Как устроен автомобильный мотор с треугольным поршнем

Содержание:

  1. Принцип работы двигателя Ванкеля
  2. Преимущества двигателя Ванкеля
  3. Недостатки двигателя Ванкеля
  4. Остались вопросы?

Конструкция и принцип работы двигателя сгорания понятен почти любому, кто интересуется техникой. Но среди автомобильных моторов встречаются модели и с другим устройством — оборудованные особыми треугольными поршнями — двигатель Ванкеля.

Мысль о сборке мотора, который бы «крутил, а не толкал», обдумывали и успешно воплотили ученые начала XX века. В 2024 году об этом помнят только поклонники автомобилей Mazda. Именно эта компания первой купила разрешение на производство роторных моторов и продавала автомобили с такими двигателями в течение десятилетий. Последней моделью «Мазды», оборудованной мотором с треугольными поршнями, называют седан RX-8.

Первым двигатель с треугольным ротором придумал и собрал Феликс Ванкель — человек без классического инженерного образования, обладавший большим интересом к этому ремеслу. Ванкель разработал упрощенный вариант роторного мотора, центральным узлом которого стал поршень в форме треугольника Рёло. Ширина этой фигуры не меняется, что создает определенные нюансы в работе двигателя. При зажатии и вращении треугольника Рёло внутри цилиндра, его верхушки будут постоянно касаться цилиндра. Феликс Ванкель воспользовался этой особенностью при сборке роторного мотора.

Принцип работы двигателя Ванкеля

Мотор роторно-поршневого типа состоит из таких деталей:

  • эксцентриковый вал с неподвижной шестеренкой;
  • роторы-поршни;
  • статоры в виде овала, служащие рабочими камерами.

Ротор движется и заставляет двигаться вал, а неподвижная шестерня, зафиксированная на корпусе рабочей камеры, направляет его. Макушки поршня все время перемещаются по стенкам камеры, образуя полости переменного объема. Все такты проходят за один полный круг ротора или три круга вала. В стандартном двигателе сгорания один такс соответствует двум кругам вращения коленвала.

Поршень начинает двигаться, объем рабочей камеры расширяется. В нее втягивается смесь горючего с воздухом. Поршень продолжает вращаться, закрывает щель впуска, размер рабочей камеры уменьшается. Так выглядит такт сжатия. Когда он заканчивается, свечи зажигания поджигают горючее, и поршень вращается дальше. Под давлением горящего топлива ротор заставляет крутиться эксцентриковый вал. На последнем этапе цикла ротор приоткрывает впускную щель, чтобы угарные газы вышли из мотора в выхлопную систему.

Преимущества двигателя Ванкеля

К достоинствам этого типа моторов относят небольшие габариты, минимум подвижных деталей, слабую вибрацию во время работы. Еще одно их преимущество — быстрый разгон автомобиля с места.

Компактность и небольшое количество подвижных частей. Моторы с треугольным ротором проходят четыре такта без использования стандартной технологии газораспределения. Их устройство более простое, а главное — содержит на 40% меньше движущихся и потому быстро изнашиваемых запчастей.

Плавная работа. В двигателе с треугольным ротором нет деталей, которые двигались бы взад-вперед и создавали бы сильную вибрацию. Поэтому такой мотор работает плавно и набор оборотов занимает у него меньше времени. Крутится только поршень, двигатель хорошо сохраняет равновесие.

Быстрый разгон. Моторы с треугольным ротором обладают отличными динамическими характеристиками. Поэтому они способны разгонять машину за короткое время без перегрузки. Мощность таких двигателей вдвое превышает мощность поршневых.

Недостатки двигателя Ванкеля

Мотор с треугольным поршнем перегревается, быстро изнашивается, имеет проблемы с уплотнителями, тратит немало масла и топлива и неэффективно сжигает горючее.

Проблема перегрева. Двигатели с треугольным поршнем нагреваются до очень больших значений и требуют полноценного охлаждения поршня. Рабочая камера по форме напоминает линзу, поэтому ее площадь велика, а объем мал. Смесь горючего и воздуха все время поджигается в одной зоне мотора с большой площадью стенок. Возникает резкий перепад температур, и мотор изнашивается.

Низкая надежность уплотнителей. Макушки ротора все время касаются стенок статора. Чтобы разделить камеры, производители двигателей применяют уплотнители-апексы. Апексы прикреплены к макушкам ротора и делают камеры герметичными. Но они все время подвергаются серьезной нагрузке и не могут быть пружинными, как в моторах с поршнями. Из-за специфической формы апексов газы могут оказываться в не предназначенных для них камерах.

Трата большого количества горючего и масла. Двигатели с роторами треугольной формы требуют постоянного смазывания уплотнителей и стенок камеры. На это уходит много масла. Сжатие в них невелико, а газы могут прорываться через апексы, поэтому топливо тоже тратится не экономично.

Дурное влияние на экологию. Горючее сжигается неэффективно, масло тратится быстро. Это делает роторные двигатели вредными для окружающей среды.

Гибридные автомобили набирают популярность, и это дает надежду на возвращение двигателей с треугольными поршнями. Сочетание этих технологий считается потенциально перспективным, так как роторные моторы успешно справляются с подзарядкой АКБ.

Если у Вас остался вопрос, то...

Вы можете получить экспертную консультацию - полностью бесплатно! Или Вы можете оформить вызов проверенных мастеров на дом для бесплатной диагностики в Санкт-Петербурге. Подробности по ссылке.

Получить консультацию с экспертом или вызвать мастера по авторемонту в Санкт-Петербурге и Ленинградской области