателей с вращающимся внутренним сгоранием с целью их широкого применения. улучшения в прочности, мощности и экономичности.

    Curtiss-Wright участвует в финансировании разработки усовершенствованного роторного двигателя внутреннего сгорания на основе прототипа двигателя RC 2-75.Одним из требований НАСА является способность каждого двигателя развивать крейсерскую мощность 250 л.с. на высоте 25 000 футов. Чтобы удовлетворить это требование, первоначально изучалась двухроторная конфигурация RC 2-75 с добавлением турбонаддува к базовому двигателю.

    Определены шесть целей программы НАСА:

    1. Эффективность и производительность двигателя улучшились с целевым показателем расхода топлива 0,38 фунта на мощность в час. (Текущие двигатели в основном находятся в.5 фунтов / л.с. / час. диапазон.)

    2. Эффективная работа на авиационном топливе 100/130 и одном или нескольких альтернативных топливах — реактивном. дизель. неэтилированный автомобильный газ или низкий дистиллят.

    3. Низкие выбросы выхлопных газов.

    4. Затраты на производство сопоставимы или меньше существующих авиационных двигателей.

    5. Общие затраты на жизненный цикл и техническое обслуживание ниже, чем у современных авиационных двигателей.

    6. Высота соответствует современным двигателям.

    На испытательных стендах отработали два двигателя: RC 2-75 и RC 1-75; оба работали без наддува с расслоенным впрыском топлива.

    Для этого типа впрыска топлива необходимы две форсунки — пилотная и основная. Пилотное сопло необходимо для инициирования горения и для работы на малой мощности; основное сопло дополняет пилотное сопло по мощности.

    Пилотное сопло впрыскивает идеальную топливную смесь вблизи свечи зажигания, которая легко воспламеняется от искры.Начинается фронт пламени, который загорается от очень бедной смеси, впрыскиваемой основным соплом, которая слишком бедна для воспламенения искрой, но может воспламениться пламенем.

    В двигателях с турбонаддувом можно использовать обедненные смеси, состоящие из 28 частей воздуха и одной части топлива. Идеальная смесь (стехиометрическая смесь), впрыскиваемая пилотным соплом и обычно подаваемая карбюратором, составляет примерно 16 частей воздуха на одну часть топлива.

    Это пилотное сопло, метод послойной зарядки основного сопла позволяет двигателю работать на широком диапазоне видов топлива и обеспечивает превосходную экономию топлива за счет чрезвычайно бедной смеси основного сопла.

    Роторные двигатели со стратифицированным зарядом показали практически одинаковые характеристики сгорания бензина, реактивного топлива JP4 и JP5, дизельного топлива и метилового спирта без изменений в двигателе.

    Существующие на испытательном стенде двигатели теперь работают со степенью сжатия 8,5: 1, однако двигатели, построенные по контракту NASA, вероятно, будут иметь повышенную степень сжатия в диапазоне от 9,5 или от 10 до 1.

    Двигатель с прямым впрыском и стратифицированным наддувом обеспечивает большое преимущество более безопасного дизельного или авиационного топлива.Этот двигатель будет работать без дросселирования. то есть. никакой дроссельный клапан не будет ограничивать поток воздуха через карбюратор для регулирования мощности двигателя, как на обычных двигателях.

    В режиме без дросселирования воздух нагнетается в двигатель без ограничений. Мощность вырабатывается прямо пропорционально количеству топлива, впрыскиваемого в цилиндры. Количество впрыскиваемого топлива регулируется дроссельной заслонкой.

    Cessna Cardinal с роторным двигателем внутреннего сгорания Ванкеля, модифицированным и оснащенным разработанной зубчатой ​​системой винтового редуктора.Пропеллер был приспособлен для вращения с нормальной частотой вращения (около 2400), и был использован винт Cardinal нормального размера. Обратите внимание на обычный внешний вид самолета. Также обратите внимание на радиатор охлаждения в нижней части кожуха.

    Двигатели со стратифицированным наддувом, прямым впрыском и без дроссельной заслонки продемонстрировали экономию топлива, равную или лучше, чем у автомобильных дизелей, и ожидается дальнейшее улучшение характеристик как на низком, так и на высоком уровне. Достигнуты уровни выбросов углеводородов, эквивалентные современным автомобильным двигателям.

    Благодаря легкому весу и малым размерам роторного двигателя внутреннего сгорания, даже с водяным охлаждением, бензиновый двигатель может быть превзойден по характеристикам с большей, чем у дизельного топлива, экономией. И без того легкий вес двигателя будет увеличен за счет меньшего запаса топлива для любой конкретной миссии.

    Исследование Cessna по интеграции усовершенствованного роторного двигателя внутреннего сгорания в планер, разработанное специально для него, доказало, что, за исключением самых коротких полетов, комбинация роторно-усовершенствованного планера плюс вес топлива позволили получить меньший, более легкий, дешевый и экономичный -управляемый самолет, чем любая другая изученная комбинация.

    Меньший вес двигателя и меньшее количество топлива, требуемого на миссию, позволяет уменьшить крыло и хвостовое оперение, что приводит к более легкой и дешевой базовой конструкции. Кроме того, удаленное расположение относительно небольших охладителей обеспечивает преимущества упаковки и рекуперацию тяги на выходе воздуха из теплообменника.

    В настоящее время наиболее вероятной конфигурацией перспективного авиационного роторного двигателя будет двухроторная установка объемом 47 куб. Дюймов. на ротор (RC 2-47), с турбонаддувом, стратифицированным зарядом, прямым впрыском и без дросселирования.

    Расчетная мощность высокотехнологичного роторного двигателя Curtiss-Wright RC 2-32 мощностью 300 л.с. Особенно обратите внимание на чрезвычайно низкий удельный расход топлива на тормоз (BSFC) около 0,350 при крейсерской мощности 55%. Существующие двигатели с горизонтально расположенными поршнями работают с давлением от 0,450 до 0,500 BSFC. Это означает снижение расхода топлива на 23–34%. И помните, двигатель будет работать на самом дешевом моторном топливе — на дистилляте.

    Двигатель RC 2-75, который годами эксплуатируется на испытательных стендах, постоянно улучшает мощность и эффективность.В начале разработки двигателя для удовлетворения требований контракта НАСА в 300 л.с. для взлета и 250 крейсерских л.с. на высоте 25 000 футов требовался двигатель RC 2-75 с турбонаддувом.

    Основываясь на нынешних и ожидаемых в ближайшем будущем усовершенствованиях технологий и исследований, потребности НАСА в мощности могут быть удовлетворены с помощью меньшего, более легкого двигателя RC 2-47 с турбонаддувом. Двигатель RC 2-47 известен как усовершенствованный роторный двигатель.

    Более отдаленное будущее обещает постоянное совершенствование технологии Ванкеля, что приведет к способности удовлетворить потребности НАСА в мощности с помощью еще более компактного и легкого двигателя RC 2-32.Все эти двигатели будут иметь возможность работать с несколькими видами топлива, и почти наверняка среди подходящего топлива будет низкосортный дистиллят.

    Низкокачественный дистиллят дает наибольшее количество галлонов моторного топлива на баррель сырой нефти. Усовершенствованные роторные двигатели, в отличие от наших современных двигателей для авиации общего назначения, будут оснащаться турбонаддувом с нуля, чтобы сохранить размеры и удельную мощность намного выше, чем у современных двигателей.

    НАСА чрезвычайно заинтересовалось технологией турбонаддува двигателя Ванкеля и ожидаемым процентом увеличения мощности.В качестве базового двигателя был выбран двухроторный автомобильный двигатель Mazda RX-7, а также адаптированы два разных турбонагнетателя.

    На сегодняшний день оба этих двигателя прошли испытания в испытательных камерах с отличными результатами. По сравнению с безнаддувным двигателем мощностью 118 л.с. при 7000 об / мин с наддувом удалось получить 191 л.с. при 7000 об / мин, что на 61 процент больше.

    Контракт НАСА, который охватывает двигатель мощностью 250 крейсерских л.с., будет слишком мощным, сложным и дорогим для спортивных и самодельных самолетов, однако исследования Кертисса Райта доказывают, что все основные преимущества роторных двигателей будут уменьшаться почти пропорционально уменьшению размера. .Меньший по размеру однороторный двигатель без наддува мощностью от 100 до 125 л.с. — это простой переход от RC 2-47.

    НАСА осознает потенциал роторного двигателя для тренировочных и спортивных самолетов, а также для деловой авиации, для которой в первую очередь предназначен RC 2-47 с наддувом и стратифицированным зарядом без дросселирования мощностью 300 л.с. Роторные автомобильные двигатели доказали свою эффективность и надежность в диапазоне 110 л.с. и заслуживают рассмотрения в качестве силовых установок самолетов.

    Начиная с двухроторного двигателя Mazda RX-7, НАСА провело множество тестовых конфигураций (как с наддувом, так и без наддува) с обнадеживающими результатами.Диапазон мощности от 100 до 200 л.с. — именно тот диапазон, который наиболее полезен для тренировочных и спортивных самолетов.

    График мощности двигателя Mazda RX-7 без наддува и с турбонаддувом. Турбонаддув увеличивает обычную мощность с менее 120 л.с. до более 190 л.с.

    Эти роторные двигатели не используют стратифицированный заряд; они используют обычные карбюраторы, а не впрыск топлива без дросселирования. Они не являются ультрасовременной конструкцией, тем не менее, они маленькие, легкие, надежные и превосходят горизонтально расположенные четырехцилиндровые двигатели во всех важных отношениях.

    Лучше всего то, что они основаны на автомобильном двигателе, уже выпускаемом в достаточно большом количестве, что может снизить стоимость двигателя. Чтобы соответствовать нынешним и будущим нормам шума, потребуется зубчатая передача с большим передаточным числом.

    Поскольку роторный двигатель в любом случае потребует переключения передач, низкие обороты гребного винта могут быть достигнуты с небольшими дополнительными затратами. Нет сомнений в том, что авиационный двигатель с вращающимся внутренним сгоранием вполне соответствует возможностям современной технологии.

    Фактически, это наиболее вероятный кандидат на замену устаревшего, горизонтально расположенного поршневого двигателя с воздушным охлаждением в спортивных, учебных, самодельных и бюджетных самолетах бизнес-класса. Он имеет преимущества в размере, весе, простоте, расходе топлива и возможности работы с несколькими видами топлива.

    Исследования, чтобы сделать этот тип двигателя доступным для рынка авиации общего назначения, продолжаются, и они крайне необходимы. К сожалению, даже с учетом финансирования разработки НАСА, окончательная дата разработки двигателя — 1986 или 1987 год.


    ОБНОВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РОТАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

    На рынке до сих пор нет сертифицированного серийного авиационного двигателя роторного сгорания. Тем не менее, изменения происходят, и прогресс намечается.

    Самая интересная из новых разработок — это передача прав, патентов, исследований, запчастей и контрактов от Curtiss-Wright компании John Deere. Держитесь! Я знаю, что вы собираетесь сказать, John Deere — компания, занимающаяся производством сельскохозяйственного оборудования, и авиационные силовые установки, вероятно, являются последним приоритетом в их графике развития.

    Не совсем так, по словам представителей John Deere, которые проявляют большой интерес к потенциалу авиадвигателя Ванкеля. Они надеются на сотрудничество с известными производителями двигателей для производства полного двигателя.

    John Deere, скорее всего, произведет базовую силовую установку с роторным сгоранием, к которой производители двигателей добавят двойное зажигание, регуляторы воздушного винта, вакуумные насосы, редуктор воздушного винта и другие различные колодки и приводы, необходимые для использования в самолетах.

    Базовая комплектация

    John Deeres, вероятно, будет двух размеров: RC 1-40 и RC 1-350. Эти агрегаты могут быть увеличены для производства моделей RC 2-80, RC 3-120 и т. Д. С практически неограниченным количеством номинальных мощностей от 125 л.с.

    Технология роторных двигателей внутреннего сгорания в автомобильной сфере также сделала рывок вперед с появлением нового двигателя Mazda 13B и гоночного двигателя Mazda с турбонаддувом. Те, кто строит свои самолеты, имеют больше шансов установить на них роторный двигатель внутреннего сгорания, чем мы, покупающие наши самолеты в готовом виде у дилера.

    НАСА проводит тестовые испытания роторных двигателей внутреннего сгорания Mazda RX-7 на испытательных стендах в различных условиях. Эта версия с турбонаддувом выдает 191 л.с. при 7000 об / мин. Автомобильная трансмиссия используется только как удобное соединение между двигателем и динамометром.

    Duncan Aviation Engines из Команча, штат Оклахома, предлагает роторные силовые установки в диапазоне размеров от однороторных, мощностью 40 л.с., с воздушным охлаждением, до двухроторных двигателей с турбонаддувом и редуктором мощностью 350 л.с. с жидкостным охлаждением.

    Все эти роторные двигатели отличаются плавными, мощными и легкими характеристиками двигателя Ванкеля, а срок службы до капитального ремонта (TBO) составляет 3000 часов.НАСА активно внедряет испытания роторного двигателя внутреннего сгорания на летательном аппарате. Cessna Super Skymaster (Army O 2-A) был получен излишками от армии.

    Передний двигатель был удален и заменен двухроторным двигателем Mazda RX-4 мощностью 210 л.с. с турбонаддувом, ременным редуктором и винтом постоянной скорости. Самолет был полностью оснащен приборами для измерения практически любых параметров двигателя, которые стоит измерить.

    НАСА находится на пороге значительного усовершенствования знаний о характеристиках роторных двигателей в реальных условиях полета.К сожалению, тестирование проекта Skymaster / RX-4 находится под угрозой из-за перераспределения средств между собственными проектами. Будем все надеяться, что летные испытания роторного двигателя внутреннего сгорания будут продолжены.

    Нам это очень нужно.

    Сводка

    Название изделия

    Силовые роторные двигатели Ванкеля для самолетов

    Описание

    Роторные двигатели используются намного дольше, чем вы можете себе представить. Здесь мы исследуем первые дни исследований и разработок в поисках совершенного авиационного двигателя, плавного, надежного и мощного.

    Автор

    М. Дж. Зак

    Tips Aero Motor Роторные авиационные двигатели

    Уильям Пирс

    С самого раннего возраста Морис А. Типс и его младший брат Эрнест Оскар интересовались авиацией. К 1909 году бельгийские братья и сестры построили свой первый самолет: биплан-толкач с уткой. Первый двигатель, установленный на самолет, оказался недостаточно мощным, и его заменили роторным Gnome. Двигатель был оснащен двумя валами, каждый из которых приводил в движение двухлопастной винт.Хотя самолет совершил несколько полетов, его управляемость была неудовлетворительной, и конструкция не получила дальнейшего развития. Самолет действительно обладал уникальными концепциями, эта тема была продолжена в последующих проектах Мориса.

    Вид сзади толкача-биплана Мориса и Эрнеста Оскара Типсов 1909 года. Самолет не мог летать со своим оригинальным двигателем Pipe V-8, но более легкий роторный двигатель Gnome позволил ему взлететь. Обратите внимание на центральную коробку передач, которая снабжала энергией валы, которые вращали гребные винты с помощью угловых передач.

    После самолета 1909 года Морис переориентировал свои усилия на авиационные двигатели. К 1911 году Морис сконструировал первый из серии «бесклапанных» роторных двигателей. Во всех двигателях Типса использовалась система поворотных клапанов для впуска и выпуска цилиндров. К сожалению, документации по этим двигателям практически не существует; их точный порядок разработки и спецификации точно неизвестны.

    Чертежи двигателя Tips 1912 года мощностью 25 л.с. (19 кВт). Воздух втягивался через вращающиеся всасывающие трубки (5), которые позволяют впускному каналу (14) и выпускному каналу (13) совмещаться с цилиндром.Всасывающие трубки (9 и 10) были соединены с неподвижным коленчатым валом (4).

    Первый двигатель был семицилиндровым роторным, мощностью 25 л.с. (19 кВт). Двигатель имел диаметр цилиндра 2,76 дюйма (70 мм), ход поршня 4,33 дюйма (110 мм) и рабочий объем 181 куб. Дюйм (3,0 л). Полые «всасывающие трубки» забирали топливно-воздушную смесь из картера двигателя и подавали ее в цилиндры. Каждая всасывающая трубка была соединена с неподвижным коленчатым валом двигателя. Всасывающие трубки будут вращаться с половиной скорости вращения картера.В верхней части всасывающей трубки было два прохода. Каждый канал совмещался с общим отверстием в верхней части цилиндра один раз за каждые два оборота картера. Один проход выровнен, чтобы позволить воздушно-топливной смеси течь из всасывающей трубки в цилиндр. Второй канал выровнен так, чтобы выхлопные газы выходили из цилиндра в атмосферу.

    Бесклапанный роторный двигатель Tips мощностью 25 л.с. (19 кВт) был установлен на моноплан, построенный Анри Жераром. Похоже, самолет был построен около 1913 года.Однако результатов работы двигателя и самолета не обнаружено. По мере развития истории это был единственный двигатель Tips, установленный на самолете.

    Анри Жерар и его механик на моноплане Gérard’s Tips. Двигатель был «бесклапанный» роторный с семью цилиндрами мощностью 25 л.с. (19 кВт). Обратите внимание на свечу зажигания, выступающую из верхней части каждого цилиндра. (Семейный архив Советов через Винсента Джейкобса)

    Морис постоянно совершенствовал конструкцию «бесклапанных» роторных двигателей. В конце 1912 года были запланированы две большие версии семицилиндрового двигателя.Версия мощностью 50 л.с. (37 кВт) имела диаметр цилиндра 4,33 дюйма (110 мм), ход поршня 4,72 дюйма (120 мм) и рабочий объем 487 кубических дюймов (8,0 л). Самый большой двигатель производил 70 л.с. (52 кВт) и имел диаметр цилиндра 4,41 дюйма (112 мм), ход поршня 5,12 дюйма (130 мм) и рабочий объем 547 кубических дюймов (9,0 л). В рекламе говорилось, что все три двигателя будут представлены на автомобильном салоне в Брюсселе, Бельгия, в январе 1913 года. Кроме того, двигатель мощностью 25 л.с. (19 кВт) использовался для питания аэроглиссера Tips, который был показан на выставке. .

    Разработка двигателя продолжалась в 1913 и 1914 годах. Наиболее очевидным изменением было то, что всасывающая трубка была перемещена параллельно цилиндру, а не под углом, как это было в более ранних двигателях. В новой конструкции двигателя был обновлен привод для всасывающих трубок, и топливно-воздушная смесь больше не проходила через картер; скорее, он подавался через полую часть коленчатого вала в пространство под всасывающими трубками. Был построен девятицилиндровый двигатель этой конструкции, но неясно, был ли он построен в Европе или в Соединенных Штатах; Скорее всего, он был построен в США.

    Роторный двигатель Tips 1913 (слева) и 1914 (справа) версий. Основные изменения коснулись привода всасывающей трубки и поворотного клапана. Маленькая трубка (№ 14 на двигателе 1913 года и № 40 на двигателе 1914 года) в неподвижном удлинителе коленчатого вала подавала масло на коленчатый вал и шатун.

    Когда разразилась Первая мировая война, Морис и Эрнест Типсы бежали из Бельгии. Эрнест перебрался в Великобританию, где работал с Чарльзом Ричардом Фейри и помог основать компанию Fairey Aviation Company в 1915 году.Эрнест вернется в Бельгию в 1931 году, чтобы основать дочернюю компанию Fairey, Avions Fairey. Он также произвел серию легких самолетов «Типси».

    Морис Типс совершил поездку в США в октябре 1915 года и продолжил разработку авиационных двигателей. Вполне возможно, что девятицилиндровый двигатель был построен после того, как Типс обосновался в США. Двигатель имел диаметр цилиндра 4,92 дюйма (125 мм) и ход поршня 5,91 дюйма (150 мм). Он вытеснил 1011 куб. Дюймов (16,6 л) и выдавал 110 л.с. (82 кВт). Девятицилиндровый двигатель имел размер примерно 35 дюймов (.89 м) в диаметре и весил 290 фунтов (132 кг). Был разработан меньший девятицилиндровый двигатель, но неясно, был ли он построен. Меньший двигатель имел диаметр цилиндра 4,92 дюйма (125 мм) и ход поршня 5,51 дюйма (140 мм). Он вытеснил 944 куб. Дюймов (15,5 л) и выдавал 100 л.с. (75 кВт).

    Вид сзади на «бесклапанный» роторный двигатель с девятью цилиндрами 110 л.с. (82 кВт). Воздух втягивался через полое удлинение к коленчатому валу, где смешивался с топливом. Отверстия в удлинителе коленчатого вала вели к распределительной камере в задней части двигателя.Топливно-воздушная смесь втягивалась во всасывающую трубу за каждым цилиндром, а затем в камеру сгорания. (Семейный архив Советов через Винсента Джейкобса)

    Для большей мощности Морису пришла в голову идея соединить два девятицилиндровых двигателя мощностью 110 л.с. (82 кВт) в тандеме, чтобы получить 18-цилиндровый силовой агрегат. Две секции двигателя будут размещены спереди вперед и вращаются в одном направлении. Двигатели будут подвешены примерно на 20 дюймов (508 мм) ниже карданного вала. Цепь привода Renold Silent (перевернутый зуб), расположенная между двумя двигателями, будет передавать мощность на карданный вал.Изменяя размер приводов, можно было добиться снижения скорости гребного винта. Чертежи показывают ведущую шестерню 5 дюймов (127 мм) и шестерню 7,5 дюйма (191 мм) на карданном валу, что дает снижение скорости на 0,667. Тандемный 18-цилиндровый двигатель имел мощность 220 л.с. (164 кВт) и весил 606 фунтов (275 кг). Силовой агрегат имел длину 62 дюйма (1,57 м) и диаметр 40 дюймов (1,02 м), не считая гребного вала. Вряд ли был построен тандемный двигатель.

    В 1917 году в Вунсокете, штат Род-Айленд, была основана компания Tips Aero Motor.В том же году Морис подал заявку на получение патентов, охватывающих его новую конструкцию двигателя, которая включала многие концепции из более ранних двигателей. Новый двигатель Tips представлял собой не тандемный двигатель, а одинарный 18-цилиндровый силовой агрегат. Роторный двигатель имел два ряда по девять цилиндров и размещался в неподвижной раме. В новом двигателе использовалось как водяное, так и воздушное охлаждение. Цилиндры располагались попарно: один в переднем ряду двигателя, а другой в заднем. Коленчатый вал имел только один ход, и поршни обоих цилиндров в паре находились в верхней мертвой точке на своих тактах сжатия одновременно.Степень сжатия двигателя составляла 5,25: 1. Каждый цилиндр имел одну свечу зажигания в центре камеры сгорания. Свечи зажигания зажигались двумя магнето, установленными в передней части двигателя и приводимыми в действие от карданного вала.

    Двигатель Tips Tandem состоит из двух соединенных вместе девятицилиндровых двигателей. Цепь с перевернутыми зубьями между двигателями передавала мощность на карданный вал. (Семейный архив Советов через Винсента Джейкобса)

    Большинство роторных двигателей имели фиксированный коленчатый вал и вращающийся картер.Такое расположение создало большую нагрузку на коленчатый вал и картер, а также наложило серьезные гироскопические эффекты на самолет. Двигатель Tips использовал несколько уникальных характеристик для устранения недостатков традиционных роторных двигателей. Коленчатый вал двигателя Tips вращался и соединялся с карданным валом. Карданный вал был соединен с картером двигателя, что позволяло ему вращаться в направлении, противоположном направлению коленчатого вала и гребного винта. Конечным результатом было то, что когда коленчатый вал вращался со скоростью 1800 об / мин, гребной винт вращался со скоростью 1080 об / мин, а картер вращался со скоростью 60 об / мин в противоположном направлении.Роторные двигатели, в которых коленчатый вал и картер вращаются в противоположных направлениях и с разными скоростями, часто называют двунаправленными или дифференциальными роторными двигателями.

    Карданный вал 18-цилиндрового двигателя Tips был соединен с коленчатым валом с редуктором 0,600; шестерня коленчатого вала имела 18 зубьев, а внутренняя шестерня карданного вала — 30 зубцов. Для вращения картера 17 зубьев шестерни карданного вала входят в зацепление с 51 зубом на одной стороне промежуточного вала, чтобы получить редуктор 0,333.На другой стороне промежуточного вала было 11 зубьев, которые входили в зацепление с 66-зубчатым внутренним зубчатым колесом, прикрепленным к картеру, и приводили к дальнейшему уменьшению на 0,167. Вращение гребного винта и коленчатого вала в противоположных направлениях не только устраняет гироскопический эффект, присущий обычным роторным двигателям, но также нейтрализует гироскопический эффект, создаваемый гребным винтом, прикрепленным к неподвижному двигателю.

    18-цилиндровый двигатель Tips 1917 года был намного сложнее предыдущих двигателей.Обратите внимание на парные цилиндры, разделенные поворотным клапаном (24). Карданный вал (10) соединялся с коленчатым валом (7) через редукторы (8 и 9). Картер соединялся с карданным валом через промежуточный вал (16).

    На внешней стороне отливок цилиндров имелись многочисленные ребра охлаждения. Кроме того, в отливках цилиндров находились внутренние каналы для водяного охлаждения. Между каждой парой цилиндров имелся ряд воздушных проходов для дополнительного охлаждения. В двигателе не было водяного насоса; скорее, термосифонирование и относительно медленное вращение картера позволили циркулировать охлаждающую воду от внутренних горячих областей цилиндров к ребрам охлаждения на внешней стороне цилиндров.Вращение двигателя также способствовало смазке маслом от коленчатого вала, находящегося под давлением, к остальной части двигателя. Масляный насос и карбюратор располагались на неподвижной раме в задней части двигателя.

    На коленчатом валу между шатунами пары цилиндров был установлен фланец. На фланце через шарикоподшипники была установлена ​​эксцентриковая шестерня с 124 зубьями на внешней кромке. К картеру была прикреплена (но не закреплена) зубчатая передача главного клапана со 128 зубьями на внутренней стороне.Зацепление шестерен с эксцентричным действием приводило к тому, что шестерня главного клапана поворачивалась на четыре зубца за один оборот коленчатого вала. На внешнем крае шестерни главного клапана находилась коническая шестерня со 128 зубьями. Эти зубья входят в зацепление с шестерней с 16 зубьями, прикрепленной к поворотному клапану, расположенному между каждой парой цилиндров. Четыре зубца на оборот шестерни главного клапана, действующей на поворотный клапан с 16 зубьями, приводили к тому, что поворотный клапан поворачивался на четверть скорости двигателя. Каждый полый поворотный клапан имел два впускных и два выпускных отверстия.

    Слева показан поворотный клапан с выровненными впускными отверстиями (рис. 3). Топливно-воздушная смесь поступала в клапан через отверстия в его нижнем конце (27а). Справа находится клапан с выровненными выпускными отверстиями (рис. 5). На фиг.4 показано поперечное сечение поворотного клапана с впускными отверстиями (28), выпускными отверстиями (29) и проходами для потока охлаждающей воды (30). На рис. 8 показан привод клапана. Коленчатый вал (7) вращал эксцентриковую шестерню (44), которая зацеплялась (42 и 41) с шестерней, установленной на картере.В результате коническая шестерня (27) входит в зацепление с шестерней, привинченной к нижней части поворотного клапана (26 на фиг. 3), и поворачивает клапан один раз на каждые четыре оборота коленчатого вала.

    Воздух всасывался через карбюратор в задней части двигателя. Топливно-воздушная смесь протекала через коллектор, прикрепленный болтами к корпусу цилиндра, и попадала в канал, который вел в камеру вокруг нижней части поворотного клапана. Отверстия в клапане позволяли воздуху проходить вверх через его пустую середину в цилиндр, когда впускные отверстия совмещены.Когда клапан вращается, выпускные отверстия будут совмещены с цилиндром, позволяя газам выходить из верхней части головки клапана в атмосферу. По каналам в нижней части поворотной клапанной головки поступала охлаждающая вода из водяной рубашки цилиндра. Вода текла вверх через поворотный клапан и обратно в водяную рубашку цилиндра. Поворотный клапан смазывался графитовыми подушечками и удерживался на месте спиральной пружиной и удерживающим колпачком вокруг его верхней поверхности.

    18-цилиндровый двигатель Tips имел 4.Диаметр цилиндра 5 дюймов (114 мм) и ход поршня 6,0 дюйма (152 мм). Объем двигателя 1718 куб. Дюймов (28,1 л), мощность 480 л.с. (358 кВт) при 1800 оборотах в минуту. Двигатель Tips весил 850 фунтов (386 кг). На скорости двигатель потреблял 22 галлона (83 л) топлива и 3 галлона (11 л) масла в час. Расход масла был особенно высоким даже для роторного двигателя, но двигатель Tips был больше и мощнее других роторных двигателей.

    Вид сзади двигателя Tips с мощностью 480 л.с. (358 кВт) показывает обширное оребрение (22), покрывающее двигатель.Оребрение и воздушные каналы (23) объединены, чтобы превратить весь двигатель в радиатор для охлаждения воды, протекающей через двигатель за счет термосифонирования и центробежной силы.

    В 1919 году двигатель упоминался в нескольких публикациях. В 1920 году скончался Лео Дж. Бенуа, технический директор компании Tips Aero Motors. Сообщалось, что Бенуа отвечал за проектирование и конструкцию двигателя. Никакой дополнительной информации о двигателе и изображений двигателя не найдено. Такое отсутствие информации могло означать, что двигатель Tips мощностью 480 л.с. (358 кВт) так и не был построен.Однако, учитывая подробное описание двигателя и то, что он работал с 1917 по 1920 год, несомненно, существует вероятность того, что двигатель был построен и испытан.

    Незадолго до Второй мировой войны Морис Типс вернулся в Бельгию. Он продолжал проектировать двигатели и подал заявку на патент на роторно-поршневой двигатель в 1938 году. Этот двигатель не был разработан для использования в самолетах и ​​не имел ничего общего с его ранними авиационными двигателями.

    Морис Типс стоит рядом с незавершенной отливкой картера 18-цилиндрового дифференциального роторного двигателя.Отверстия во внешнем диаметре картера предназначались для поворотных клапанов. Отверстия в торце картера предназначались для водяных радиаторов, а отверстия внутри картера — для цилиндров. Неизвестно, был ли построен полный двигатель. (Семейный архив Советов через Винсента Джейкобса)

    Источники:
    Les Avions Tipsy Винсента Джейкобса (2011)
    — «Бесклапанный роторный двигатель внутреннего сгорания» Патент США 1051 290 Мориса Типса (выдан 21 января 1913 г.)
    — «Усовершенствования в роторных двигателях внутреннего сгорания» Патент GB 191307778 , Морис Типс (заявка 15 апреля 1913 г.)
    — «Усовершенствования в роторных двигателях внутреннего сгорания или относящиеся к ним» Патент Великобритании 191506821 Мориса Типса (заявка 8 мая 1914 г.)
    — «Роторный клапан» Патент США 1 286 149 Мориса А.Советы (предоставлен 26 ноября 1918 г.)
    — «Двигатель внутреннего сгорания» Патент США 1 306 035 Мориса А. Типса (предоставлен 10 июня 1919 г.)
    — «Механизм управления клапаном» Патент США 1 306 036 Мориса А. Типса (предоставлен 10 июня 1919 г.)
    — «Двигатель внутреннего сгорания» Патент США 2 203 449 Мориса Типса (выдан 4 июня 1940 г.)
    — «Типсы 480 л.с. Aero Motor » Aerial Age Weekly (17 марта 1919 г.)
    Энциклопедия авиационных двигателей Гленна Энгла (1921)
    — http: // www.vieillestiges.be/fr/rememberbook/contents/42

    Нравится:

    Нравится Загрузка …

    Связанные

    MegaSquirt и роторные двигатели

    MegaSquirt и роторные двигатели
    Нажмите кнопки меню непосредственно ниже, чтобы быстро найти информацию о MegaSquirt®:
  • Модуль MicroSquirt®
  • V1 / V2 MicroSquirt®
  • Важно
    Безопасность
    Информация
  • MicroSquirt®
    Поддержка
    Forum
    • MShift ™ TCU
      • MShift ™ Введение
      • Руководство по сборке
      • GPIO для 4L60E
        • Базовые схемы
        • GPO1, GPO2, GPO3,
          GPO4 (светодиоды шестерен)
        • VB1, VB2, VB3, VB4
        • ШИМ1, ШИМ2, ШИМ3, ШИМ4
        • GPI1, GPI2, GPI5
          (2 / 4WD, Input2, понижающая передача)
        • GPI3 (температура)
        • GPI4 (Датчик тормоза)
        • EGT1, EGT2, EGT3,
          EGT4 (нагрузка без CAN, линейное давление
          , Input3,
          Input1)
        • VR1 (Датчик скорости автомобиля
          )
        • VR2 (кнопка повышения передачи)
        • Последние штрихи
        • Тестирование платы GPIO
      • Руководство по внешнему подключению для 4L60E
      • Код текущей версии
      • Настройки пользователя
      • Код
      • βeta
      • Архив кода
      • Приобрести комплект GPIO
      • Работа с таблицей смены
      • Последовательный порт
        Подключение
        Устранение неисправностей
      • CANbus
        Настройка
      • Решение проблем VSS
      • Порты, контакты, схемы, соединения
      • Обсуждение MShift ™
        Форумы
      • Разное.MShift ™
        Темы
      • MShift ™ карта сайта
    • Код проекта шаблона
    • Введение в плату
    • GPIO
    • MShift ™ / GPIO
      Форум поддержки
  • MegaManual Index — MegaSquirt и роторные двигатели Проблемы с корпусом дроссельной заслонки
    Зажигание Настройка параметров в MegaTune 673 Инжектор 674 RX-7 Датчики температуры воздуха и охлаждающей жидкости Kurt Staging

    MegaSquirt ® и роторные двигатели

    Это обзор использования MegaSquirt ® на роторном двигателе Mazda.Он не предназначен для использования в качестве грунтовки для самих роторных двигателей Ванкеля, а предназначен только для использования с ними MegaSquirt ® . Чтобы узнать больше о роторных двигателях Ванкеля, перейдите на веб-сайт Blake Qualley, отличный Rotary Engine Illustrated.

    Чтобы понять, как роторный двигатель работает с контроллером MegaSquirt ® EFI, нам нужно выяснить, как MegaSquirt ® «видит» роторный двигатель с точки зрения циклов впрыска.

    При повороте кривошипа 720 ° четырехтактный поршневой двигатель (два оборота = 4 такта) поглощает свой номинальный рабочий объем (без учета вопросов объемного КПД и т.п.) воздуха.При тех же 720 ° роторный двигатель поглощает дважды своего номинального рабочего объема (что-то вроде двухтактного двигателя).

    Чтобы понять это, вспомним, что роторный двигатель Ванкеля имеет три грани на каждом роторе, равномерно разнесенных под углом 120 °. Роторы вращаются со скоростью 1 / 3 эксцентрикового вала, поэтому мы видим событие зажигания каждые 120 ° × 3 = 360 градусов, а для всех трех поверхностей требуется 3 × 360 ° = 1080 ° вращения эксцентрикового вала.

    ( Обратите внимание, что все эти факторы определяются геометрией корпуса, корпуса и шестерен и одинаковы для всех роторных двигателей Ванкеля.)

    В 13B, однако, есть два ротора, и они смещены по фазе на 180 ° друг от друга, что дает событие воспламенения через каждые 180 °, попеременно между роторами.

    2
    Градусы кривошипа Поршневой двигатель
    Срабатывание цилиндра
    Ванкель
    Сжигание ротора
    0 ° 1 1 лицо 1807

    9066 3
    2 (лицевая сторона 1)
    360 ° 4 1 (лицевая сторона 2)
    540 ° 2 2 2
    720 ° 1 — назад, с чего мы начали 1 (лицевая сторона 3)
    900 ° 3
    1080 ° 4 1 (лицевая сторона 1) — назад, с чего мы начали
    Таким образом, для контроллера EFI MegaSquirt ® поворотный Mazda 13B выглядит так же, как 4-цилиндровый двигатель, за исключением того, что второй набор свечей смещен на несколько градусов.Каждый ротор имеет 3 камеры и выполняет цикл Отто (впуск-сжатие-мощность-выпуск) при 1080 ° вращения эксцентрикового вала.

    Следовательно, настройка роторного двигателя на 4-тактный цикл, 4-цилиндровый (поскольку он дает 4 тахометра на 720 °) и 2600 куб. См (рабочий объем x 2), работает нормально. Количество впрыскиваний за цикл может потребовать некоторых экспериментов для вашей конкретной установки, как и для любой установки MegaSquirt ® .

    Проблемы с корпусом дроссельной заслонки

    Стандартный корпус дроссельной заслонки Mazda является прогрессивным по своей природе, поэтому впрыск должен быть таким же, если штатное оборудование EFI будет использоваться без изменений.Для этого необходимо, чтобы MegaSquirt ® включал первичные заслонки только до тех пор, пока вторичные дроссельные заслонки не открылись должным образом. Это может быть достигнуто с помощью версии кода MegaSquirt ® , называемой «Двойная таблица», которая позволяет настраивать два блока инжекторов отдельно.

    Зажигание

    Примечание. Вам может потребоваться добавить резистор 50 кОм к сигналу катушки от системы зажигания OEM, чтобы предотвратить скачки оборотов и т. Д.

    У вас есть несколько вариантов зажигания для роторного двигателя:

    • используйте распределитель от более старого RX-7 до 86 года для управления зажиганием,
    • использовать штатный ЭБУ для управления зажиганием,
    • используют контроллер зажигания, производный от MegaSquirt ® , а нестандартные модули (такие как EDIS).
    • используют вторичный контроллер зажигания.

    На базе базового контроллера EFI MegaSquirt ® появилось множество различных решений зажигания, таких как MSnS. Требования к зажиганию роторного двигателя с ведомым зажиганием после ведущего еще не были выполнены с использованием MegaSquirt ® или его производных. Некоторые пользователи используют модифицированную версию MSnEDIS, в которой для синхронизации используется колесо 36-1, установленное на кривошипе, и запускаются четыре отдельные катушки, по одной на штекер. Обычно они настраивают его на включение передних и задних свечей вместе с нулевым разделением, и не заметили никаких сложностей при этом.При запуске ускоренных двигателей в этой конфигурации могут возникнуть проблемы, хотя по этой теме существует много противоречивой информации.

    Майк Роберт провел некоторое время на динамометрическом стенде в прошлом году и смог проверить, что произошло в случае «разлитой» искры акции, только следящего, ведущего и ведомого срабатывания одновременно (без разделения) времени и времени только ведущего.

    Результаты были:

    • Начальная и замыкающая искры в примерно стандартной конфигурации разделения времени дали ~ 164 RWHP @ 8500.
    • Только следящая искра работала очень плохо (как и ожидалось), и мощность была слишком низкой, EGT был достаточно высоким, чтобы сделать выхлоп средне-красным; этот запуск был прерван.
    • Одновременное поджигание ведущей и ведомой искры не отличалось от деления запаса до тех пор, пока не было достигнуто 6500 об / мин или около того; даже тогда разница была почти незначительной.
    • Искра, работающая только с опережением, вырабатывала примерно такую ​​же мощность, но в пределах погрешности.
    Все эти испытания проводились с опережением на 26 градусов макс. На газовом насосе с октановым числом 87.

    Тем не менее, выбросы на холостом ходу и при низкой нагрузке могут быть лучше при работе как с ведущей, так и с задней искрой с разделением синхронизации.

    Установка параметров в MegaTune

    Например, роторный двигатель 13B потребляет вдвое больше номинального рабочего объема каждые два оборота, эффективно действуя на 4-цилиндровый 4-тактный двигатель объемом 2600 куб. См. Если бы у вас были форсунки 460 куб. См / мин, вы бы рассчитали Req_Fuel в MegaTune следующим образом:

    • Рабочий объем: 2600 куб.
    • Размер инжектора: 460 куб. См / мин
    • Количество цилиндров: 4
    • Количество форсунок: 2
    • Сквиртов за цикл: 2
    • Переключение форсунок: одновременно
    • Двигатель: 4-тактный
    Конечным результатом является вычисленное значение Req_Fuel, равное 9.4 миллисекунды.

    Вот пример полной поворотной установки:

    • Автомобиль: 1985 Mazda RX-7 GSL-SE
    • Двигатель: Stock 13B, 2 × 720cc / min форсунки Mazda
    • Текущий MegaSquirt ® Параметры:
      • REQ_FUEL: 8.0
      • INJ Открыть: 1.0
      • ШИМ ток: 75%
      • Время ШИМ: 2,5
        • 1 сквирт,
        • одновременно,
        • 4-тактный,
        • 4 цилиндра,
        • MPI,
        • 2 раза,
        • 250 кПа
        • Баро,
        • Даже огонь

    Вот.msq для стандартного порта 13B 1986 года с запущенным кодом поэтапной инъекции от Roger Enns :

    И вот настройки, как они отображаются в MegaTune:

    и вот файл megasquirt-I.ini, который использует Роджер:

    Технические характеристики инжектора

    Типичные значения расхода форсунок для роторных двигателей Mazda:

    2

    Если и первичный, и вторичный поток имеют одинаковую скорость, вы можете использовать «Постановку Курта».Вы запускаете первичные и вторичные обмотки в альтернативном режиме с максимальным временем впрыска, равным 2 периодам впуска. При высоких оборотах и ​​WOT периоды впрыска будут перекрываться, давая тот же эффект, что и ступенчатое. (Первичные части параллельно на одном блоке форсунок, вторичные — на другом.)

    Mazda RX-7 Датчики температуры воздуха и охлаждающей жидкости

    Стандартные датчики Mazda можно использовать, обновив прошивку с помощью новых таблиц поиска с помощью EasyTherm и заменив один резистор смещения на плате MegaSquirt ® .

    Датчик температуры охлаждающей жидкости близок по характеристикам к блоку GM, поэтому менять резистор смещения не требуется. С другой стороны, термистор температуры воздуха ОЧЕНЬ отличается от датчика GM, который требует замены резистора смещения. Это резистор R4 на печатной плате MegaSquirt ® , по умолчанию он равен 2,49 кОм. Для датчика Mazda используйте резистор 47 кОм , хотя подойдет любой резистор в диапазоне 30–50 кОм.

    Используйте EasyTherm или аналог для создания и загрузки новых таблиц термисторов.

    Технические характеристики из заводского руководства по обслуживанию (84-85 GSL-SE, 86-88 все модели, вероятно, 89+) следующие:

    Температура охлаждающей жидкости:

    • -20 ° C = 16200 Ом
    • 20 ° C = 2450 Ом
    • 80 ° C = 320 Ом

    Температура воздуха:

    • 20 ° C = 41500 Ом
    • 50 ° C = 11850 Ом
    • 85 ° C = 3500 Ом

    Вы используете EasyTherm для создания файлов .INC, которые вы используете для перекомпиляции кода в соответствии с вашими датчиками.Дополнительную информацию о компиляции кода можно найти в Руководстве по языку ассемблера.

    Вот некоторые «готовые» файлы (с использованием указанных выше значений и резисторов):

    Обратите внимание, что для использования этих файлов их обычно необходимо переименовать, чтобы удалить префикс «rot_», который добавляется для предотвращения их смешивания с исходными файлами MegaSquirt ® .

    Не забудьте скопировать измененные файлы в каталог MegaTune.

    Загрузка кода в MegaSquirt ® описана в приложениях: Инструкции по обновлению встроенного программного обеспечения.

    Вам также необходимо скопировать файлы .INC в каталог MegaTune.

    Kurt Staging

    Те из вас, кто хочет провести поэтапную инъекцию, у вас также есть альтернативный способ, использующий стандартное оборудование и код MegaSquirt ® . «Kurt staging» (названный в честь создателя, Kurt Heintz ) — это метод улучшения динамического диапазона набора форсунок. Он использует тот факт, что таймеры форсунок независимы, и поэтому они могут перекрываться.Это означает, что одно событие инъекции не должно завершаться до начала следующего.

    Чтобы реализовать постановку Курта, вы можете использовать второй набор идентичных форсунок, которые питают каждый цилиндр и подключить драйвер инжектора № 1 к первому набору, а драйвер INJ № 2 ко второму набору. Что произойдет, если на холостом ходу форсунки будут чередовать свои импульсы, но по мере увеличения ваших значений VE они начнут перекрывать импульсы и будут обеспечивать полный поток от обоих форсунок одновременно. По сути, вы переходите от чередования к одновременному по мере увеличения ширины импульса.

    Доступное время в секундах для впрыска (для 4-тактного цикла):

    time = 906

    / об / мин * duty_cycle

    Каждый раз, когда ширина импульса превышает половину от этого значения, будет действовать ступенчатая установка Курта. .

    Например, при 6000 об / мин на впрыске через порт у вас есть максимум 85% 720 ° для впрыска, или 17 миллисекунд. Если вы измените это значение на 2 впрыска, у вас будет 8,5 мс на сквирт (игнорируйте inj_on). Например, если у вас есть две форсунки 19 фунтов / час на цилиндр, и предположим, что VE = 100 при ширине импульса 8.5 мс. До этого момента каждый инжектор включен отдельно, то есть один впрыскивает 8,5 мс, а другой — 8,5 мс. Выше этого они начинают перекрываться до такой степени, что при VE = 200 у вас есть 17 мс впрыска при 38 фунтах. Постановка Курта дает вдвое больший динамический диапазон одного большого инжектора по стандартному коду.

    Основным критерием является то, что двигатель должен быть настроен так, чтобы он мог работать на любом берегу. Для впрыска через порт вы должны использовать две форсунки на цилиндр. Для впрыска в корпус дроссельной заслонки у вас нет особых требований к оборудованию.Все форсунки должны иметь одинаковый номинальный расход. Затем они подключаются наполовину к банку INJ1, а другая половина — к банку INJ2.

    Форсунки настроены на работу поочередно с параметром «ступенчатость форсунок» в MegaTune. Например, на независимом 4-цилиндровом двигателе вы установите MegaSquirt ® на 2 впрыска / чередование. Каждому бегуну будет впрыскивать по 1 инжектору из каждого банка. Фактически это будет распыляться один раз за цикл в каждого бегуна, сначала из одного инжектора, а затем из другого в следующем цикле.Но эти впрыски могут перекрываться, поэтому на более высоких оборотах вы можете заставить обе форсунки впрыскивать в течение одного цикла, впрыскивая больше топлива, чем могла бы одна форсунка.

    Постановка Курта работает с MegaSquirt ® как есть, не требуя дополнительного кодирования. Вам нужно будет разместить все форсунки одинакового размера как можно ближе друг к другу, и, возможно, потребуется чередовать группы форсунок для каждого драйвера форсунки, чтобы получить плавный холостой ход (т.е. драйвер форсунки № 1 управляет форсункой «A» для цилиндра № 1 управляет форсункой B для цилиндра № 2, приводит в действие форсунку A для цилиндра № 3 и приводит в действие форсунку B для цилиндра № 4; привод форсунки № 2 будет управлять форсункой, противоположной форсунке, которая является первым приводом форсунки).

    Таким образом, если у вас есть два одинаковых инжектора, питающих один и тот же цилиндр, вы можете использовать вышеупомянутый метод, если вы используете дополнительный набор разных инжекторов или инжектор / инжекторы восходящего потока, вам нужно будет использовать код с двумя таблицами, а не стадию Курта.

    Ступенчатая установка Курта полезна для турбин, а также для двигателей с высокой частотой вращения, а также в тех случаях, когда удобнее получить еще один набор маленьких форсунок для получения желаемого расхода топлива (например, удвоение форсунок 19 фунтов / час на высокомощном двигателе 351 Вт. может быть более рентабельным, чем набор форсунок 40 фунтов / час).


    Благодарим Roger Enns , Bill Shurvinton и Mike Robert за информацию, использованную при подготовке этой страницы.



    Контроллеры MegaSquirt ® и MicroSquirt ® являются экспериментальными устройствами, предназначенными для образовательных целей.

    Leave a Reply

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    2019 © Все права защищены.
    Двигатель Информация о инжекторе куб. 13B 6-портовый 2x форсунка 720
    4x форсунка 430
    13B Turbo Series 4/5 9066 красный, фиолетовый, розовый, розовый
    13B Турбо, серия 6 Первичный 550
    Вторичный 850
    20B Турбонагнетатель 5507 5507 Основной и вторичный