Принцип работы роторного двигателя мазда рх8


Роторные двигатели фирмы Mazda – на примере RX-8 (часть 1)

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

© 1999 – 2010 Легион-Автодата

Обсуждение на нашем форуме: http://forum.autodata.ru/205/14813/
Разбираем двигатель Mazda RX-8: сколько стоит роторное удовольствие? - Автоблоги

После повышения таможенных пошлин в 2011 году любителям мощных заднеприводных автомобилей все труднее: старый автопарк изнашивается, а привезти в РБ что-то с большим мотором неприлично дорого. Тем не менее белорусам все еще доступна подержанная Mazda RX-8 с роторно-поршневым двигателем объемом всего 1,3 л и мощностью от 192 до 231 л.с. Стоит ли связываться с этим мотором, пытался выяснить Юрий Гладчук вместе со специалистами СТО.

У нас в ногах лежит компактный роторный мотор Mazda RX-8. Менее чем через час он будет полностью разобран, в процессе специалисты расскажут обо всех нюансах его эксплуатации и ремонта. Но перед этим - краткий ликбез о двигателе Ванкеля.

История техники

Немецкий изобретатель Феликс Ванкель в 20-х гг. XX века стремился упростить конструкцию двигателя, избавив его от большого количества деталей. Ему это удалось - в РПД отсутствуют кривошипно-шатунный механизм, поршни, клапаны и сложная система их привода. Роль цилиндра выполняет статор, имеющий форму эпитрохоиды (похоже на раздувшуюся в середине цифру 8). В роли поршня выступает трехгранный ротор. Вершинами он скользит по поверхности статора, образуя три замкнутые полости. В каждой из трех полостей за один оборот происходит 4 такта: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск - все как обычно.

Ротор движется по сложной траектории, которую обеспечивают две шестерни. Одна из них, внутренняя, неподвижно закреплена на роторе и "обкатывает" неподвижную шестерню, закрепленную на боковой стенке статора. Сам ротор вращается на валу с эксцентриком. С этого вала и снимается крутящий момент двигателя. Впрочем, чтобы понять, как это работает, достаточно изучить данное видео.
В идеале все выглядит здорово: минимум деталей, максимум простоты и отдачи. По габаритам роторный мотор существенно меньше поршневых двигателей и занимает не так много места. При этом РПД способен выдерживать высокие обороты, вибронагруженность меньше. Из-за меньшего числа деталей двигатель имеет малую инертность, а значит в ответ на газ раскручивается моментально!

Но, как это часто бывает, недостатки роторного двигателя проистекают из его же достоинств. Неидеальная форма камеры сгорания - причина неэкономичности и высокого содержания вредных веществ в выхлопных газах. Расход топлива выше, чем у классических моторов. Кроме того, большая площадь камеры сгорания приводит к большей теплонагруженности мотора. Главным врагом любого роторного двигателя является износ апексов - уплотнителей между камерами сгорания. Этой очень маленькой пластине приходится принимать на себя огромные перепады температур и давления при небольшом пятне контакта с поверхностью камеры сгорания. Чтобы обеспечить нормальную смазку уплотнений, во впускной коллектор приходится дополнительно впрыскивать масло. А это повышенный расход масла и ухудшение экологических параметров. И прочее, прочее, прочее - о недостатках этого мотора можно говорить часами. Конструкция на первый взгляд вроде бы и проста, но нюансов здесь не счесть.
 
Многие автопроизводители в свое время отказались от разработок РПД, хотя патент на производство двигателя купили: Daimler-Benz, General Motors, Alfa Romeo, Nissan, Toyota. Серьезно роторами некоторое время занимался ВАЗ. А еще был такой автомобиль как NSU Ro 80, с 1967 года выпускавшийся несколько лет с роторным двигателем объемом 995 куб.см  мощностью 113 л.с. Но в итоге только Mazda продолжила работы над совершенствованием конструкции Ванкеля, добившись весьма неплохих результатов. И сегодня мы на станции, специализирующуюся на ремонте двигателей Mazda RX-7 и RX-8.
 
Разборка

 

Перед нами мотор 13В. Его мощность - 192 л.с, пробег - около 180.000 км. Капитальный ремонт производился на 120.000 км. Владелец автомобиля приехал с жалобами на плохой запуск горячего двигателя и высокое потребление масла на угар. Самое время поговорить о ресурсе и стоимости ремонта.

 - В США, Японии и странах Европы эти моторы проезжают без вмешательства около 200 тысяч километров, - рассказывает мастер специализированной СТО Вячеслав. - Но у нас ресурс мотора в среднем составляет 100 тысяч. Бывает и меньше, так как частенько они не получают должного обслуживания и качественного топлива. Первым признаком приближающегося капитального ремонта является повышенный расход масла, плохой запуск "на горячую" и низкий уровень компрессии. Перед покупкой такого автомобиля обязательно нужно пользоваться специальным компрессометром - компрессия не должна быть ниже 6,5 атмосфер. Стоимость работы по переборке двигателя - около 1000 долларов, ремкомплект - около 1500. Это при условии, что ни одна из секций, никакие крупные детали не пострадали. Если внутри большой износ, задиры или повреждения, то рекомендуется замена секции, стоимость которой составляет около 700 долларов. Если за мотором ухаживать, все делать своевременно, двигатель может проехать и 150 тысяч. Все очень прогнозируемо: достаточно через одну замену масла замерять компрессию - она должна составлять 6,5-8 атмосфер. Падает она постепенно, но ниже 6-6,5 атмосфер лучше не доводить, иначе одним ремкомплектом не обойдешься.
 
Бывают ситуации, когда стоимость ремонта может быть нецелесообразной. По словам Вячеслава, в таком случае из Америки можно заказать двигатель, который проходил капитальный ремонт в заводских условиях, при этом все основные детали в нем заменены на новые. От нового двигателя такой можно и не отличить. Его стоимость - около $4500. Из Японии можно заказать новый по цене около $6000-6500. Можно рассматривать и вариант б/у.
 
- Ресурс сильно зависит от того, как часто меняются "расходники" и какого они качества. Своим клиентам мы рекомендуем менять масло раз в 5 тысяч километров. Для разных рынков установлены разные интервалы: в Европе, например, они составляют 20 тысяч. Воздушный фильтр обязательно следует менять раз в 20 тысяч километров. В бак заливать только 95-й бензин, но лучше всего подходит 98-й, хотя это, конечно, дорого. Ведь топливо RX-8 потребляет нещадно: в городе 15 литров, а то и больше. Хотя я считаю, что расход вполне адекватен мощности двигателя.

Приступаем к разборке. Мастер обращает внимание на масляные форсунки. В РПД нет прямого контакта секций с поддоном, поэтому здесь масло принудительно подается в секции на такте впуска.

- Если их вовремя не поменять, это может плохо закончиться. Запомните: расход масла у роторного двигателя должен быть. Какой? Канистра оригинального масла вмещает 5 литров, заливаем 3,5 - полутора литров хватает на 5 тысяч километров. Это если все исправно. Если есть нюансы, расход может быть больше. Если расход меньше, это должно вызвать обеспокоенность - значит, проблема с форсунками. По статистике выхаживают они почти 50 тысяч километров.

В Mazda RX-8 установлен масляный радиатор, в зависимости от версии их может быть два или один. Нашему взору открывается масляный термостат. Масло не сразу попадает в радиаторы, а только лишь по достижении определенной температуры.

По словам Вячеслава, как и любой мотор, роторный 13В боится перегрева, но он случается нечасто - общая система охлаждения имеет объем 9,5 л, радиатор охлаждения немаленький.

Откручиваем поддон - взору предстает хитрая система противоотливов. На RX-8 можно смело участвовать в любительских трек-днях.

 

Масляный насос, по словам Вячеслава, очень производительный, есть два редукционных клапана сброса избыточного давления масла.

Снимаем крышку масляного насоса. Вячеслав говорит, что единственная цепь (привод масляного насоса) в этом моторе практически вечная, проблем с ней никогда не было.

Углубляемся. Двигатель крепится 19 болтами, которые зажимаются в определенной последовательности. У каждого болта есть сальник для предотвращения утечки антифриза. Откручиваем их.

А вот и сам ротор. В данном видеосюжете Вячеслав наглядно рассказывает о принципе работы РПД.

Специалист обращает внимание, что роль компрессионных колец здесь выполняют апексы.

- Проблема маленького ресурса заключаются в том, что уплотнения необходимо обеспечивать по трем плоскостям. А это сложно, поэтому изначально компрессия в РПД более низкая, отсюда много проблем. В старом RX-7 все получше. Турбированный роторный мотор этого автомобиля проходит больше 200 тысяч при условии грамотного обслуживания. У Mazda RX-8 высота апекса составляет 5,3 миллиметра, на 4,5 миллиметра рекомендуется замена, следовательно, на "жизнь" отводят 0,8 миллиметра. У RX-7 высота апекса составляет 8,1 миллиметра, стереться он может на 1,6 миллиметра. Поэтому ресурс занизили искусственно, мне кажется - чтобы попасть в экологические рамки и повысить оборотистость двигателя.

- Комплект из четырех специальных свечей стоит 100 долларов. Обычные использовать нельзя - можно сразу уничтожить двигатель. Менять их нужно раз в 30-40 тысяч километров. Главное не перепутать маркировку - свечи разные.

Спустя менее часа работы в спокойном темпе двигатель был полностью разобран. Проверка состояния деталей в двух секциях показала, что в первой сместился вкладыш ротора. В обеих секциях признаки повышенного расхода масла - выпускные окна наполовину закоксованы. Внутренние стенки секции имеют задиры.

Вячеслав утверждает, что капитальный ремонт двигателя нецелесообразен:
 
- Общий износ мотора высок, съехал вкладыш ротора, крупные узлы требуют замены. Если восстанавливать, то за такие деньги можно купить два подержанных мотора или один "ребилдинговый". Здесь нужно менять вал, вкладыши, прокладки, апексы, секции. То есть цена качественного восстановления такого мотора - около 4000 долларов. Но это еще не страшно. Бывает, апекс выпадает и наносит серьезные разрушения другим деталям. К слову, мотор может заводиться и ехать на одной секции. В этом плане, конечно, двигатель терпит страшные издевательства.

 Есть ли смысл?

Вячеслав, помимо того что ремонтирует эти машины, сам на них ездит. Что он думает о них? Стоит ли покупать?
 
- У меня в семье есть и Mazda RX-7, и RX-8. На самом деле в этих автомобилях очень много хорошего. Ездить приятно: мотор эластичный, легко раскручивается до 9000 оборотов в минуту в зависимости от модификации. Управляемость великолепная, дизайн очень интересный. Нужно лишь вовремя менять "расходники", следить за состоянием форсунок и компрессией. Кроме двигателя, здесь все предельно надежно - с электрикой и ходовой частью нюансов в автомобиле нет. Выбор имеется - в стране появляется все больше Mazda RX-8. Можно смело покупать. Но стоит помнить, что такие машины недешево обслуживать, на последние деньги они не покупаются, хотя как раз купить не так дорого: за 15.000-16.000 долларов можно подобрать хороший экземпляр. Если все работает, роторная Mazda - сплошной позитив.

Как работают роторные двигатели | HowStuffWorks

Вращающиеся двигатели

используют четырехтактный цикл сгорания, который является тем же циклом, что и четырехтактные поршневые двигатели. Но в роторном двигателе это достигается совершенно другим способом.

Этот контент не совместим с этим устройством.

Если вы внимательно посмотрите, вы увидите смещение лепестка выходного вала, вращающегося три раза за каждый полный оборот ротора.

Сердцем роторного двигателя является ротор. Это примерно эквивалент поршней в поршневом двигателе. Ротор установлен на большом круглом лепестке на выходном валу. Эта лопасть смещена от центральной линии вала и действует как рукоятка на лебедке, давая ротору рычаг, необходимый для поворота выходного вала. По мере того, как ротор вращается внутри корпуса, он сжимает лопасть в крутых кругах, поворачивая три раза по за каждый оборот ротора.

Когда ротор проходит через корпус, три камеры, созданные ротором, изменяют размер. Это изменение размера производит насосное действие. Давайте пройдемся по каждому из четырех ударов двигателя, глядя на одно лицо ротора.

Впуск

Фаза впуска цикла начинается, когда наконечник ротора проходит через впускное отверстие. В тот момент, когда впускной канал открыт для камеры, объем этой камеры близок к своему минимуму.Когда ротор проходит мимо впускного отверстия, объем камеры расширяется, втягивая воздушно-топливную смесь в камеру.

Когда пик ротора проходит через впускное отверстие, эта камера закрывается и начинается сжатие.

Сжатие

По мере того, как ротор продолжает движение вокруг корпуса, объем камеры уменьшается, а смесь воздуха и топлива сжимается. К тому времени, когда поверхность ротора приблизится к свечам зажигания, объем камеры снова приблизится к своему минимуму.Это когда начинается горение.

Сжигание

Большинство роторных двигателей имеют две свечи зажигания. Камера сгорания длинная, поэтому пламя распространялось бы слишком медленно, если бы была только одна заглушка. Когда свечи зажигания воспламеняют топливно-воздушную смесь, давление быстро нарастает, заставляя ротор двигаться.

Давление сгорания заставляет ротор двигаться в направлении увеличения объема камеры. Газы сгорания продолжают расширяться, перемещая ротор и создавая мощность, пока пик ротора не пройдет через выпускное отверстие.

Выхлоп

Когда пик ротора проходит через выпускное отверстие, газообразные продукты сгорания под высоким давлением могут свободно вытекать из выхлопного газа. Поскольку ротор продолжает двигаться, камера начинает сжиматься, вытесняя оставшийся выхлоп из порта. К тому времени, когда объем камеры приближается к своему минимуму, пик ротора проходит через впускное отверстие, и весь цикл начинается снова.

Отличительной особенностью роторного двигателя является то, что каждая из трех граней ротора всегда работает на одной части цикла - за один полный оборот ротора будет три такта сгорания.Но помните, что выходной вал вращается три раза за каждый полный оборот ротора, что означает, что на каждый оборот выходного вала приходится один такт сгорания.

,

Внимание! | Cloudflare

Почему я должен заполнить капчу?

Заполнение CAPTCHA доказывает, что вы человек, и дает вам временный доступ к веб-собственности.

Что я могу сделать, чтобы предотвратить это в будущем?

Если у вас есть личное соединение, как дома, вы можете запустить антивирусную проверку на вашем устройстве, чтобы убедиться, что оно не заражено вредоносным ПО.

Если вы находитесь в офисе или в сети общего пользования, вы можете попросить администратора сети выполнить сканирование всей сети в поисках неправильно настроенных или зараженных устройств.

Еще один способ предотвратить появление этой страницы в будущем - использовать Privacy Pass. Возможно, вам потребуется загрузить версию 2.0 прямо сейчас из магазина дополнений Firefox.

,

Полиуретановые опоры двигателя Mazda RX-8

Описание

Nicon Rotary Mazda RX8 SE3P Комплект держателей двигателя для полиуретанового двигателя

2 варианта твердости: оранжевый (мягкий, 72 на ШОР) и синий (жесткий, 87 на БЕРЕГ).

Orange - стандартный вариант, если вам нужны синие втулки, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Лазерная резка, TIG-сварка, прочное порошковое покрытие, высококачественные полиуретановые втулки.

Конструкция полиуретановой втулки исключает соприкосновение фиксирующих оснований.

Отличная долговечность и надежность.

Все оборудование включено.

Доставка по всему миру EMS Express 50 USD для большинства стран.

Цена за комплект, состоящий из 2 креплений.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

.

Смотрите также