Роторный двигатель мазда rx8 характеристики

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.

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.

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.

Такая конструкция позволила достигнуть существенного уменьшения времени перекрытия окон.

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 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.

Бушин Сергей

© 1999 – 2010 Легион-Автодата

технические характеристики, плюсы и минусы

Прошлое, настоящее и будущее двигателей Mazda

Практика показывает, что проблемы с двигателем в автомобилях Mazda возникают не раньше, чем после 200-250 тыс. км пробега. Если мотор отслужил свое и нуждается в замене, лучше купить контрактный двигатель. Это оригинальный агрегат, не убитый плохим бензином. Ресурс у него меньше, чем у нового, но и цена соответствующая. С постановкой на учет проблем тоже не возникнет — контрактные двигатели ввозятся легально, с комплектом документов. Ассортимент двигателей Mazda включает десятки моделей и модификаций.

Особенности двигателей Mazda

Японская компания Mazda начала выпускать автомобили с 1960 года и с первых шагов отличалась нешаблонным подходом к моторостроению. Малолитражки комплектовались компактными и экономичными двигателями, больше похожими на двигатели для мототранспорта. Едва приступив к производству автомобилей, Mazda Motor Corporation выкупила и усовершенствовала роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (РПД). Поскольку разработали его Вальтер Фройде и Феликс Ванкель, РПД часто называют Ванкель-двигателем.

РПД отличается от классических ДВС (двигателей внутреннего сгорания) уменьшенными в 1,5-2 раза габаритными размерами и на порядок меньшим количеством движущихся деталей, в нем нет коленвала и шатунов. Такая конструкция позволяет

- Интерьер, экстерьер, характеристики и типичные проблемы

Mazda RX8 - Любимая машина или машина, которую очень ненавидят? Собственно, об этой машине существует множество расходящихся мнений. Давайте откроем для себя огромное количество характера и невероятную управляемость с помощью нашего обзора Mazda RX8 .

1. Введение

Mazda RX8 - спортивный автомобиль, который был впервые представлен на Североамериканском международном автосалоне в 2001 году компанией Mazda - 15-м крупнейшим автопроизводителем в мире.RX8 производился с 2002 по 2012 год с роторным двигателем (двигатель Ванкеля), как и его предшественники в линейке RX. Автомобиль начал поступать на рынок Северной Америки с 2003 модельного года.

В 2010 году он был вывезен из Европы, поскольку там не соответствовал нормам выбросов. 23 августа 2011 года Mazda объявила о прекращении производства RX-8. Рост цен на JYP в сочетании с отсутствием продаж на европейском рынке стал причиной, по которой японский автопроизводитель не смог оправдать продажу RX-8 на других рынках.
Даже при этом, Mazda RX-8 - это классная машина, которую многие водители хотят иметь в наши дни. Как водители, так и обозреватели сходятся во мнении, что этот автомобиль представляет собой хорошо сбалансированное, маневренное и стильное 4-местное спортивное купе, и многие из них считают его одним из лучших спортивных автомобилей на дороге.

Существует много поколений RX8, поэтому мы покажем общие черты всех поколений RX8. Вот так!

2. Обзор

Прежде всего в этом обзоре Mazda RX8 , давайте кратко рассмотрим его сильные и слабые стороны.

Сильные стороны Mazda RX8:

• Интересный двигатель
• Точный переключатель
• Уникальный дизайн
• Отличная управляемость
• Хорошая водительская позиция
• Достаточно места для багажа
• Дешевая цена

Слабые стороны Mazda RX8:

• Нижний предел крутящего момента
• Требуется дополнительное обслуживание
• Высокая регистрация, страховые взносы
• Расход бензина - 16 миль на галлон, 21 миль на галлон (возможно) для шоссе

Mazda RX-8 спроектирована с роторным двигателем, что является главной темой разговоров о RX-8.Даже двигатель объемом всего 1,3 л, он по-прежнему показывает большую механическую эффективность, чем обычные поршневые двигатели, и позволяет автомобилю развивать мощность 189 или 228 л.с., в зависимости от модели.

3. Внешний вид Mazda RX8. Обзор

, ,

---

Смотрите также

• 
  Мазда 626 американка 2000г
• 
  Замена рулевой рейки мазда демио dw3w
• 
  Как выглядит мазда
• 
  Характеристики ц икс 5 мазда
• 
  Масло для мазды сх 5 какое лучше залить
• 
  Мазда 6 или шкода суперб
• 
  Мазда протеже описание
• 
  Мазда 3 вин номер
• 
  Мазда сх 9 когда выйдет в россии
• 
  Мазда 3 расход топлива 2 литра
• 
  Не запускается двигатель мазда 6