Роторный двигатель мазда: История роторных моторов Mazda — Читальный зал: Читальный зал — Motor

Содержание

Часть 1. Роторные двигатели фирмы Mazda на примере RX-8

Общие сведения о роторном двигателе RENESIS

Концепция современного роторного двигателя была разработана немецким ученым Феликсом Ванкелем (Felix Wankel,) который придумал идею преобразовывать энергию сгорающих газов в механическую с помощью ротора, совершающего вращательное или вращательно-возвратное движение относительно корпуса. Первый роторный двигатель, созданный им, заработал в 1957 году, а в 1959 году была спроектирована конструкция двигателя с надежной системой уплотнений и достигнута надежность работы. Далее разработкой конструкций роторных двигателей занимались несколько фирм, наиболее известными из них являются «NSU corporation» (в которой и работал Феликс Ванкель), Кертис-Райт и Тойо — Когио.

Фирма Mazda приобрела лицензию на РПД (роторно-поршневой двигатель) у фирмы NSU и в 1960 году начала свои разработки в этой области, а в 1967 году вышел первый серийный автомобиль «Cosmopolitan Sport» с роторным двигателем, разработанным фирмой Mazda. Фирмой Mazda было внесено изменение в первоначальную конструкцию двигателя, а именно: впускные окна были сделаны на боковых корпусах (в оригинале впускные и выпускные окна находились на статоре). Это было первое поколение роторных двигателей, которые в 1980 году стали устанавливаться на автомобиль Mazda RX7. Первое поколение роторных двигателей имело по два впускных и одному выпускному окну на каждый ротор, причем впускные окна располагались на боковых корпусах, а выпускное — на статоре. Вторым поколением роторных двигателей, устанавливаемых на автомобиль Mazda RX7, стали двигатели с тремя впускными окнами, располагающимися на боковых корпусах и одним выпускным окном на статоре, эти автомобили производились преимущественно для экспорта. Позднее были применены системы изменения геометрии впускных трактов, позволяющие открывать или закрывать впускные окна в зависимости от потребностей двигателя.


Три поколения роторных двигателей фирмы Mazda.

Данные конструкции двигателей просуществовали вплоть до 2002 года (до начала выпуска Mazda RX8). В 2003 году был начат выпуск автомобиля Mazda RX8, на который устанавливается третье поколение роторных двигателей, отличительной чертой которого стало расположение впускных и выпускных окон на боковых корпусах двигателя. Толчком к этому послужила необходимость поиска компромисса между топливной экономичность и высоким показателем мощности автомобиля, чего на двигателях предыдущих поколений достигнуть не представлялось невозможным.

Надо отметить, что расположение, геометрия и размер впускных и выпускных окон являются определяющими факторами, влияющими на характеристики роторного двигателя. Фирма Mazda за более чем сорокалетний опыт разработки роторных двигателей добилась достаточно большого прогресса в этой области (на рисунках «Сравнение боковых корпусов двигателей» и «Углы открытия и закрытия впускных и выпускных окон роторных двигателей фирмы Mazda» приведено сравнение впускных и выпускных окон двигателей третьего поколения с окнами двигателей предыдущих поколений).


Сравнение боковых корпусов двигателей.


Годы выпуска 67-72 80-84 80-84 85-88 85-88 82-84 83-85 90-95 91-02 03 - 03 -
Модель CS*5 RX7 RX7
Cosmo
RX7
Richie
RX7 RX7
Cosmo
RX7
Cosmo
RX7 RX8 RX8
Двигатель 10A-NA 12A-NA 12A-NA 13B-T/C 13B-NA 12A-T/C 13B-NA 13B-T/C 13B-T/C 13B-NA High 13B-NA Std.
Впуск. окна 4 4 6 4 6 4 6 4 4 6 4
Впуск Первичное
окно
Открытие*1 25 32 58 45 32 58 45 58 45 3 3
Закрытие *2 45 50 25 50 40 40 30 50 50 65 60
Вторичное
окно
Открытие*1 25 32 45 32 32 32 32 32 32 12 12
Закрытие*2 45 50 25 50 30 40 30 50 50 36 45
Дополни-
тельное окно
Открытие*1

-

-

58

-

45

-

45

-

-

38

-

Закрытие*2

-

-

70

-

80

-

70

-

-

80

-

Выпуск Открытие*3

75

75 75 75 75 75 71 75 75 50 40
Закрытие*1 48 48,5 38 48,5 48,5 48,5 48,5 48 48 3*4 3*4

Углы открытия и закрытия впускных и выпускных окон роторных двигателей фирмы Mazda.

Примечание: *1 — после ВМТ, *2 — после НМТ,

*3 — до НМТ, *4 — до ВМТ, *5 — Cosmopolitan Sport.

Для автомобиля Mazda RX8 фирмой Mazda был разработан новый двухроторный двигатель, получивший название 13B- MSP. Данный двигатель был выпущен в двух модификациях: STANDARD POWER — двухроторный двигатель, развивающий мощность 141 кВт/192 л.с. при частоте вращения 7000 об/мин и HIGH POWER — двухроторный двигатель, развивающий мощность 170 кВт/231 л.с. при частоте вращения 8200 об/мин. Двигатели получили название «RENESIS», что подразумевает возрождение роторного двигателя вообще, а так же зарождение нового поколения роторных двигателей в частности. Данный двигатель кардинально отличается от всех разработанных ранее большим количеством технических решений, касающихся как конструкции самого двигателя, так и установленных на него систем. Двигатель вобрал в себя все лучшие разработки, сделанные ранее в этой области, что в совокупности с современными разработками и использованием современных, более прочных и износостойких материалов, позволило придать двигателю хорошие характеристики, такие как соответствие экологическому стандарту EURO 4, большой ресурс, экономичность и высокий крутящий момент в большом диапазоне частот вращения эксцентрикового вала. Роторный двигатель также отличают относительная простота конструкции: в нем имеются только две вращающиеся детали (эксцентриковый вал и ротор), отсутствуют неуравновешенные массы (это позволяет сделать двигатель очень быстроходным без опасности возникновения резонанса) и малые габариты по сравнению с аналогичными по мощности поршневыми двигателями.

По показателю уравновешенности, данный двигатель можно сравнить только с рядным шестицилиндровым двигателем или V-образным восьмицилиндровым, на поршневых двигателях других типов достижение таких показателей плавности хода не возможно. В данном двигателе неуравновешена центробежная сила от вращающихся масс. Для уравновешивания центробежной силы на оба конца эксцентрикового вала установлены противовесы. На автомобилях с МКПП масса заднего противовеса равномерно распределена по периметру маховика.

Основными элементами данного двигателя являются боковые и промежуточный корпуса, два ротора, два статора, эксцентриковый вал, две неподвижные шестерни и система уплотнений рабочих камер.

Неподвижные шестерни изготовлены из специальной стали и подвергаются ионному азотированию для предотвращения разрушения зубьев от сил инерции ротора (от его разгона и торможения) и газовых импульсов, в месте соприкосновения неподвижной шестерни и шестерни внутреннего зацепления ротора. Неподвижные шестерни запрессовываются в боковые корпуса двигателя.


Неподвижные шестерни. 1 — неподвижные шестерни (модели STANDARD POWER), 2 — коренной подшипник, 3 — передняя неподвижная шестерня, 4 — задняя неподвижная шестерня, 5 — фиксирующий выступ, 6 – крышка упорного подшипника, 7 — упорный подшипник, 8 — упорная пластина, 9 — фиксирующий винт (модели HIGH POWER).

В неподвижную шестерню запрессованы коренные подшипники. Коренные подшипники фиксируются от поворота выступом (модели STANDARD POWER) или фиксирующим винтом (модели HIGH POWER).

Эксцентриковый вал изготовлен из высокопрочной углеродистой стали с применением индукционного упрочнения для повышения износостойкости. Эксцентриковый вал неразъемный, с двумя коренными и двумя роторными шейками. Крепление эксцентрикового вала осуществляется с помощью подшипников скольжения в неподвижных шестернях, которые установлены в боковых корпусах. Подшипники скольжения являются неразъемными.


Эксцентриковый вал. 1 — температура моторного масла 60°С или выше, 2 — редукционный клапан эксцентрикового вала, 3 — эксцентриковый вал, 4 — ротор, 5 — масляная форсунка, 6 — моторное масло, 7 — температура моторного масла ниже 60°, 8 — слив масла (снижение давления).

В эксцентриковом валу выполнены каналы для смазки коренных и роторных шеек, а также подачи масла внутрь роторов для их охлаждения, для чего в эксцентриковый вал встроены масляные форсунки. Для облегчения прогрева двигателя при холодном запуске, в эксцентриковый вал встроен редукционный масляный клапан. Когда двигатель не прогрет, редукционный клапан открывается и давление моторного масла снижается, так как часть масла сливается из вала, в результате чего давление становится недостаточным для впрыскивания масла во внутреннюю полость ротора. Когда двигатель прогревается, редукционный клапан закрывается и масло начинает поступать во внутреннюю полость ротора для его охлаждения. От осевого перемещения эксцентриковый вал фиксируется упорным подшипником и упорной шайбой, находящимися в передней неподвижной шестерне.

Боковые и промежуточный корпуса двигателя отлиты из специального чугуна с применением азотирования, это позволило повысить износостойкость рабочих поверхностей.

Основной конструктивной особенностью, отличающей двигатели «RENESIS» от предыдущих поколений роторных двигателей, устанавливаемых на автомобили Mazda, стало так называемое боковое расположение впускных и выпускных окон.

Здесь надо отметить, что ранее все роторные двигатели фирмы Mazda устанавливаемые на серийные автомобили (около десяти моделей двигателей) имели боковое расположение впускных окон, а выпускные окна располагались на статорах. Данная конструкция оптимальна для быстроходных роторных двигателей и обеспечивает достаточно большой крутящий момент на низких частотах вращения эксцентрикового вала и высокую мощность, но не обеспечивает плавность протекания процесса сгорания из-за большого времени перекрытия окон, что ведет к снижению мощности. Расположение впускных и выпускных окон в боковых корпусах позволило сделать по нескольку не только впускных, но и выпускных окон на каждый ротор. Такое расположение окон способствует улучшению пусковых качеств двигателя, уменьшению перекрытия окон, что способствует возникновению эффекта резонансного наддува и предотвращается попадание отработавших газов во впускные окна, также была достигнута стабилизация процесса сгорания. Каждое впускное и выпускное окно имеет индивидуальный размер. Благодаря применению нескольких впускных и выпускных окон специально подобранного размера удалось достигнуть лучшего наполнения рабочей камеры свежим зарядом, улучшить очистку от отработавших газов, снизить время перекрытия окон, что позволило увеличить КПД двигателя, мощность и снизить расход топлива. Количество впускных окон на корпусах зависит от модификации двигателя.

На двигателях «RENESIS» впускные окна расположены в наиболее выгодных местах и их размер увеличен на 30% по сравнению с предыдущими двигателями. Увеличение впускных окон позволило достигнуть более раннего открытия окон и более позднего закрытия без увеличения перекрытия окон (когда впускное и выпускное окно остаются открытыми одновременно), как следствие, в камеру сгорания стало поступать больше рабочей смеси (см. рисунок «Сравнение роторных двигателей с разным расположением выпускных окон»).

Боковые и промежуточный корпуса центрируются с помощью полых штифтов. Вес боковых корпусов уменьшен за счет специальных проточек. В боковых корпусах имеются отверстия для установки неподвижных шестерен, через которые роторы приводятся в движение. На переднем корпусе установлен масляный насос и маслоприемник, на промежуточном корпусе имеются проточки для установки основных форсунок, а на задний корпус устанавливаются масляный фильтр и регулятор давления моторного масла.

Статоры изготовлены из алюминия, во внутреннюю поверхность статоров вставлены стальные пластины по технологии SIP (Sheet metal insert process — технология вставки листового металла). Внутренняя поверхность стальных вставок (эпитрохоидная поверхность) хромирована по технологии Micro Channel Porous — покрытие поверхности металлом с образованием микро пор для лучшей приработки и смазки поверхности. Для улучшения приработки эпитрохоидная поверхность покрыта фтороуглеродистым полимером.


Корпуса и статоры двигателя.
1 — установочная поверхность не- подвижной шестерни,
2 — установочная поверхность масляного насоса,
3 — установочная поверхность маслоприемника,
4 — передний корпус двигателя,
5 — уплотнение,
6 — статор переднего ротора,
7 — полый штифт,
8 — выпускное окно,
9 — впускное окно,
10 — промежуточный корпус,
11 — направляющая масляного щупа,
12 — маслозаливная горловина,
13 — статор заднего ротора,
14 — впускное окно системы APV
(модели HIGH POWER),
15 — установочная поверхность масляного фильтра,
16 — задний корпус двигателя,
17 — установочная поверхность регулятора давления масла,
18 — установочная поверхность основных форсунок,
19 — порт системы подачи воздуха на выпуск,
20 — вставка,
21 — поперечный разрез заднего корпуса.

Роторы (и шестерни внутреннего зацепления на роторах) изготавливают из чугуна, для предотвращения поломки зубьев неподвижной шестерни. Роторы изготавливаются пустотелыми с проточками под своеобразные камеры сгорания, также для уменьшения веса роторов была уменьшена толщина внутренних ребер. На торцах ротора имеются выточки под уплотнительные штифты и торцевые уплотнительные пластины. Во внутреннюю поверхность ротора запрессовывается роторный подшипник.


Ротор и система уплотнений рабочих камер. 1 — расширитель торцевой уплотнительной пластины, 2 – торцевая уплотнительная пластина, 3, 16 — ротор, 4 — цветная метка, 5 — уплотнительный штифт, 6 — пробка, 7 – пружинная шайба, 8 — боковой элемент радиального уплотнения, 9 — радиальная уплотнительная пластина, 10 — расширители радиальной уплотнительной пластины, 11 — компрессионное кольцо, 12 — расширитель компрессионного кольца, 13 — уплотнительные кольца, 14 — пружина маслосъемного кольца, 15 — маслосъемное кольцо, 17 — пружинная вставка, 18 — роторный подшипник, 19 — выточки, 20 — выточка для камеры сгорания, 21 – направление вращения ротора, 22 — роторная шестерня внутреннего зацепления.

Ротор имеет форму треугольника с дугообразными сторонами. При вращении ротор совершает сложное планетарное движение. Ротор вращается вместе с эксцентриковым валом и одновременно, из-за обтекания неподвижной шестерни, закрепленной на боковом корпусе двигателя, посредством шестерни внутреннего зацепления, вращается вокруг своей оси. Отношение числа зубьев шестерни внутреннего зацепления ротора и неподвижной шестерни — 3:2 (51:34) При вращении ротора три его вершины постоянно касаются поверхности статора, образуя рабочие камеры, объем которых постоянно изменяется. За один оборот объем каждой рабочей камеры ротора меняется 4 раза от минимального до максимального, что обеспечивает возможность протекания четырехтактного цикла в каждой из трех рабочих камер за один оборот ротора или за три оборота эксцентрикового вала (так как ротор вращается в три раза медленнее эксцентрикового вала). В соседних камерах совершаются аналогичные циклы со сдвигом на 120°.

Таким образом, за один оборот ротора совершается три рабочих хода или один рабочий ход на каждый оборот эксцентрикового вала. Здесь нужно заметить, что в роторном, как и в поршневом двигателе, на тактах впуска и рабочего хода объем между вершинами ротора увеличивается, а на тактах сжатия и выпуска объем уменьшается. Открытие и закрытие впускных и выпускных окон осуществляется боковой поверхностью ротора.


Четыре цикла работы роторного и поршневого двигателя



Протекание рабочего хода в роторном и поршневом двигателе. Давление газов действует на боковую поверхность ротора/головку поршня с силой Pg. Эта сила раскладывается на нормальную составляющую Pb и тангенцианальную Pt. Тангенцианальная сила Pt и обеспечивает вращение ротора или шатуна.

Такая конструкция позволила достигнуть существенного уменьшения времени перекрытия окон.


Сравнение роторных двигателей
с разным расположением выпускных окон.
1 — открытие впускного окна роторных
двигателей предыдущих поколений,
2 — открытие выпускного окна роторных
двигателей предыдущего поколения ,
3 — открытие выпускного окна,
4 — выпускное окно.

Можно провести сравнение между роторным и поршневым двигателями по объему и производимой мощности. Возьмем для примера рядный четырехцилиндровый двигатель объемом 2 литра (2000 см3). В данном поршневом двигателе рабочий объем 2000 см3 достигается за два оборота коленчатого вала, значит, за один оборот достигается рабочий объем 1000 см3. В роторном же двигателе за один оборот эксцентрикового вала достигается рабочий объем 1308 см3 (654 см3x2, объем двух камер сгорания двух роторов). Следовательно, можно сказать, что роторный двигатель «RENESIS» сопоставим по мощности и уравновешенности с шестицилинровым рядным двигателем объемом 2,6 литра. Охлаждение ротора осуществляется с помощью моторного масла, циркулирующего в эксцентриковом валу и впрыскиваемого во внутреннюю полость ротора через форсунки. На внутренней поверхности ротора сделано оребрение для лучшего отвода тепла. Во внутренней поверхности ротора масло совершает вихревое движение между ребрами ротора, охлаждая его.

Система уплотнений рабочих камер представляет собой совокупность прокладок, уплотнительных пластин и уплотнительных штифтов и создана для обеспечения герметичности рабочих камер, находящихся между торцами ротора. В данном роторном двигателе система уплотнений состоит из радиальных уплотнительных пластин, торцевых уплотнительных пластин, уплотнительных штифтов и расширителей. Для предотвращения попадания масла, охлаждающего и смазывающего ротор, из внутренней полости ротора в камеры сгорания и образования нагара, установлены маслосъемные кольца. Маслосъемные кольца имеют разные диаметры, маслосъемное кольцо состоит из трех деталей: уплотнительного кольца, стального кольца (с хромированной поверхностью) и пружины. Также для предотвращения попадания отработавших газов на впуск, когда ротор находится в верхней мертвой точке, установлено одно компрессионное кольцо с расширителем.

Радиальные уплотнительные пластины изготавливаются из специального чугуна с применением электронно-лучевой обработки для повышения износостойкости. Элементами радиального уплотнения являются радиальная уплотнительная пластина, два расширителя и боковые элементы радиального уплотнения. Под действием расширителей и центробежных сил инерции радиальная уплотнительная пластина прижимается к эпитрохоидной поверхности статора, тем самым, способствуя герметизации рабочих камер.

Торцевые уплотнительные пластины изготовлены из металлокерамики и прижимаются к поверхности бокового корпуса расширителями и под давлением газов, попадающих под пластины. Торцевое уплотнение состоит из дугообразных пластин и расширителей, располагающихся на каждой из боковых поверхностей роторов. Элементы торцевого уплотнения используются для уплотнения торцевого зазора между ротором и боковым корпусом. Форма торцевой уплотнительной пластины так же оптимизирована для удаления углеродистых отложений из канавки торцевого уплотнения на роторе.

Уплотнительные штифты изготовлены из специального чугуна, внешняя сторона уплотнительного штифта хромирована для уменьшения износа. К боковому корпусу уплотнительные штифты прижимаются пружинными шайбами. Уплотнительные штифты различаются по диаметрам, в зависимости от диаметра отверстия под штифт (на ротор нанесена идентификационная метка). В штифтах имеются прорези, в которые вставляются радиальные уплотнительные пластины, а торцевые уплотнительные пластины плотно прилегают к уплотнительным штифтам, тем самым достигается замкнутость системы уплотнений.

Все детали системы уплотнения неподвижны относительно ротора, что дает конструкции следующие преимущества: отсутствие износа деталей от перемещения, износ верхней части уплотнений не вызывает нарушения герметичности системы, расширители и пружины системы работают в статических условиях, что препятствует их усталостному разрушению.

Система охлаждения

В данных двигателях используется жидкостная система охлаждения закрытого типа с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Привод насоса охлаждающей жидкости осуществляется ремнём привода навесных агрегатов. Термостат с перепускным клапаном расположен во впускном патрубке охлаждающей жидкости и призван поддерживать оптимальную температуру в системе охлаждения, пуская охлаждающую жидкость по малому или большому (через радиатор) кругу охлаждения.

Система смазки

В двигателе используется система смазки с полнопоточной очисткой масла и с подачей масла под давлением к основным движущимся деталям (подшипникам скольжения, деталям системы уплотнений, роторам и т.д.).

Масляный насос трохоидного типа. Внутри него расположены два ведущих и два ведомых ротора с внутренним зацеплением, которые вращаются в одном направлении. Привод осуществляется цепью от эксцентрикового вала.


1 — уплотнительная канавка,
2 — маслоуспокоитель,
3 — датчик низкого уровня
моторного масла.

Масляный фильтр расположен на заднем корпусе. Для уменьшения температуры масла в систему смазки могут быть установлены один или два маслоохладителя.

Для уменьшения высоты двигателя, разработан специальный плоский стальной масляный поддон (высота масляного поддона 40 мм). В масляном поддоне установлен маслоуспокоитель и датчик низкого уровня моторного масла. Для уменьшения веса маслоприемник сделан из пластика.

Двигатель работает на смеси бензина с моторным маслом, так как необходима смазка деталей системы уплотнений рабочих камер. Доля подаваемого в рабочие камеры и участвующего в образовании рабочей смеси масла (по сравнению с количеством подаваемого топлива) невелика. Для регулирования количества подаваемого в рабочие камеры масла разработан дозирующий масляный насос.


Дозирующий масляный насос. 1 — дозирующий масляный насос, 2 — слив масла, 3 — шаговый двигатель, 4 — подача масла, 5 — поверхность прилегающая к двигателю, 6 — разрез насоса, 7 — датчик-выключатель, 8 — плунжер, 9 — дифференциальный плунжер, 10 — вспомогательный плунжер, 11 — регулятор, 12 — червячный механизм, 13 — блок управления двигателем, 14 — обмотка №1, 15 — обмотка №2, 16 — обмотка №3, 17 — обмотка №4, 18 — неиспользуемый вывод.


Масляный насос. 1 — поперечный разрез, 2 — подача масла, 3 — слив масла, 4 — разделитель, 5 — корпус масляного насоса, 6 — вал масляного насоса, 7 — передний ведомый ротор, 8 — передний ведущий ротор, 9 — разделитель, 10 — задний ведущий ротор, 11 — задний ведомый ротор.

Дозирующий масляный насос управляется блоком управления двигателем с помощью сигналов. Блок управления регулирует количество подаваемого дозирующим масляным насосом масла в зависимости от частоты вращения эксцентрикового вала, показаний датчика температуры ОЖ и датчика массового расхода воздуха. Подача масла в рабочие камеры осуществляется масляными форсунками.


Масляные форсунки. 1 — масляные форсунки, 2 — боковой и промежуточный корпус, 3 — статор,
4 — распылитель форсунки, 5 — подача масла, 6 — обратный клапан, 7 — к воздушному шлангу.

На каждом статоре установлено по две масляные форсунки. Для улучшения смазки корпусов и уплотнений, масляные форсунки установлены под наклоном и впрыскивают масло на боковые корпуса ротора. Чтобы разрежение в двигателе не препятствовало подаче масла к масляным форсункам, на каждую форсунку установлен шланг, связанный с атмосферой. Для предотвращения попадания масла в воздушный шланг, когда во внутренней полости двигателя создается давление, в форсунку установлен обратный клапан.


1 — шаговый двигатель, 2 — датчик- выключатель,
3 — шаг 52, 4 — выключено, 5 — включено.

Механизм, регулирующий количество подаваемого масла, состоит из плунжера и дифференциального плунжера, приводимого червячным механизмом. Червячный механизм приводится от эксцентрикового вала через ведущую шестерню привода дозирующего масляного насоса, находящуюся на передней крышке двигателя. Количество подаваемого масла регулируется по сигналу от блока управления двигателем, изменением хода плунжера и поворотом регулятора, связанного с шаговым двигателем. Положение шагового двигателя отслеживается с помощью датчика-выключателя, показания которого, наравне с параметрами, описанными выше, используются блоком управления двигателем для расчета необходимого количества подаваемого масла. Когда шаговый двигатель находится на шаге 52 или большем, по сигналу от датчика-выключателя в блоке управления двигателем включается алгоритм регулирования подачи масла, проходящего через дозирующий масляный насос. Когда шаговый двигатель находится ниже шага 52, устанавливается максимальная подача масла.

Алгоритм управления дозирующим масляным насосом включает несколько функций (см. таблицу «Функции управления дозирующим масляным насосом»).

Таблица. Функции управления дозирующим масляным насосом.

Состояние Описание

Замок зажигания в положении «ON», двигатель выключен (сберегающий режим)

При выключенном двигателе управление дозирующим масляным насосом прекращается для сохранения заряда аккумуляторной батареи

Функция возврата к начальным параметрам

При начале управления дозирующим масляным насосом блок управления распознает, на каком шаге находится шаговый двигатель, и происходит возврат к начальному параметру (нулевому шагу)
Функция расчета количества подаваемого масла при работе двигателя

Управление шаговым двигателем в зависимости от режима работы двигателя

Функция установки начального шага (при повороте замка зажигания в положение «OFF»)

При установке замка зажигания в положение «OFF» управление дозирующим масляным насосом прекращается и блок управления принимает шаг, на котором находится шаговый двигатель, как начальный (нулевой)

Функция контроля положения шагового двигателя

Блок управления двигателем контролирует соответствие шага, на котором находится шаговый двигатель, с необходимым шагом

Работа в режиме Fail-safe (при какой-либо неисправности)

Если в системе управления дозирующим масляным насосом или в самом насосе выявлена неисправность, блок управления двигателем регулирует подачу топлива, угол опережения зажигания, управляет шаговым двигателем, тем самым регулируя мощность двигателя, для предотвращения его повреждения


Пример работы системы управления дозирующим масляным насосом.
1 — частота вращения эксцентрикового вала, 2 — шаговый двигатель,
3 — датчик-выключатель, 4 — около 500 об/мин, 5 — выше шага 52,
6 — шаг 0 (начальный), 7 — функция возврата к начальным параметрам,
8 — функция контроля положения шагового двигателя,
9 — функция расчета количества подаваемого масла при работе двигателя.

Бушин Сергей
© Легион-Автодата


Mazda разрабатывает роторный двигатель, работающий на водороде

Не исключено, что после компания выпустит долгожданного преемника Mazda RX-8.

Автор: Диана Дегтярева, редактор

Обещание Mazda выпустить больше электромобилей не означает конец ее знаменитого роторного двигателя. Сообщается, что компания разрабатывает роторный двигатель, работающий на водороде, который может быть использован в качестве преемника RX-8. По сообщению японского журнала Best Car, не ссылаясь на источники, Mazda никогда полностью не прекращала разработку роторных двигателей. Компания значительно сократила программу после того, как производство RX-8 закончилось в 2012 году, но в последующие годы появились отчеты и даже появились патенты на роторную технологию. Согласно тому же отчету, теперь внимание команды разработчиков сместилось на создание роторного двигателя , работающего на водороде.

Такие детали, как мощность, крутящий момент и количество роторов, еще не опубликованы, вероятно, потому, что двигатель все еще находится на начальной стадии разработки, но это решение дает несколько технических преимуществ. Одним из слабых мест водорода является то, что он имеет тенденцию воспламеняться в точках нагрева внутри цилиндров. Однако, в роторном двигателе нет тепловых пятен, поскольку в нем используются роторы, а не поршни, поэтому он хорошо подходит для сжигания водорода.

Возгорание водорода случается редко. Большинство автопроизводителей, которые пользуется этой технологией, используют топливо для выработки электроэнергии, которая затем приводит в движение один или несколько электродвигателей. Однако это не беспрецедентно. Mazda тестировала и даже арендовала экспериментальные RX-8, двигатели которых могли работать как на бензине, так и на водороде, в 2000-х годах, хотя система занимала весь багажник и весила почти 91 кг. Двигатель даже использовался в некоторых тестовых минивэнах Mazda5. Совсем недавно Toyota (которая работает с Mazda над несколькими проектами) построила гоночный автомобиль Corolla, оснащенный трехцилиндровым двигателем с турбонаддувом, который работал на водороде.

Пока нет информации о том, что будет с новым ротором. Одна из возможностей — концептуальное купе RX-Vision, которое появилось в заявках на регистрацию товарных знаков в августе 2021 года. Оно может появиться в виде гибрида с парой электродвигателей на колесах. Если он будет похож на концепт 2015 года, фанаты, несомненно, будут приветствовать его как наследника RX-8.

«Если мы решим это сделать, прототип будет готов в течение трех лет. Скорее всего, система будет сочетать в себе электрический турбонаддув», — сказал журналистам анонимный представитель Mazda.

Сделать прототип относительно легко, а сделать обоснованное экономическое обоснование намного сложнее. В конечном счете, получит ли проект зеленый свет для производства, зависит от того, сколько будет стоить разработка и достаточно ли людей купят автомобиль. Mazda не прокомментировала отчет, и ее планы на будущее в отношении роторного двигателя в лучшем случае туманны.

Рекомендуем посмотреть:

Роторный двигатель Mazda сможет работать на водороде

Mazda Motor разрабатывает новый роторно-поршневой двигатель (РПД), работающий на сжигании водорода. Такую информацию опубликовало японское издание BestCarWeb.

Предполагаемый внешний вид нового роторного купе Mazda, иллюстрация BestCarWeb

Mazda много лет экспериментирует с водородными роторными моторами. Опыты в этой сфере компания начала еще 30 лет назад. Первой ласточкой стал представленный на Токийском автосалоне 1991 года концепт HR-X. В 1993-м последовал проект HR-X2. В том же году появилась опытная Mazda MX-5 с таким мотором, а первым на дорожные тесты вышел седан Capella в 1995 году, пишет drom.ru.

Mazda HR-X 1991 года

В 2003 году японская компания представила прототип Mazda RX-8 Hydrogen RE. Продажи ее серийной версии планировалось начать в 2008-м, но этого так и не случилось. В 2005 и 2007 годах инженеры создали концепты на базе Premacy, но в серию они тоже не пошли.

Одна из технических проблем водородного топлива заключается в том, что оно преждевременно воспламеняется и склонно к детонации, то есть неконтролируемому горению. Однако из-за своей конструкции роторный двигатель не имеет тепловых пятен, поэтому он совместим с водородным топливом: оно горит в нем равномерно.

Mazda HR-X2 1993 года

Правда, при сжигании водорода выделяется меньше тепла, так что и мощность такого ДВС ниже. К примеру, битопливная Mazda RX-8 Hydrogen RE развивала 210 л.с. на бензине и всего 109 л.с. на водороде. Однако если вспомнить, что теперь японская компания планирует использовать РПД в составе гибрида для подзарядки батарей, то такое ограничение отходит на второй план.

Mazda RX-8 Hydrogen RE 2004 года

Ранее в августе появились патентные изображения нового роторного купе в стиле концепта RX–Vision 2015 года.

В июле представитель Mazda Масахиро Саката сообщил, что компания все еще рассматривает возможность использования роторного двигателя, но сроки его внедрения в настоящее время неизвестны.

Mazda RX-8 Hydrogen RE 2004 года

На первую половину 2022 года был намечен старт продаж субкомпактного кроссовера Mazda MX-30 в новой версии — «последовательный гибрид» с роторно-поршневым двигателем. РПД в нем не должен иметь связи с колесами — его используют только для того, чтобы через генератор заряжать тяговую батарею. То есть, по сути, это будет электромобиль, в котором ДВС выполнит роль того, что называют range extender, «увеличитель запаса хода».

Роторный двигатель Мазда (Mazda)

Роторный двигатель Мазда (Mazda)

В этой статье мне хотелось бы подробно остановиться на таком интересном устройстве как роторный двигатель. Разбираться в строении будем по принципу «как это работает» в привычном, очень простом и понятном режиме как для начинающих водителей, так и для профессионалов. В центре нашего внимания будет роторный двигатель компании Мазда. Начнем с начала и ответим на вопросы: что такое роторный двигатель, принципы работы роторного двигателя, где используется роторный двигатель?

Не буду вдаваться в историю глубоко и просто скажу, что принцип работы роторного двигателя разработал товарищ Феликс Ванкель в 1957 году. Впоследствии многие организации взялись за разработки принципиально нового роторного двигателя, но встретившись с серьезными сложностями в реализации этого двигателя, многие компании отказались от работы с роторными двигателями. И лишь компания Мазда «вцепилась зубами» за идею воплощения роторного двигателя в своих автомобилях. На сегодняшний день компания Мазда является единственным производителем автомобилей серийного производства с роторными двигателями.

Конструкция роторного двигателя принципиально отличается от конструкции привычного нам ДВС. Основные тяговые элементы и конструкция камеры совсем не похожи на обычный поршневой двигатель. Но есть и много сходств. Например, в роторном двигателе используется тот же принцип сгорания топлива (в основном бензин). Системы подачи топлива и выпуска отработавших газов очень схожи с обычным бензиновым двигателем.

Получается смысл такой же. Так же попадает топливо в цилиндр, так же сжимается, поджигается, горит, расширяется и толкает поршень только деталями другой формы. Зачем тогда компании Мазда вкладывать столько сил, времени и денег в развитие двигателя который не признает не один концерн кроме нее? Ответ кроется в преимуществах роторного двигателя Мазда перед обычным ДВС.

Принцип работы роторного двигателя

Рисунок 1. Основные части роторного двигателя — ротор на валу и корпус (статор). Ротор неподвижно закреплен на эксцентриковом валу и при вращении описывает форму «капсулы», а не круга, так как насажен на вал не по центру.
Фото: Autogurnal.

Не вдаваясь в технические подробности, рассмотрим на схемах принцип работы и увидим все вытекающие преимущества и недостатки роторного двигателя Мазда. Во-первых, нужно полностью забыть конструкцию обычного ДВС, если вы ее себе представляли, если нет, то просто вникаем. Во-вторых, рассмотрим основные части роторного двигателя. Роторный двигатель от того и назван роторным, что в его основе находится вращающийся ротор. Ротор (см. рисунок 1) – основная часть роторного двигателя, от которой передается мощность на сцепление и коробку передач. А если по-простому, ротор – это та часть роторного двигателя, которую толкает сгоревшее топливо, а она уже передает вращение на колеса через трансмиссию (сцепление + коробка передач). Ротор выполнен из легированной стали в форме объемного треугольника, который жестко закреплен на валу. Ротор вращается в полости, она же корпус роторного двигателя (статор), которая выполнена в форме капсулы (см. рисунок 1). В этой полости и происходят все 4 процесса привычные для обычного ДВС – впрыск топлива и воздуха, сжатие этой смеси, воспламенение и толкание ротора, выпуск сгоревших газов.

Теперь рассмотрим, как движется ротор в корпусе и что там происходит. Для начала нужно отметить, что ротор закреплен на валу-эксцентрике. Что это значит? А значит, что ротор не вращается вокруг одной оси, а бегает вокруг нее. На схеме будет понятнее. Принцип работы роторного двигателя заключается в том, что ротор создает вокруг себя полости изолированные друг от друга, в каждой из которых происходит свое действие. Поскольку наш ротор треугольный, полости получается три. Сейчас посмотрим, как ротор проходит один полный цикл. Все начинается с полости всасывания. В ней происходит наполнение камеры кислородом и топливом и их перемешивание. Затем ротор, вращаясь, толкает эту смесь в следующую камеру, одновременно сжимая смесь. Затем сжатая смесь воспламеняется с помощью двух свечей. Смесь расширяется, толкая поршень дальше по кругу. И смесь оказывается уже в следующей полости, где происходит выталкивание остатков от не сгоревшего топлива в выпускную трубу.

Рисунок 2. Полный цикл роторного двигателя. На рисунке представлены все фазы работы роторного двигателя. С каждой стороны ротора одновременно происходит своя фаза в зависимости от того, к какой камере обращена рабочая плоскость ротора. Фото: Autogurnal.

Вот и весь полный цикл работы роторного двигателя Мазда. Но мы рассмотрели, что происходит только с одной стороны ротора, вот в этом и суть. Дело в том, что эти процессы происходят непрерывно сразу с трех сторон ротора. Если проследить за точкой на валу ротора, то получается, что за один оборот в ротором двигателе происходит сразу 3 так называемых такта (всасывание, сжатие, воспламенение). В то время как в обычном ДВС за один оборот двигателя происходит только один из тактов. А если еще учесть то факт, что современные роторные двигатели, которые производит компания Мазда имеют 2 или 3 ротора, то преимущество в производительности такого двигателя по сравнению с обычным ДВС на лицо. Для сравнения, стандартный 2-х роторный двигатель Мазда сравним по производительности с обычным 6-ти цилиндровым двигателем, а 3-х роторный – с 12-ти цилиндровым. Вот мы и ответили на вопрос почему компания Мазда не оставила идею воплощения роторного двигателя в своих автомобилях. Все дело в производительности. Но это не единственное преимущество роторного двигателя Мазда. Вы обратили внимание, что в конструкции присутствует 2 основных элемента, ротор и статор (корпус с полостью) – проще не придумать. По статистике в роторном двигателе используется на 1000 деталей меньше, чем в обычном ДВС. К тому же в роторном двигателе Мазда уровень вибрации намного ниже, чем в обычном ДВС. Этот происходит от того, что в роторном двигателе нет возвратно-поступательных движений поршня, а просто вращение ротора. И ротора как правило 2, так что в добавок еще и они уравновешивают друг друга. Роторные двигатели очень приемистые на маленьких оборотах, это достигается как раз тем моментом, что в двигателе происходит за оборот сразу 3 такта. Да и диапазон оборотов намного выше, чем у простого бензинового двигателя. Роторный двигатель Мазда может без особого напряжения и износа для себя развить скорость 100 км/ч в пределах одной передачи, в диапазоне до 8000 об/мин и более. Нельзя не заметить, что роторный двигатель более компактный и легкий. Это позволяет снизить общую массу автомобиля и выполнить более эффективную «развесовку» агрегатов.

Не все так сказочно на первый взгляд, есть причины, почему другие мировые гиганты не используют эту технологию. Роторный двигатель требует большой точности в своей работе. Полости, которые перекрывает ротор должны быть герметичны друг от друга, сохранять это качество очень сложно. Для этого используются дорогостоящие материалы и обслуживание этого двигателя должно выполняться чаще и профессиональнее. Если не выполнять обслуживание точно в срок то двигатель быстро выходит из строя. Например, если вовремя не поменять масло, то на статоре образуется необратимый износ и двигатель восстановить уже будет сложно и дорого. Стоимость такого двигателя при простоте конструкции не малая из-за использования дорогостоящих материалов. Эти причины возможно и не позволяют другим мировым авто гигантам использовать роторный двигатель в своих серийных автомобилях.

Современные автомобили Мазда с роторным двигателем

Роторные двигатели для компании Мазда стали уже отличительным символом и пользуются не малой популярностью среди автолюбителей. Поговорим о последних модификациях самых современных роторных двигателей.

Уже на протяжении многих лет символом роторного двигателя является автомобиль Мазда RX8 (Mazda RX8). В 2008 году продажи этого автомобиля в Европе прекратились из-за того, что выбросы двигателя этого автомобиля не соответствовали стандарту Евро 5, а только лишь Евро 4. Да и расход топлива старого ротора был не мал (мог достигать 20 литров на 100 км при определенных режимах езды). Но компания Мазда в очередной раз приготовила сюрприз ее клиентам и создала роторный двигатель нового поколения Renesis 16X. Этот роторный двигатель решил все вопросы, которые волновали европейцев. Во-первых, объем двигателя увеличился до 1,6 литра по сравнению со старым ротором 1,3. Мощность этого двигателя достигает 350 л.с. при 8500 об/мин. Во-вторых, изменениям подверглась система впрыска топлива, теперь впрыск топлива осуществляется непосредственно во всасывающую полость и во впускном коллекторе. Этот момент позволяет наиболее точно скорректировать количество топлива при разных режимах езды. Что позволило существенно увеличить экономию топлива. В-третьих, корпус-статор нового роторного двигателя выполнен из новейшего легкого сплава алюминия.

Компания Мазда подготовила еще один сюрприз для любителей окружающей среды и выпустила двигатель с нулевым выбросом CO2 и минимальным выбросом NO2. Этот роторный двигатель установили на обновленную Мазда RX8 Hydrogen RE. Сюрприз заключается в том, что этот новый роторный двигатель работает не только на бензине, но и на водороде. Эра водородных двигателей уже началась, а роторный двигатель даже не требует изменения конструкции для работы на водороде. Использовать водород на простых двигателях невозможно из-за низкой температуры воспламенения водорода, он без контрольно воспламеняется от сильно нагретых деталей двигателя. Использование водорода в роторных двигателях возможно и удобно, по причине того, что всасывание и воспламенение водорода происходят в разных полостях, что позволяет впрыскивать водород в не нагретый отсек. Этот двигатель может работать как на бензине, так и на водороде, причем переключаться можно на ходу. Запас хода на водороде 100 км, на бензине при 61 литровом баке 541 км. Водородный бак занял весь багажник, что не очень удобно. При работе на водороде образуется только вода. Пока этот автомобиль проходит испытания и только сдается в аренду местному правительству и предприятиям на территории Японии.

Mazda Premacy Hydrogen RE Hybrid — единственный автомобиль в мире, сочетающий водородный роторный двигатель и электрическую гибридную установку. Фото: Mazda.

Но самой последней разработкой компании Мазда стал автомобиль Mazda Premacy Hydrogen RE Hybrid. Этот автомобиль напичкали всем, что изобрели. Он сочетает в себе бензиново-водородный двигатель и гибридной электрической установкой. Эта силовая установка состоит из роторного двигателя, электроконвертера, генератора и электродвигателя. Смысл работы этой установки в том, что роторному двигателю, работающему на бензине или водороде помогает еще и электродвигатель мощностью 110kW. Этот автомобиль так же сдается в аренду на территории Японии местному правительству или частным компаниям для своих нужд. Вот и все что я хотел рассказать вам о роторных двигателях Мазда, надеюсь, все было понятно, о новинках будем следить и рассказывать в следующих статьях.

Роторный двигатель Mazda возвращается: Вот что о нем нужно знать

Что такое роторный двигатель Mazda, как он работает и зачем его возраждают


Вращающиеся треугольники Рёло от Мазда возвращаются в массы, но явно под другим соусом…

Еще в марте Мартин тен Бринк, вице-президент «Mazda Motor Europe» по продажам и обслуживанию клиентов, активировал энтузиастов по всему миру одним лишь своим заявлением, что роторный двигатель Ванкеля вернется в производство.

В частности, тен Бринк заявил, что роторный ДВС может стать элементом для расширения диапазона движения электрического автомобиля 2019 модельного года, но тот момент – это был просто слух. «Mazda не анонсировала никаких конкретных продуктов с роторным двигателем в то время. Однако Mazda по-прежнему привержена работе над технологиями роторных двигателей», рассуждали на тему комментария вице-президента Мазда в Mazda Motor of America.

Итак, что же такого особенного в этом легендарном двигателе, который так взволновал всех своим возвращением? И почему на этот раз все может быть по-другому?

Как он работает

Элементы системы двигателя

Нажать для увеличения

Роторный двигатель внутреннего сгорания по форме напоминает бочку. На нем и в нем вы не найдете многих компонентов, к которым привыкли в стандартном поршневом моторе. Во-первых, в нем нет поршней, ходящих вверх и вниз. Вместо них полезную работу совершает необычной формы треугольный поршень с округлыми краями (треугольник Рёло). Их количество может различаться: от одного до трех в одном двигателе, но чаще всего используется схема с двумя поршнями, вращающихся вокруг вала посредством эксцентриковой полой центральной части.  

 

Такая же компактность и легкий вес, которые сделали ротор Ванкеля отличным двигателем для спортивного автомобиля, такого как RX-7, также делают его идеальным в новом качестве –расширяющего диапазон генератора на автомобиле, особенно том, который уже имеет электродвигатели и батареи, конкурирующие за пространство, и не может позволить себе много «лишнего» веса.

Роторные двигатели Мазда сделали себе репутацию в основном как моторы для спортивного автомобиля. В былые времена слухи об уникальных возможностях такого рода силовых агрегатов долетели даже за железный занавес СССР, где уже наши инженеры вносили и успешно интегрировали диковинные моторы в отечественные автомобили.

 

Наверное будет не совсем правильно делать из такого легендарного двигателя всего лишь генератор для элеткромобиля. Но такова сегодняшняя реальность, время роторных моторов прошло и его не получится венуть обратно.

Источник

Триумф ротора: как Mazda добыла свою единственную победу в Ле-Мане

Несмотря на то, что я до сих пор хожу с кнопочной Нокией, испытываю приступы паранойи при заказе товаров в интернете и являюсь ярым адептом поршневых моторов (желательно чтобы распредвал в блоке и объем литров семь), мне сложно спорить с тем, что классический ДВС – это восемнадцатый век.

За последние сто лет было изобретено множество двигателей, работающих на углеводородном топливе, которые уделывали силовые установки привычной конфигурации как по простоте конструкции, так и по КПД (во всяком случае, на бумаге). И одной из лучших реализаций, дошедших до серийного производства, безусловно, является роторно-поршневой двигатель Ванкеля. А наибольших успехов в этом добилась контора из Хиросимы. Да, специалистам Mazda не удалось решить в полной мере проблему ресурса своих силовых установок. Однако в контексте того, что современные турбированные жужжалки кончаются после 150 тысяч пробега, долговечность роторных моторов уже совсем не кажется радикально неприемлемой. В 1991 году Mazda 787B одержала победу в общем зачете 24 часов Ле-Мана, став первым и последним триумфатором, сделавшим ставку на двигатель подобной конструкции. А это уже говорит о многом.

Путь Mazda к вершине одной из самых престижных гонок начался в далеком 1970 году в качестве поставщика двигателей, естественно роторных. Технология была новая, и на то, чтобы довести ее до ума в контексте гражданского использования, не говоря уже о достижениях в автоспорте, требовались огромные средства, тысячи часов испытаний и лучшие мозги Японии.

Спустя одиннадцать лет заводская конюшня Mazdaspeed при поддержке известного деятеля Тома Уокиншоу выкатила на кольцо в Сарте две 300-сильных машины, ни одна из которых так и не увидела клетчатого флага: первый экипаж подвела трансмиссия, а второй сошел из-за поломки дифференциала.


В дальнейшем все технические проблемы были решены, болиды исправно доезжали до финиша изнурительного суточного марафона, но места за пределами первой десятки сложно назвать хоть сколько-нибудь удовлетворительным результатом. За эти годы Mazda постепенно наращивала мощность двигателей, увеличивая количество секций силовой установки и переходя в более «старшие» классы.

Первый триумф состоялся в 1987 году, когда одна из двух моделей 757 пришла к финишу седьмой в абсолюте и первой в классе GTP, а спустя два года весь подиум в этом дивизионе достался пилотам Mazda. Сезон 1990 года можно без ложной скромности назвать для японцев переломным. Для Ле-Мана было готово новое оружие, которое, к сожалению, дало осечку – Mazda 787 с четырехсекционным мотором R26B мощностью 700 л.с. Зато экипаж прошлогоднего болида 767В с 630-сильным двигателем 13J-M2 вновь оказался на высшей ступеньке пьедестала в классе GTP. Следующим шагом к долгожданной победе стала модификация, получившая индекс 787B.



Но для начала расскажем о революционной модели 787. В основе болида лежал углепластиковый монокок, созданный британскими специалистами из Advanced Composites и одетый в кузовные панели из композитных материалов. 787-я после аэродинамической трубы испытательного комплекса MIRA, базирующегося также на Туманном Альбионе, выглядела как и все спорт-прототипы тех лет, спроектированные для гонок на выносливость. «Противень», оснащенный внушительным антикрылом, был ненамного уже Hammer h2 (1 994 мм), длиной с седан бизнес-класса (4 782 мм) и высотой по пояс среднестатистической грид-герл. На скорости за 300 км/ч все аэродинамические элементы кузова генерировали прижимную силу, в полтора раза превышающую собственную массу японского аппарата, а это без малого порядка 1 200 кг.

Но основной изюминкой проекта был установленный на стальном подрамнике, который, в свою очередь, был жестко закреплен к монококу, двигатель R26B. Новая четырехсекционная силовая установка, оснащенная системой смазки с сухим картером, имела три свечи зажигания для более равномерного поджига смеси и одну топливную форсунку на каждую секцию. Ее расчетная мощность составляла порядка девятисот «кобыл» при 10 500 об/мин, а благодаря впускному коллектору с изменяемой геометрией, мотор обладал весьма ровной полкой момента во всем рабочем диапазоне оборотов.



На тот момент Mazda имела в своем распоряжении динамометрический стенд, позволяющий проводить испытания двигателей с отдачей до семисот сил, поэтому инженерам приходилось снимать показания с каждой секции отдельно, не имея возможности «загрузить» мотор «на все деньги». В итоге для Ле-Мана отдача R26B была снижена до 680 л.с., потому что по понятным причинам конструкторы были сильно озабочены вопросами надежности в условиях пиковых нагрузок, которым неминуемо будут подвергаться все узлы и агрегаты на протяжении нескольких тысяч километров.

В сравнении со своей предшественницей, так и не добравшейся до финиша в 1990 году, 727В претерпела немало изменений. Впускной тракт обзавелся механизмом, позволяющим изменять длину воздуховодов плавно, так как ступенчатая регулировка, примененная на предыдущей версии, создавала немало проблем для пилота при переходе с одного режима на другой.

Радиаторы «переехали» из боковых понтонов в носовую часть болида, что положительно сказалось на аэродинамике прототипа и эффективности системы охлаждения. Также 787В стала первой гоночной Mazda, оборудованной углепластиковыми тормозами, которые начинали функционировать в полную силу лишь после серии торможений «в пол» со скоростей за 200 км/ч.



Само появление 787В в стартовой решетке в 1991 году до сих пор является причиной множества споров, так как именно этот год ознаменовал старт нового регламента в классе спорт-прототипов. Отныне все болиды, оснащенные двигателями объемом свыше 3,5 литров, должны были весить не меньше тонны. И в сложившейся ситуации было не совсем понятно, что делать с Mazdaspeed и их уникальным мотором, который кроме японцев никто и никогда не использовал в гонках на выносливость.

Фактически рабочий объем четырехсекционного ротора был равен 2,6 литра, но по старому регламенту ко всем подобным силовым установкам применялся повышающий коэффициент 1,8. Таким образом, приведенная кубатура никак не укладывалась в диапазон «до 3,5 л». Однако благодаря поддержке технического партнера French Oreca и авторитету двукратного вице-чемпиона Формулы-1 Жаки Икса, который на тот момент был главным спортивным консультантом конюшни из Хиросимы и обладателем шести побед на кольце в Сарте, в условиях несовершенства правил переходного периода все-таки удалось «пропихнуть» 787В на старт Ле-Мана с 680-сильным R26B и массой 830 кг.



Можно долго спорить о том, насколько комиссия была объективна и «честна» по отношению к другим участникам гонки, но стоит признать, что история автоспорта насчитывает десятки, если не сотни, случаев, когда инженерные решения, удовлетворяющие регламенту соревнований, вдруг оказывались вне закона, или же результаты гонщиков аннулировались уже после окончания гонки с весьма мутными формулировками. Оставим этот вопрос на совести членов технической комиссии, ответственных за это решение. Тем более что политика, банальное везение и стечение обстоятельств во все времена были такой же неотъемлемой составляющей успеха в автоспорте, как талант пилота и выверенная до мелочей техническая сторона.

На гонку Mazdaspeed выкатила две 787В, прошлогоднюю 787 и один запасной болид. Основную ставку главы конюшни сделали на зелено-оранжевый (окрашенный в цвета спонсора Renown, в то время как все остальные машины были выполнены в корпоративной бело-голубой цветовой гамме заводской команды Mazda) прототип под номером 55, который отличался от второй 787В передаточными числами трансмиссии и был быстрее на пару десятков километров в час. Прекрасно понимая, что в следующем году все дыры в регламенте залатают и второго шанса попросту не будет, экипажу этого болида дали установку меняться чаще и «топить на все железо». Это был первый пример так называемого спринтерского подхода в длительных марафонах, и он сработал.



Стартовав с девятнадцатого места, Фолькер Вайдлер, Джонни Херберт и Бертран Гашо за счет преимущества в максималке вывели «пятьдесят-пятую» на третье место в гонке. Впереди были только два Sauber C11, спроектированных в тесном сотрудничестве с Mercedes-Benz. Ночью из-за проблем с коробкой передач «спекся» первый немецкий болид, одним из пилотов которого был Михаэль Шумахер, и 787В неожиданно стала второй. После чего из боксов поступила команда удерживать позицию и не наращивать темп.

Японцы разумно переживали, что из-за повышенного расхода горючего болид просто не дотянет до финиша. В те годы регламент ограничивал максимально допустимое количество топлива, выделяемое на гонку, 2 550 литрами, и опасения были более чем оправданными. Но удача было на стороне зелено-оранжевого прототипа, в то время как хваленое немецкое качество вновь дало сбой, и лидирующий практически на протяжении всей гонки С11 сошел с дистанции за два часа до финиша, открыв для Mazdaspeed путь к долгожданной победе.



Да, 787В обладала преимуществом по массе, но пятилитровый V8 Mercedes-Benz, оснащенный двумя турбинами ККК, был без малого на триста «кобыл» мощнее. За 362 круга и 4 932,2 км дистанции в болиде под номером 55 был на всякий случай заменен один из ступичных подшипников и перегоревшая лампочка головного света. Но стоит признать – несмотря на то, что все основные узлы и агрегаты были в полнейшем порядке, задняя стенка монокока, к которой крепился подрамник с двигателем, трансмиссией и подвеской, на момент финиша была уже на последнем издыхании, как, собственно, и Джонни Херберт, который решил не меняться за сорок минут до конца гонки и вместо того, чтобы купаться в брызгах шампанского на подиуме, загремел в госпиталь с диагнозом «обезвоживание».

После вскрытия двигателя на глазах японской прессы выяснилось, что износ уплотнителей на вершинах ротора не превышает двадцать микрон. Вот так ставшая притчей во языцех немецкая надежность проиграла мизерному ресурсу двигателя системы Ванкеля, из которого в 1991 году специалисты Mazdaspeed смогли выжать все соки до последней капли, установив попутно рекорд преодоленной за сутки дистанции для Ле-Мана после того, как была изменена конфигурация этой легендарной трассы.



Специалисты Mazda потратили целых двадцать с лишним лет, полных разочарований и бесконечных поисков идеала, но все же успели вскочить на ступеньку уходящего поезда, так как уже в следующем году роторные моторы попали под запрет в гонках на выносливость. А еще невозможно пройти мимо того факта, что триумф 1991 года впоследствии никак не фигурировал в рекламных кампаниях японского концерна. Только спорт и никакого бизнеса? Инженерный челлендж вместо борьбы за долю рынка? Когда спорят конструкторы, маркетологи молчат? Лично мне хочется верить, что японцы именно так относились к своей гоночной программе.


Читайте также:


Mazda возвращает роторный двигатель на конвейер | С автомобилем по жизни

Мотор, которым японская компания будоражила любителей быстрой езды, вернется под капот машин марки. Однако носителем роторного двигателя Ванкеля, который сделал знаменитыми спортивные Mazda RX-7 и RX-8, на этот раз станет компактный кроссовер MX-30.

В РПД Ванкеля трехгранный ротор совершает планетарное движение вокруг эксцентрикового вала. Каждое ребро ротора образует с внутренней поверхностью корпуса три замкнутых полости. В них протекает рабочий процесс. Впуск продолжается до тех пор, пока ротор своим ребром не перекроет впускное окно. Далее в полости начинается сжатие, а когда горючая смесь займет минимальный объем, свеча зажигания дает искру и начинается сгорание. Давление от продуктов сгорания заставляет вращаться эксцентриковый вал, выполняющий в роторном двигателе функцию коленвала. После того, как ребро ротора пройдет мимо выпускного окна, открывая его, начинается выпуск отработавших газов. Одновременно в РПД совершаются три разных такта. В результате за один оборот ротора происходят три полных рабочих цикла.

В то же время четырехтактный мотор за два оборота коленчатого вала совершает всего один рабочий цикл. Поэтому эффективность РПД в плане получения мощности и крутящего момента на порядок выше, чем у поршневого двигателя такого же рабочего объема. Эта особенность позволяет уменьшить габариты и массу силового агрегата. Например, 250-сильный РПД, которым оснащалась Mazda RX-7, был на треть компактнее обычного двигателя такой же мощности и свободно помещался внутри куба со стороной 40 см.

Другим достоинством РПД является отсутствие кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов. Благодаря этому мотор проще конструктивно, и, конечно, чего нет, то не износится и не сломается. Опять же если в традиционном двигателе поршни совершают возвратно-поступательное движение, и его необходимо преобразовывать во вращательное, то в РПД все немногочисленные движущиеся детали только вращаются, их дисбаланс легко уравновешивается установкой всего двух противовесов.

Однако есть большая проблема – неудачная форма камеры сгорания, которая представляет собой полумесяц со слишком большой длиной. По этой причине двигателю Ванкеля свойственны высокие потери тепла через стенки камеры и весьма низкий термический КПД. Отсюда высокий расход топлива. С габаритами камеры сгорания связана и высокая токсичность отработанных газов. Даже установка двух свечей зажигания не обеспечивала в длинной камере РПД полное сгорание горючей смеси, поэтому отработавшие газы двигателя Ванкеля буквально кишели вредными оксидами углерода, окислами азота и особенно углеводородами.

Максимум, что удалось японцам, – втиснуть РПД в нормы Euro 4, но когда вступили в силу более строгие экологические нормы, движок оказался вне игры, как спортсмен, не прошедший допинг-контроль. В 2012 году Mazda объявила о завершения производства RX-8, а вместе с авто в заводской музей отправился и мотор Ванкеля.

И вот – новый поворот. Сначала появился концепт-кар Mazda 2 EV с 0,3-литровым роторным двигателем мощностью 38 л.с., работавшим вместе с электромотором в составе гибридной силовой установки. А теперь этой же гибридной установкой оснастят уже серийно выпускающийся электрический кроссовер МХ-30. Поскольку начало его производства ознаменовалось критикой по поводу запаса хода лишь 200 км, который не удовлетворял потребности пользователей в автономии транспортного средства, японцы приняли решение поставить на конвейер гибридную модификацию МХ-30. За движение будет по-прежнему отвечать электромотор, а РПД станет приводить бортовой генератор, что позволит увеличить запас хода до 400 км.

Фото из открытых источников

Технический секрет: 3 стороны гладкой и шелковистой работы роторного двигателя

Mazda была единственным автопроизводителем, производившим роторный двигатель Феликса Ванкеля в больших количествах, и эта конструкция была снята с производства, когда RX-8 ушел с рынка в 2012 году.

В гибридной электрической Mazda MX-30 2022 года будет использоваться роторный двигатель в качестве источника энергии внутреннего сгорания для бортового генератора.Это обеспечит более плавную альтернативу обычным поршневым двигателям с возвратно-поступательным движением, используемым в других гибридах, чья вибрация резко мешает вождению на электротяге.

Связанный: В Mazda3 2020 года ангел в деталях

Mazda подчеркнула эту плавность, продвигая роторный двигатель в США с помощью рекламных роликов, чей джингл пел «Поршневой двигатель идет [звуковой эффект« боинг, боинг, боинг ] , но Mazda идет «ММММММ».

Роторы двигателя представляют собой отливки треугольной формы, которые вращаются на эксцентриковом валу, который является аналогом ротора коленчатого вала поршневого двигателя. В то время как поршни качаются вверх и вниз, дважды меняя направление при каждом обороте коленчатого вала, роторные двигатели плавно вращаются, их легкое колебание отслеживает путь через корпус ротора смутно напоминающей «восьмерку».

Связанный: Новая стратегия испытаний Mazda может сэкономить «сотни миллионов иен» в год проходит свечи зажигания в корпусе ротора.Ротор рассчитан на одно вращение за три оборота эксцентрикового вала, поэтому каждый ротор выполняет одно сгорание за один оборот вала.

В каждом цилиндре поршневого двигателя происходит одно сгорание через каждые два оборота коленчатого вала, если это четырехтактный двигатель. В компактных электроинструментах, таких как цепные пилы, используются двухтактные двигатели, которые производят мощность при каждом обороте коленчатого вала.

Двигатели Mazda

имели два ротора внутри, причем роторы располагались под углом 180 градусов друг к другу, так что они срабатывали по очереди.Роторы и вал представляют собой три движущиеся части роторного двигателя, что резко отличается от функции Руба Голдберга о движущихся и совершающих возвратно-поступательное движение частях внутри поршневого двигателя. Сюда входят не только поршни, шатуны и коленчатый вал, но также цепь ГРМ и шестерни (или ремень и шкивы), распределительный вал, толкатели клапанов, толкатели, коромысла и клапаны.

Роторный двигатель прост, легок, компактен, плавен и производит большую мощность для своего размера.Эти качества когда-то побудили мировых автопроизводителей предсказать его как двигатель будущего. В середине 1970-х планировалось, что Chevrolet Corvette и AMC Pacer будут использовать новые роторные двигатели этих компаний.

Увы, техническая проблема создания таких двигателей с удовлетворительной долговечностью ускользнула от всех автомобильных компаний, кроме Mazda, и некоторые недовольные владельцы могли бы даже включить эту компанию в список.

Основной технической задачей является создание прочных уплотнений на трех концах треугольника ротора.Известно, что эти верхние уплотнения изнашиваются при меньшем пробеге, чем внутренние детали поршневого двигателя.

У роторных двигателей есть и другие проблемы, даже если они находятся в идеальном рабочем состоянии. Они потребляют масло как часть процесса сгорания, потому что они используют впрыск масла для смазки внутренних поверхностей. У них огромный аппетит к топливу из-за почти непрерывного процесса горения. Они также производят много тепла и шума от выхлопных газов по той же причине, что, казалось бы, непрерывное сгорание.

Mazda

Это роторы четырехроторного гоночного автомобиля Mazda 787B, победившего в гонке «24 часа Ле-Мана» 1991 года.

Mazda, по-видимому, разработала эффективные глушители, чтобы сдерживать этот звук, чтобы водители MX-30, ожидающие от электромобиля, не столкнулись с громким шумом при запуске роторного генератора. «Роторный генератор ознаменует возвращение нашей уникальной роторной трансмиссии», — сказал Джефф Гайтон, президент Mazda North American Operations. «Эта технология разработана для почти бесшумной работы и будет заряжать аккумулятор, а не крутить колеса.В результате MX-30 всегда будет вести себя как привлекательный электромобиль, но с возможностью зарядки от стены или на ходу».

В качестве генератора роторный двигатель сможет работать на более стабильных оборотах двигателя, чем у двигателя, который является единственным средством движения автомобиля, так что это, вероятно, является источником адекватной топливной экономичности, звука двигателя и долговечности двигателя. Двигатель внутреннего сгорания MX-30.

По словам Mazda, технические подробности, объясняющие все это, будут доступны ближе к запуску автомобиля на рынке Калифорнии осенью 2021 года.

Роторные двигатели Mazda

работают на самых разных видах топлива. На этой схеме показана роторная конструкция Mazda, работающая на водороде.

DEFINED AUTOWORKS — Сервис | Ремонт

4-роторный

4-роторный 26B, самая высокая ступенька лестницы производительности Mazda, обеспечивает невероятную мощность и крутящий момент, от которых захватывает дух.Зачем делать покупки за границей? Находясь прямо здесь, в Соединенных Штатах, вы можете получить индивидуальный 4-роторный двигатель, не торгуя на международном уровне. Мы предлагаем полные 4-х роторные двигатели различной мощности и стоимости.

Изготовленный на заказ 4-роторный двигатель является одним из наиболее технически сложных роторных двигателей, когда-либо созданных. От начала до конца каждая деталь тщательно обрабатывается с соблюдением самых жестких допусков и собирается вручную с учетом конкретных деталей, которые может предоставить только Defined Autoworks. Указанный потенциал лошадиных сил является средним результатом настройки.Гораздо больше можно изготовить в зависимости от индивидуального мастерства в н/д тюнинге.

  • Балансировка
  • Доставка топлива
  • Портирование
  • Турбокомпрессор
  • Восстановить
  • Замена

4-роторный | Только боковой порт


Без наддува 425+ л.с.
С турбонаддувом 900+ л.с.

Используются боковые кожухи 12a для самых высоких первичных портов, все боковые кожухи отремонтированы и повторно азотированы для получения совершенно новой отделки.Полный уличный порт для «схемы» спецификаций. Роторы 9,7:1 со всеми новыми боковыми уплотнениями, угловыми уплотнениями, масляными стопорными кольцами, масляными уплотнительными кольцами, уплотнительными кольцами охлаждающей жидкости и пружинами. Высокоэффективные верхние уплотнения толщиной 2 мм с новыми пружинами. Совершенно новые корпуса роторов porteBd для «гонки» выпускного отверстия.

  • 425+ л.с.
  • Предел 8000 об/мин
  • Плавный холостой ход
  • Боковые кожухи 12а
  • Полностью динамически сбалансированный
  • Чертеж
  • 28 565 долл. США

4-роторный | Периферийный порт


Без наддува 500+ л.с.
С турбонаддувом 1200+ л.с.

Самая популярная сборка 26B.Надежный и экономичный, этот агрегат может работать без турбонаддува или с форсированием с отличными результатами. Этот же двигатель может быть построен в нескольких конфигурациях, таких как: streetport, bridgeport или semi p-port. Используются боковые кожухи последнего типа 13B, все боковые кожухи отремонтированы и повторно азотированы для получения совершенно новой отделки. Роторы 9,0:1 со всеми новыми боковыми уплотнениями, угловыми уплотнениями, масляными стопорными кольцами, масляными уплотнительными кольцами, уплотнительными кольцами охлаждающей жидкости и пружинами. Высокоэффективные верхние уплотнения толщиной 2 мм с новыми пружинами. Совершенно новые корпуса роторов, обработанные и оснащенные полным периферийным портом, выхлопным портом «гонки».

  • 500+ л.с. н/д 1000+ л.с. с турбонаддувом
  • Предел 8000 об/мин
  • Агрессивный холостой ход
  • Боковые кожухи Late 13B
  • Полный периферийный порт, дополнительный боковой порт, дополнительный полупериферийный порт
  • Полностью динамически сбалансированный
  • Чертеж
  • 30 565 долл. США

4-роторный | Периферийный порт 650+ л.с. без наддува.Не для использования с турбонаддувом

Полная гоночная спецификация 26b, предназначенная для использования на соревнованиях. Производительность 9 500 об/мин и предел 10 000 об/мин. Используются значительно облегченные роторы, новые боковые корпуса 13B последнего типа. Роторы 9,7:1, OEM боковые уплотнения, угловые уплотнения, масляные стопорные кольца, масляные уплотнительные кольца, уплотнительные кольца охлаждающей жидкости и пружины. Сверхвысокоэффективные верхушечные керамические уплотнения Iannetti толщиной 2 мм с совершенно новыми керамическими пружинами. Совершенно новые корпуса роторов, обработанные и оснащенные полным периферийным портом, выхлопным портом «гонки».Полностью динамически сбалансирован и спроектирован. Радиальные радиальные подшипники с увеличенным зазором для безопасности при высоких оборотах. 650+ л.с., агрессивный холостой ход. Рекомендуемый предел 9500 об/мин. Максимальный потенциал 10 000 об/мин. Необходимо использовать нашу полную систему Drysump, доступную отдельно.

  • 600+ л.с.
  • Предел 10 000 об/мин
  • Агрессивный холостой ход
  • Боковые кожухи Late 13B
  • Полный периферийный порт
  • Полностью динамически сбалансированный
  • Керамические уплотнения вершины
  • Подшипники качения
  • Чертеж
  • 39 525 долл. США

Четырнадцать великолепных роторных Mazda, о которых вы, вероятно, никогда не слышали (Список)

Изобретенный немецким инженером Феликсом Ванкелем и запатентованный им в 1929 году, гениальный роторный двигатель Ванкеля был жизнеспособной альтернативой вездесущему двигателю внутреннего сгорания, выполняя четыре такта – впуск, сжатие, сгорание и выпуск – при вращении.

Ванкель заключил сделку с немецким производителем мотоциклов (а позже возрожденным легковым автомобилем) NSU в 1951 году, при этом баварская фирма смело представила первый в мире автомобиль с двигателем Ванкеля (NSU Spider) в 1964 году. Поскольку роторный двигатель меньше и легче по сравнению с обычным поршневым агрегатом, с превосходным отношением мощности к весу, он не имеет возвратно-поступательных частей — только трехсторонний ротор, вращающийся в корпусе, — поэтому он также тише и плавнее, обеспечивая выдающуюся производительность для данного рабочего объема.В то время президент Mazda Цунеджи Мацуда быстро осознал потенциал роторного двигателя и вскоре подписал соглашение о техническом сотрудничестве с NSU.

Сама Mazda

позже утверждала, что «без роторного двигателя, наверное, не было бы Mazda. А без Mazda роторный двигатель точно не производился бы более 50 лет». В то время как NSU боролась с этим новым роторным двигателем (что в конечном итоге привело к краху компании и поглощению Audi в 1969 году), инженеры Mazda воплотили в жизнь уникальную концепцию конструкции двигателя Ванкеля и, в конечном итоге, достигли коммерческого успеха.

Mazda также приняла роторный двигатель, чтобы отличаться от других, философия «бросить вызов условностям», которая, к счастью, все еще сохраняется в этой слишком редкой (в наши дни) автомобильной компании, возглавляемой инженерами. В то время как другие автопроизводители пытались (но потерпели неудачу) сделать двигатель Ванкеля успешным, Mazda упорно отказывалась позволить проблемам этого сложного двигателя встать у нее на пути.

Повторяющаяся механическая проблема Ванкеля заключалась в царапинах — так называемых «следах когтей дьявола» — на внутренней поверхности корпуса роторного двигателя, вызванных дрожанием уплотнений на треугольном роторе, вместо того, чтобы плавно скользить по внутреннему корпусу.Эта оценка привела к плохой долговечности уплотнения и привела к преждевременному отказу от предложений роторных двигателей многих других производителей автомобилей, включая Citroën, Mercedes-Benz, Ford, General Motors, Nissan и многих других.

Под руководством одаренного инженера Кеничи Ямамото Mazda в конце концов решила проблему Ванкеля с помощью уплотнения из графито-алюминиевого сплава, а также устранила другие недостатки, такие как чрезмерный расход масла и отсутствие крутящего момента на низких оборотах. Наконец, Mazda сделала роторный двигатель реалистично пригодным для использования в реальных условиях, сочетая надежность с высокой мощностью для своего размера.
Знаменитая Mazda 110S Cosmo Sport 1967 года с роторным двигателем (как уже упоминалось в «семерке лучших Mazda» GRR Боба Мюррея) укрепила репутацию Mazda как небольшого, но влиятельного автопроизводителя, в конечном итоге обеспечив организации постоянное место в автомобильной истории. Более поздние спортивные автомобили Mazda RX-7 и RX-8 с роторным двигателем значительно помогли укрепить эту репутацию и действительно прославили Mazda, обе модели также были упомянуты в семерке лучших автомобилей Боба.

К началу 1970-х только в США продавалось около 100 000 автомобилей Mazda с роторными двигателями в год, поэтому, несмотря на топливный кризис середины 70-х, до конца этого десятилетия половина всего производства автомобилей Mazda приводилась в движение роторными двигателями.

В дополнение к «семерке лучших» моделей Mazda Боба Мюррея, включая Wankel Cosmo 110S, Savanna RX-7, RX-8 и победитель Ле-Мана 787B (первый и на сегодняшний день единственный автомобиль с роторным двигателем, выигравший легендарную гонку 24 часовая гонка), вот целая дюжина малоизвестных моделей Mazda с роторным двигателем.

Mazda разрабатывает роторный двигатель, работающий на водороде

Заявление Mazda о выпуске большего количества электромобилей может не означать конец ее знаменитого роторного двигателя.Сообщается, что фирма разрабатывает двигатель Ванкеля, работающий на водороде, который можно будет использовать для питания преемника RX-8.

Не ссылаясь на источники, японский журнал Best Car написал, что Mazda никогда полностью не прекращала разработку роторного двигателя. Она значительно сократила программу после того, как производство RX-8 закончилось в 2012 году, но за прошедшие годы были распространены отчеты, и даже появились патенты на роторную технологию. В конце 2010-х компания снова расширила его, чтобы разработать расширитель диапазона для электрического кроссовера MX-30.Согласно тому же отчету, внимание группы разработчиков теперь переключилось на создание Ванкеля, способного сжигать водород.

Такие детали, как мощность, крутящий момент и количество роторов, еще не разглашаются, вероятно, потому, что двигатель все еще находится в зачаточном состоянии, но это решение имеет несколько технических преимуществ. Одним из слабых мест водорода является то, что он имеет тенденцию воспламеняться в точках нагрева внутри цилиндров. Лучший автомобиль отметил, что в двигателе Ванкеля нет тепловых пятен, потому что в нем используются роторы, а не поршни, поэтому он хорошо подходит для сжигания водорода.

Воспламенение водорода происходит редко; большинство автопроизводителей, которые балуются этой технологией, используют топливо для выработки электроэнергии, которая затем приводит в движение один или несколько электродвигателей. Однако это не беспрецедентно. Mazda тестировала и даже сдавала в аренду экспериментальные RX-8, двигатели которых могли работать как на бензине, так и на водороде в 2000-х годах, хотя система занимала весь багажник и весила почти 200 фунтов. Двигатель даже использовался в некоторых тестовых минивэнах Mazda5. Совсем недавно Toyota (которая работает с Mazda над несколькими проектами) построила гоночный автомобиль на выносливость Corolla с трехцилиндровым двигателем с турбонаддувом, работающим на водороде.

Пока неизвестно, что будет питать новый ротор. Одним из возможных вариантов является концептуальное купе RX-Vision, которое появилось в заявках на регистрацию товарных знаков в августе 2021 года. Оно может появиться как гибрид с парой электродвигателей в колесах. Если он будет похож на концепт 2015 года (на фото), фанаты, несомненно, приветствуют его как наследника RX-8.

«Если мы решим это сделать, прототип будет готов в течение трех лет. Наиболее вероятная система — это система, сочетающая в себе электрический турбонаддув», — сообщил анонимный представитель Mazda Best Car .Сделать прототип относительно легко; сделать бизнес-кейс, который выдерживает критику, гораздо сложнее. В конечном счете, получит ли проект зеленый свет на производство, зависит от того, сколько будет стоить разработка и достаточно ли людей купит автомобиль.

Mazda не прокомментировала отчет, и ее планы на будущее в отношении роторного двигателя в лучшем случае туманны. Были некоторые сообщения, в которых говорилось, что расширитель диапазона мог быть заморожен, но с тех пор в сообщениях говорилось, что они продолжаются.

Видео по теме:

Роторный двигатель возвращается

Марк Брэмли, Archivio Perini, Андре Ритцингер, Джон Роу, Дэниел Вон, ugo.com, avtoindex.com

Кажется, мы ждали целую вечность, когда Mazda выпустит новый роторный двигатель. Последним серийным автомобилем, в котором использовалась уникальная силовая установка, был RX-8, и этот автомобиль был снят с производства еще в 2011 году. Теперь роторный двигатель официально возвращается в модельный ряд Mazda — как средство увеличения запаса хода для первых электромобилей автопроизводителя.

Сегодня Mazda сообщила об этом в коротком пресс-релизе, объявив о выпуске своего первого электромобиля в 2020 году. Одна версия будет полностью электрической, а другая будет оснащена роторным двигателем с увеличенным запасом хода, который работает аналогично бензиновому двигателю BMW. я3. Вот как Mazda оправдывает использование роторного двигателя в этом приложении:

Небольшой размер роторного двигателя и высокая выходная мощность делают возможным несколько технологических решений электрификации за счет общей компоновки.Используя преимущество совместимости роторного двигателя с газообразным топливом, удлинитель запаса хода с роторным двигателем предназначен также для сжигания сжиженного нефтяного газа и обеспечения источника электроэнергии в чрезвычайных ситуациях.

Мы уже видели сообщения о том, что роторный двигатель возвращается в качестве расширителя диапазона, так что это не стало большим сюрпризом. Mazda не указывает тип кузова, тип батареи или запас хода своего нового электромобиля, а также не сообщает, будет ли эта новая модель продаваться в Соединенных Штатах.Единственное, что мы знаем наверняка, это то, что у него будет роторный двигатель.

Этот новый электромобиль с роторной опорой является второй частью инициативы Mazda «Устойчивый Zoom-Zoom 2030», в рамках которой Mazda намерена использовать передовые трансмиссии с использованием комбинации эффективных газовых двигателей, альтернативных видов топлива и электроэнергии. Первой частью, конечно же, является сверхэффективный бензиновый двигатель SkyActiv-X с воспламенением от сжатия, впервые представленный в 2017 году. шаг в правильном направлении для ротационных твердолобых во всем мире.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Что стало причиной смерти роторного двигателя?

Роторного двигателя Ванкеля больше нет. Это, вероятно, разочарует его многочисленных поклонников, которые оценили мощность, заключенную в компактном корпусе. Но хотя у роторного двигателя было несколько преимуществ, он также столкнулся с некоторыми проблемами, которые в конечном итоге привели к его упадку.Давайте поближе познакомимся с этим двигателем, который был с нами в той или иной форме с 1964 года и закончился Mazda RX-8 2011 года.

Что такое роторный двигатель?

Роторный двигатель | Getty Images

Роторный двигатель Ванкеля был назван в честь его изобретателя Феликса Ванкеля, который на протяжении 1950-х годов работал над созданием нового двигателя, в основе которого не было бы цилиндров и поршней. Как объясняет Car Throttle, то, что придумал Ванкель, работало аналогично традиционному двигателю, но с парой ключевых отличий.Вместо работы с поршнями он использовал треугольный ротор и корпус овальной формы вместо цилиндров.

В этой конфигурации ротор вращается вокруг корпуса. Небольшой воздушный карман расширяется в больший карман, чтобы создать вакуум как часть этого процесса. Воздух и топливо впрыскиваются в этот вакуум через впускные отверстия в камере сгорания, где смесь воздуха и топлива прижимается к плоской стороне корпуса. Две свечи зажигания в конечном итоге воспламеняют эту горючую смесь, после чего выхлопные газы вытесняются наружу под высоким давлением.

Почему он исчез?

Роторный двигатель обеспечивает впечатляющую мощность, и автомобили, которые его используют, могут доставлять удовольствие от вождения. Тем не менее, двигатель представляет некоторые проблемы. Это способствовало их гибели.

Car Throttle говорит нам, что одна конкретная проблема, которая, возможно, в конечном итоге привела к исчезновению двигателя, была связана с законом. Когда RX-8, последний автомобиль с роторным двигателем, не смог соответствовать нормам выбросов Евро 5, Mazda была вынуждена прекратить продажи автомобиля в Европе после 2010 года.

Некоторые проблемы с дизайном также не помогли. Drive Tribe, например, упоминает низкий тепловой КПД двигателя из-за его длинной камеры сгорания и несгоревшего топлива, попадающего в выхлоп, что приводит к обратному воспламенению. Неравномерность температуры в камере сгорания также может привести к проблемам с уплотнением ротора.

Как будто эти проблемы не были достаточно сложными, эти двигатели также имели тенденцию потреблять масло, поскольку оно впрыскивалось непосредственно в камеру сгорания для облегчения смазки.Да и расход топлива у роторного двигателя был ненамного лучше.

Поскольку эти двигатели были очень редкими, было трудно найти запчасти для ремонта. Столь же трудно найти механика со знаниями, необходимыми для работы с ними. Со всеми этими проблемами не должно быть сюрпризом, что этот двигатель умер.

Тем не менее, мы должны отметить, что роторный двигатель снова появится в 2022 году. Он будет использоваться в его следующем электромобиле не как основной двигатель, а как удлинитель для MX-30 — определенно, что-то, что нужно сохранить. для тех, кто оплакивает потерю своего любимого двигателя.

Каковы преимущества?

Хотя роторный двигатель никогда не превзошел по популярности более традиционный двигатель, он обладал некоторыми уникальными преимуществами. Car Throttle разобрала для нас некоторые из них.

Первым в списке был его размер. Роторный двигатель Mazda RX-7, например, занимал всего около одного кубического фута объема, что является преимуществом для автомобиля меньшего размера.

В этом случае можно утверждать, что чем проще, тем лучше.С меньшим количеством движущихся частей было гораздо меньше того, что могло пойти не так. В конце концов, у роторного двигателя действительно было только три основных движущихся компонента, чтобы продолжать работать.

Также похвалы заслуживает плавность работы роторного двигателя. Постоянное вращение ротора контрастировало с толчками, создаваемыми возвратно-поступательными движениями клапанов и поршней в традиционном двигателе.

СВЯЗАННЫЙ: Более надежная Mazda RX-8 может стать небольшой модификацией

Одержимость Mazda роторными двигателями сохраняется спустя 50 лет после прорыва Cosmo

Mazda Cosmo Series I — самая первая модель Mazda с роторным двигателем.Прототип был показан на Токийском автосалоне 1964 года, и в 1967 и начале 1968 года было построено и продано всего 343 таких автомобиля. наполнен легендами. Автомобиль находится в компании великих — Aston-Martin DB4, Mercedes 300SL Gullwing, купе Jaguar E-Type — но не похож ни на одного из них. Его длиннохвостые пропорции необычны, детали чужды. Это больше космический корабль, чем автомобиль, и плотно упакованная под его кожух технология, которую продолжает развивать только одна компания.

Mazda Cosmo Series I — первая модель Mazda с роторным двигателем. Прототип был показан на Токийском автосалоне 1964 года, и всего 343 таких автомобиля были построены и проданы в 1967 и начале 1968 года. Затем последовало примерно вдвое больше автомобилей серии II чуть большего размера, оба поколения собирались вручную со скоростью всего два автомобиля в день. .

Этот экземпляр принадлежит коллекционеру Роберту Мейтленду, который собрал несколько автомобилей 1950-х и 1960-х годов, каждый из которых представляет собой момент дальновидного дизайна.Внешний вид Cosmo мало чем отличается от своего благовоспитанного собрата, но в свое время он был таким же смелым, как E-Type или Gullwing. Более того, коллекция Мейтленда — не просто музей; все восстановлено для вождения. Его Cosmo украшен наклейками на дверях с недавнего 1600-километрового ралли классических автомобилей по одним из лучших извилистых дорог острова Ванкувер.

Из-за руля двухроторный двигатель Cosmo издает странный треск, и требует высоких оборотов для создания своих скромных 110 лошадиных сил.Тем не менее, он такой же плавный, как реактивная турбина, когда обороты набираются, а Cosmo легкий, маленький и ловкий. В целом это замечательная машина, бесконечно увлекательная.

Из-за руля двухроторный двигатель Cosmo издает странный треск, работающий от внутреннего сгорания, и требует высоких оборотов для создания своих скромных 110 лошадиных сил. Брендан Макалир / The Globe and Mail вещи. Однако, независимо от того, владели ли вы Mazda с роторным двигателем через полвека после того, как Cosmo отправился в путь, вы можете быть удивлены, узнав, что Mazda не отказалась от своей уникальной технологии внутреннего сгорания.Последний автомобиль компании, MX-30 EV, будет доступен как в чистом виде, так и с крошечным роторным двигателем для увеличения его запаса хода.

Ни одна другая компания никогда не уделяла должного внимания вращательному приводу, и, конечно же, ни один из основных производителей не отстаивает его сегодня. Были эволюционные тупики, такие как мотоцикл Suzuki RE5 или восхитительно названный NSU Wankel-паук, но по большей части попытки усовершенствовать роторный двигатель разоряли компании. С Маздой не так.

Здесь необходимо краткое введение в принцип работы роторного двигателя.Идея была придумана немецким инженером по имени Феликс Ванкель, и технология правильно называется роторным двигателем Ванкеля. По сути, в большинстве двигателей внутреннего сгорания поршень движется вверх и вниз в цилиндре, а вертикальные силы преобразуются во вращение с помощью шатунов и вращающегося коленчатого вала. Представьте, что ноги качаются на велосипедных педалях.

В роторном двигателе изогнутые треугольные роторы вращаются вокруг вращающегося вала, передавая крутящую силу непосредственно на изогнутую камеру сгорания, в которой они расположены.Вместо велосипеда подумайте о фейерверке с колесом Екатерины. Поскольку вращающаяся масса теперь проще, с меньшим количеством движущихся частей — нет необходимости в шатунах — она более компактна. Кроме того, ритм работы роторного двигателя намного более плавный, чем у обычного поршневого двигателя.

Проблема, к сожалению, может быть обнаружена на кончиках (вершинах) каждого поворотного треугольника. Поскольку роторный двигатель Ванкеля представляет собой двигатель внутреннего сгорания, он должен иметь уплотнения, способные выдерживать взрывную силу, но при этом не изнашивать стенки камеры сгорания в форме арахиса.Многие немецкие маркизы не могли этого понять. Мазда сделала, потому что они должны были.

Mazda получила патент на роторный двигатель от немецкой марки NSU в 1961 году. Многие компании были в восторге от разработки этого нового типа технологии двигателя, но для Mazda это был вопрос «сделай или умри».

В 1950-х годах Япония могла похвастаться удивительно разнообразным набором производителей автомобилей. К началу 1970-х остались только гиганты, учитывая давление правительства с целью консолидации. «Тойота» проглотила «Хино», «Ниссан» расхватала «Принца», и оба они жадно смотрели на крошечную «Мазду».

Mazda нуждалась в беспрецедентной технологии, чтобы оправдать свое существование как самостоятельной компании. Таким образом, 47 инженеров получили задание сделать роторный двигатель пригодным для производства. Во главе их стоял Кеничи Ямамото. Они называли себя Shi-ju-shichi-shi, в честь легендарной банды самураев.

Мощный RX-7 третьего поколения начала 1990-х был оснащен роторным двигателем. Brendan McAleer / The Globe and Mail

На это ушло шесть лет, но благодаря прорыву в технологии материалов для уплотнений двигатель наконец заработал.Cosmo был первым и положил начало традиции роторных спортивных автомобилей Mazda, включая мощный RX-7 третьего поколения начала 1990-х годов. Этот монстр с двойным турбонаддувом, возможно, самый управляемый массовый автомобиль, созданный японской автомобильной промышленностью, появился в том же году, когда Mazda выиграла гонку «24 часа Ле-Мана» 1991 года с трехроторным двигателем 787b. Роторным двигателям было запрещено участвовать в гонках в следующем году, и официальные лица гонки сослались на трудности с балансировкой их характеристик по сравнению с обычными двигателями.

Но роторный двигатель предназначался не только для спортивных автомобилей. Канада получила свою первую Mazda с роторным двигателем с маленькой R100 в 1968 году. Она была больше похожа на современный Datsun 210, чем на флагманский Cosmo, но поставлялась с шипучим двигателем объемом 982 кубических сантиметра, который выдавал чуть менее 100 лошадиных сил. Затем последовали семейные седаны с роторным двигателем, пикап с роторным двигателем и даже пассажирский автобус.

Однако при обычном использовании ротационные машины производят значительно больше выбросов углекислого газа, потребляют больше масла и требуют более тщательного обслуживания, чем их обычные конкуренты.Когда RX-8 ушла с рынка в 2012 году, слезы проливали немногие, кроме самых преданных поклонников роторных двигателей.

Тем не менее, Mazda упорно пытается заставить ротор работать в современную эпоху. На протяжении более 50 лет технология была основной частью идентичности компании. Кроме того, высокая эффективность работы и компактный размер роторного двигателя могут сделать его идеальным средством увеличения запаса хода для электромобилей, возможно, по сравнению с мотоциклетными двигателями, используемыми BMW.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.