Mazda возродит роторный двигатель в 2020 году. Не спешите радоваться
Японцы официально признались в том, что работают над роторным двигателем нового поколения. Но все не так просто.
После того, как от роторных двигателей отказался АВТОВАЗ, Mazda оставалась последним автопроизводителем в мире, работающим над развитием этой технологии. Впрочем, после прекращения производства купе RX-8 и из ее модельного ряда исчезли машины с роторными моторами.
Но в Mazda продолжали работать над роторным двигателем. В Сети всплывали многочисленные патенты, в интернете появлялись различные слухи, а после дебюта великолепного концепта Mazda RX-Vision сомнений в том, что вскоре у японцев вновь появится роторное купе, почти не осталось. Да, пусть оно будет мелкосерийным и очень дорогим! Не важно. Но реалии оказались куда более прозаичными, чем RX-Vision, и разочарующими для всех фанатов марки.
Mazda официально сообщила о том, что с 2020 года будет устанавливать в свои модели роторный двигатель нового поколения.
Свой первый электромобиль Mazda намерена представить в 2020 году. Вероятнее всего, произойдет это перед Олимпиадой в Токио: все японские автопроизводители готовят новые экологичные и технологичные модели к этому событию.
Согласно утвержденной стратегии Sustainable Zoom-Zoom 2030, через десять лет Mazda полностью откажется от обычных двигателей внутреннего сгорания. Около 95% всех выпускаемых автомобилей будут гибридными с той или иной формой электрификации, еще 5% составят электромобили.
Фото: Mazda
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.
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.
Рассказываем о проблемах роторного двигателя Mazda Renesis для RX8
210 | 12.10.2020
Компания Mazda является чуть ли не единственным автопроизводителем, который на постоянной основе производил роторные двигатели. Серийные роторные двигатели Mazda выпускались с 1967 по 2012 год. Хотя японский автопроизводитель начал это дело в сотрудничестве с европейскими компаниями NSU и Citroёn.
Формально роторный двигатель устроен проще бензинового, но очень требователен к качеству и своевременности обслуживания. Этот двигатель не имеет кривошипношатунной группы, которая превращает прямолинейное возвратно-поступательное движение поршней во вращение. Этот двигатель сам создает вращение. Причем все вращающиеся части вращаются в одном направлении. Привычного газораспределительного механизма с впускными и выпускными клапанами и управляющими распредвалами в роторном двигателе нет вовсе.
На нашем YouTube-канале мы рассказали о последней серийной версии роторного двигателя Mazda – моторе 13B-MSP Renesis, снятый с RX-8 2007 года выпуска. Этот двигатель имеет меньший ресурс, чем его предшественник для RX-7.
Выбрать и купить двигатель для Мазда вы можете в нашем каталоге контрактных моторов.
Слабые места роторного двигателя
Самый главный враг роторного двигателя – это износ уплотнений роторов и игнорирование регламента обслуживания. Этому двигателю нужно правильно масло, своевременная замена масла, а также свечей и катушек зажигания. Попутно нужно периодически проверять компрессию и масляные форсунки, чтобы двигатель не погиб из-за отсутствия смазки и не зацарапал поверхность секций.
Во многих случаях роторный двигатель уходил на капитальный ремонт при пробеге в 50 000 км, компания Mazda даже наладила восстановление этих моторов. В самом деле, если владелец вовремя приехал на ремонт, то можно относительно недорого обойтись заменой ремкомплекта.
В руках хорошего владельца мотор может пройти до 150 000- 200 000 км без капремонта.
Катушки зажигания
На каждой секции роторного двигателя установлено по две катушки зажигания, каждая из которых соединена со своей свечей зажигания. При подключении высоковольтных проводов важно не перепутать какой провод к какой свече подлючается.
Катушки зажигания на роторном двигателе были слабым местом – они служили около 30 000 км. Инженеры Mazda два раза улучшали их – надёжность третьего варианта катушек зажигания уже вопросов не вызывает (N3h2-18-100C). Помимо оригинала в продаже есть хорошие и бюджетные заменители, также существуют варианты тюнингованных катушек зажигания. Катушки нужно сразу менять с высоковольтными проводами.
При проблемах с катушкой зажигания двигатель «стреляет» в глушитель.
Выбрать и купить катушки зажигания для двигателя Mazda, вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.
Свечи зажигания
Две свечи на каждую секцию необходимы, чтобы «прожечь» длинную камеру сгорания. Свечи зажигания иридиевые и срабатывают последовательно. Свечи в каждой паре разные и важно не перепутать их при установке. Нижняя свеча является запальной, а верхняя – дожигательной. Свечи зажигания нужно менять каждые 30 000 км. Комплект свечей NGK обойдется в сумму порядка $140. Оригинальный комплект (N3Y318S309U) — $200-260.
До 2006 года роторный двигатель 13B-MSP мог залить свечи во время запуска. Владельцам приходилось выкручивать свечи, вынимать предохранитель бензонасоса и крутить стартером до тех пор, пока ротор не проветрит секции.
До сих пор важно помнить, что свечи могут оказаться залитыми, если двигатель заглушить на холодную. Этот мотор стоит глушить хорошо прогретым. Также знатоки рекомендуют глушить этот мотор… раскрутив его до 5 000 об/мин, после чего нужно выключить зажигания.
Свечи зажигания соответственно: запальная, дожигательная, запальная, дожигательная
Выбрать и купить бензиновые форсунки и топливную рампу для двигателя Mazda, вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.
Масляные форсунки
Ресурс масляных форсунок ограничен – специалисты говорят о лимите в 50 000 км. О неисправности форсунок говорит… уменьшившийся темп расхода масла. Масляные форсунки рекомендуется диагностировать каждые 1-2 замены масла.
На дорестайлинговом двигателе 13B-MSP масляные форсунки оснащены обратным клапаном и сообщаются с атмосферой по трубке, которая входит во впускной тракт. Это необходимо, чтобы форсунки беспрепятственно впрыскивали масло во время разряжения в секции и не продавливались, когда в секции поднимается давление. Поэтому проверка форсунок сводится к определению утечек.
Можно просто снять воздушный шланг со впускного тракта и создать небольшой вакуум. Форсунки должны держать вакуум.
На рестайлинговом моторе форсунки уже не сообщаются с атмосферой. Их нужно снять и подать на них 3,5 бара. При этом они должны продуваться.
Износ апексов
Установленные в вершинах роторов уплотнительные пластины – апексы – созданы с расчетом на износ. Они могут износиться на 0,8 мм. Если остаточная высота пластин – 4,5 мм и менее, то их пора менять. Сильно изношенный апекс может просто выпасть под действием центробежной силы. Естественно, он размолотит ротор, оставит следы на поверхности гильзы. В этом случае ремонт двигателя будет нецелесообразен – проще и дешевле купить б/у или восстановленный мотор, или же мотор под реставрацию, в котором достаточно поменять ремкомплект.
Повышенный расход масла, плохой запуск двигателя или скачущий холостой ход – первый признак механического износа двигателя и снижения компрессии. Компрессия должна быть не ниже 6,5 бар, в идеале порядка 8 бар. Если компрессия снижается, то следует сразу отправляться на переборку двигателя. В этом случае капремонт обойдется в минимальную сумму – порядка $2000-2500.
Износ коренных вкладышей
Из-за проблем со смазкой страдают вкладыши эксцентрикового вала, который вращается втрое быстрее роторов. Из-за этого роторы смещаются, после чего апексы могут выпасть и нанести повреждения поверхности статора. Что самое неприятное, роторный двигатель не стучит, поэтому отвалившаяся деталь может довольно долго повреждать внутреннюю поверхность секций.
Выбрать и купить блок цилиндров для двигателя Mazda, вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.
Особенности конструкции роторного двигателя Mazda
Вместо коленвала здесь используется эксцентриковый вал, на который надет ротор. Кроме того, ротор надет на направляющую стационарную шестерню, которая просто прикручена к корпусу двигателя. Ротор в сечении представляет собой треугольник Рёло? (треугольник с дугообразными сторонами). Между его боковыми сторонами и статором двигателя образуются 3 рабочие полости. Вращаясь, ротор открывает и перекрывает впускные и выпускные окна, сжимает топливовоздушную смесь и «выдавливает» в выпуск отработавшие газы. То есть, каждый такт происходит в отдельном отсеке камеры. Одновременно происходят три разных такта. За один полный оборот ротора проходят три рабочих такта.
Эксцентриковый вал, на который передается произведенная работа, вращается в три раза быстрее. Нехитрыми вычислениями получаем, что один рабочий такт (воспламенение) приходится на один оборот вала (треть оборота ротора). Для сравнения, в одноцилиндровом ДВС на один рабочий такт приходится на два оборота коленвала.
Роторные двигатели Mazda всегда имеют по две секции. В таком исполнении их можно прировнять к поршневому 4-цилиндровому 4-тактному двигателю, но только по количеству рабочих тактов на один оборот выходного вала. И там, и там по 2 рабочих такта на один оборот вала. Но по рабочему объему традиционные ДВС с роторным не сопоставимы. Чтобы не вдаваться в сложные расчеты, сразу отметим, что самый распространенный роторный двигатель Mazda 13B с двумя секциями объемом 654 см. куб. (итого около 1,3 литра) эквивалентен 6-цилиндровому поршневому двигателю рабочим объемом 2,6 литра.
Отметим, что 654 см. куб. – это наибольший рабочий объем на такте впуска над одной стороной ротора.
Роторы изготовлены из чугуна, они пустотелые. На дугообразных сторонах есть проточки под камеры сгорания.
Каждый ротор имеет несколько видов уплотнений. На вершинах и на торцах (боках) ротора предусмотрены пластины, которые препятствуют прорыву газов, то есть играют роль компрессионных колец. Отметим, что маслосъемных пластин на роторе нет.
Однако на каждом роторе предусмотрены и кольцевые уплотнения, расположенные вдоль оси эксцентрикового вала. В этих уплотнениях собраны компрессионные и маслосъемные кольца. Компрессионные кольца препятствуют прорыву отработавших газов во впускные окна (на двигателе 13B-MSP для Mazda RX-8). Маслосъемные кольца уплотняют внутреннюю полость ротора, в которую подается масло для смазки зубьев, подшипника и роторной шейки.
Статор (блок) двигателя – алюминиевый, его внутренняя полость сформирована стальной гильзой. Статор двухсекционного роторного двигателя состоит из пяти деталей – две детали секций и 3 крышки между ними. Через все эти детали циркулирует охлаждающая жидкость. Болты, крепящие воедино все 5 деталей, оснащены сальниками, предотвращающими утечку антифриза.
Отверстия для впуска и выпуска находятся на боковых стенках статора, они не имеют каких-либо запорных механизмов (клапанов). У ранних версий роторного двигателя Mazda выпускное отверстие находилось прямо на поверхности гильзы. Впускное и выпускное окна открываются и закрываются боковой поверхностью ротора.
Ротор изготовлены из чугуна, эта деталь пустотелая, с несколькими внутренними рёбрами. Во внутрь запрессован роторный подшипник.
Роторный двигатель работает не только на воздухе и бензине, но и сжигает моторное масло. Масло для смазки попадает на поверхность гильзы и ротора через специальные форсунки, по две на каждую секцию. Подача масла невелика и дозируется отдельным масляным насосом по команде ЭБУ исходя из скорости работы двигателя и температуры охлаждающей жидкости.
Основной масляный насос двухсекционный, роторного типа – состоит из двух пар трохоидных шестерней. Он приводится цепью от эксцентрикового вала и собирает масло из неглубокого поддона.
Эксцентриковый вал имеет две роторные и две коренные шейки, опирается на подшипники скольжения. В эксцентриковом вале есть каналы для подачи масла к подшипникам скольжения и две маслофорсунки, орошающие внутреннюю полость роторов.
Преимущества роторного двигателя
В чем заключаются преимущества роторного двигателя? Удельная мощность выше – примерно в два раза выше, чем у поршневого ДВС. Этот двигатель генерирует мощность практически постоянно, в нём практически отсутствуют неравномерно и неуравновешенно движущиеся части. 1,3-литровый двигатель Mazda RX-8 выдает до 258 л.с. с 1,3 литров рабочего объёма. А ведь был еще и турбированный двигатель (на Mazda RX-7), который с того же объема выдавал 350 л.с. Роторный двигатель гораздо компактнее и легче.
Недостатки роторного двигателя
Из-за особенностей протекания рабочего хода роторный двигатель совсем не блещет топливной экономичностью. Рабочие газы не успевают сполна передать давление на ротор и довольно рано выходят в выпускную систему. На практике 1,3-литровая Mazda RX-8 запросто расходует 20 л бензина на 100 км.
К тому же площадь камеры сгорания гораздо больше, чем в поршневом двигателе. Следовательно, немало энергии газов уходит на нагрев ротора и статора двигателя. Вдобавок, смесеобразование происходит хуже. Следовательно, КПД роторного двигателя хуже, чем у поршневого бензинового.
Также развиваемый крутящий момент мал, существует постоянный прорыв газов в соседние секции через уплотнения вершин двигателя и гнезда свечей зажигания.
Роторный двигатель очень требователен к качеству моторного масла, которое должно быть и очень эффективным и экологичным. Масло следует менять каждые 5 000 км и в течение этого интервала следить за уровнем и доливать масло. На практике получается так: владелец покупает 5-литровую канистру масла, 3,5 литра помещается в поддон, а оставшиеся 1,5 литра уходят на постепенную доливку. Проверять уровень масла желательно ежедневно. А заливать следует минеральное с вязкостью от 10W-30 до 15W-40 и низкой зольностью или полусинтетику на гидрокрекинговой основе с вязкостью 5W-30.
Выбрать и купить двигатель для Mazda вы можете в нашем каталоге контрактных моторов.
Здесь по ссылкам вы можете посмотреть наличие на авторазборке конкретных автомобилей Mazda заказать с них автозапчасти.
Обзор двигателя Mazda Rx8. Апекс счастья. Матчасть inside! / личный блог virt.nvrsk / smotra.ru
личный блог virt.nvrsk →Здарова всем!
Сегодня я расскажу тебе про роторные двигатели компании Mazda их особенности и эксплуатацию.
На смотре уже есть статьи про роторы но моя будет авторская и более подробная.
В этом посте не будет фотосетов, сисек, опущеных авто аля JDM, рекомендую смотреть людям, которые любят узнавать что то новое и вникать в суть.
Mazda единственная компания из крупных автопроизводителей, которая выпускает серийные машины с роторными двигателями. Большая часть будет посвящена двигателю 13B-MSP от Mazda RX8. Так же он получил брендовое название Renesis (от англ. rotary engine genesis). Этот двигатель носит почетное звание «Двигатель года 2003», Achtung! Матчасть!
Рекомендуется к прочтению тем, то говорит что на смотре нет нормальных постов)
Перед началом прочтения.
Все что ты прочитаете ниже это полностью моя статья. Это не копипаст, как обычно ты думаешь читая подобные статьи.Так как предыдущий пост про 4G63T был провальным, то эту статью я надеюсь сделать более интерактивной. Сухой текст сложно переварить, поэтому буду вставлять иллюстрации, ссылки с описаниями и видео.
История изобретения роторно-поршневого двигателя
Далее роторно-поршневой двигатель будет упоминаться как РПД.Его изобретателя, Феликса Ванкеля постигла нелегкая судьба: отец погиб на войне и у Феликса не было средств на обучение не то чтобы в университете но даже на обучение рабочей специальности. Но юный изобретатель начал сам изучать технические дисциплины. Идея конструкции РПД пришла к Ванкелю еще в 22 года но ей было суждено реализоваться лишь в 1936 году, когда этой идеей заинтересовалась BMW. Феликс получил свою лабораторию, а так же финансирование. После войны исследования продолжались уже при поддержке фирмы NSU и в 1954 году изобретателю удалось найти правильную конфигурацию камеры сгорания. Так же зачастую забывают упомянуть еще одного человека, который внес вклад в изобретение — это Вальтер Фройде, он так же принимал участие в разра
Уникальные характеристики роторного двигателя Роторные двигатели, имеющие более одного ротора, характеризуются исключительной плавностью работы и низким…
Уникальные характеристики роторного двигателяРоторные двигатели, имеющие более одного ротора, характеризуются исключительной плавностью работы и низким уровнем вибраций. У установленного на Mazda RX-8 двигателя RENESIS, как и у других двухроторных двигателей, эксцентрики вала имеют оппозитное расположение, что обеспечивает идеальную уравновешенность масс. По плавности работы двухроторный двигатель сравним с шестицилиндровым поршневым двигателем. Во время работы он шелестит подобно шелку и не испытывает серьезных вибраций. Роторный двигатель характеризуется простотой конструкции и состоит из меньшего количества компонентов, что, в конечном итоге, делает его более легким и компактным. Исключительная компактность двигателя Mazda RX-8 позволила инженерам сдвинуть его к центральной части автомобиля. Это обеспечило распределение подрессоренных масс по осям 50/50, благодаря чему Mazda RX-8 обладает исключительной управляемостью.
RENESIS: без преобразования поступательного движения во вращательное
В названии RENESIS отражен тип двигателя (RE — «rotary engine» (роторный двигатель), «genesis» (происхождение)) и революционный подход Mazda к построению роторных двигателей. RENESIS — это сочетание выдающихся технических характеристик, приемлемого расхода топлива и низкого уровня вредных выбросов.
История создания RENESIS начинается с двигателя MSP-RE (Multi-Side-Port Rotary Engine — роторный двигатель с боковым расположением отверстий), который впервые появился на концептуальном спортивном автомобиле RX-01, представленном на токийском автосалоне в 1995 году. Четырьмя годами позднее на токийском автосалоне 1999 года была представлена усовершенствованная версия этого двигателя, который был установлен на концепт-кар RX — EVOLV. RENESIS, являющийся окончательной версией этих концептуальных двигателей, результатом семилетней работы и беспрецедентных исследований, теперь устанавливается на новую Mazda RX-8.
Создатели RENESIS преследовали три вполне определенных цели. Новый силовой агрегат должен обладать такой же мощностью, что и турбированный двухроторный двигатель 13B, который устанавливался на Mazda RX-7. Но в то же время он должен потреблять меньше топлива и иметь минимальный уровень вредных выбросов. Инженеры Mazda сумели решить поставленные задачи. Плодом их усилий стал двухроторный двигатель RENESIS с жидкостным охлаждением и двумя камерами сгорания, каждая из которых имеет рабочий объем 654 см3. RENESIS имеет два варианта исполнения. Вариант исполнения Standard Power развивает максимальную мощность 141 кВт/192 л.с. при частоте вращения 7000 мин-1 и максимальный крутящий момент 220 Н×м при частоте вращения 5000 мин-1. Характеристика мощности этого двигателя быстро поднимается вверх, затем становится пологой с небольшим пиком в области максимального значения. Это означает, что вариант исполнения Standard Power обладает значительным запасом мощности в широком диапазоне частот вращения. Значение 80 процентов от максимального крутящего момента достигается уже при частоте вращения 2500 мин-1. Далее с увеличением частоты крутящий момент плавно, без скачков возрастает до максимального значения, достигаемого при частоте вращения 5000 мин-1. Таким образом, этот двигатель превращает в удовольствие повседневное использование автомобиля и определяет его преимущества при движении по городу. 80-процентный рубеж крутящего момента достигается в области, составляющей 70 процентов от всего диапазона рабочих частот. Это означает, что водителю новой Mazda RX-8 не нужно постоянно раскручивать RENESIS до максимальных оборотов для обеспечения высокой мощности.
Вариант исполнения High Power развивает максимальную мощность 170 кВт/231 л.с. при частоте вращения 8200 мин-1 и максимальный крутящий момент 211 Н×м при частоте вращения 5500 мин-1. Эти цифры означают, что вариант исполнения High Power двигателя RENESIS был модернизирован с целью увеличения мощности и крутящего момента на высоких частотах вращения. По этим же причинам диапазон рабочих частот вращения варианта исполнения High Power был расширен до 9000 мин-1, что существенно больше по сравнению с максимальной частотой вращения варианта исполнения Standard Power, которая составляет 7500 мин-1.
С места новая Mazda RX-8, оснащенная версией High Power, разгоняется до скорости 100 км/ч всего за 6,4 секунды, а ее максимальная скорость движения составляет 235 км/ч. Mazda RX-8 с двигателем Standard Power расходует 10,8 л бензина на 100 км, а с двигателем High Power — 11,4 л. Будучи оснащенной топливным баком емкостью 61 л, новая — Mazda RX-8 обладает внушительным для спортивного автомобиля запасом хода по топливу. Предыдущие версии роторного двигателя имели высокий уровень вредных выбросов. Инженеры Mazda нашли решение, которое позволило существенно снизить токсичные выбросы, в результате чего двигатель RENEISIS удовлетворяет требованиям экологического стандарта Euro IV.
RENESIS — революция, произведенная Mazda в области роторных двигателей
По сравнению с ныне существующими роторными двигателями конструкция устанавливаемого на Mazda RX-8 нового двигателя RENESIS существенно отличается. Ниже перечислены конструктивные особенности, которые позволили инженерам Mazda впервые в истории роторных двигателей обеспечить приемлемый расход топлива и соответствие требованиям экологического стандарта Euro IV.
Боковое расположение выпускных отверстий
В новом роторном двигателе RENESIS Mazda применила боковое расположение выпускных отверстий, которое позволяет избежать одновременного открытия впускных и выпускных отверстий и тем самым увеличить коэффициент полезного действия двигателя и снизить расход топлива. Площадь поперечного сечения впускных отверстий увеличилась приблизительно на 30 процентов. Они стали открываться несколько раньше по сравнению с предыдущими моделями двигателя. Выпускные отверстия увеличились почти вдвое, в результате чего уменьшилось сопротивление потоку газов. Выпускные отверстия открываться несколько позже и остаются открытыми в течение более длительного времени. В результате увеличилась длительность такта выпуска, и повысился термический коэффициент полезного действия.
Боковое расположение выпускных клапанов имеет следующие преимущества. Вследствие отсутствия перекрытия фаз впускных и выпускных отверстий меньше выпускных газов возвращается в рабочую камеру, и улучшается стабильность процесса горения, в результате чего снижается расход топлива, и не возникают рывки при снижении скорости. Кроме того, боковое расположение выпускных клапанов помогает предотвратить выброс несгоревших углеволородов. Несгоревшие углеводороды не попадают в выпускные отверстия вместе с выпускными газами и остаются в камере сгорания, где дожигаются во время следующего такта рабочего хода, что приводит к существенному снижению вредных выбросов.
Для реализации идеи бокового расположения выпускных отверстий необходимо было улучшить все уплотнения. С целью предотвращения перекрытия фаз впускных и выпускных отверстий заново были разработаны уплотнения выпускных отверстий. Они расположены по обоим бокам роторов и имеют форму поршневых колец.
Система S-DAIS (Sequential-Dynamic Air Intake System — система использования инерции всасываемого воздуха) и дроссельная заслонка с электронным управлением
В работе двигателя RENESIS используется система S-DAIS с двумя впускными отверстиями на каждый ротор у варианта исполнения Standard Power и тремя впускными отверстиями на каждый ротор у варианта исполнения High Power. Электродвигатель и привод нагнетательного устройства управляют вращающимися нагнетательными клапанами, которые расположены во впускном тракте каждого ротора. Для создания эффекта нагнетания и увеличения коэффициента заполнения объема используется инерция всасываемого воздуха. В конструкцию двигателя RENESIS входит также управляемая электроникой дроссельная заслонка, которая позволяет с высокой точностью контролировать поток всасываемого воздуха. И, наконец, с целью снижения веса двигателя, оптимизации характеристик потока всасываемого воздуха и, самое главное, снижения до минимума сопротивления воздушному потоку был разработан пластиковый впускной коллектор.
Лучшее распыление топлива улучшает воспламенение
В двигателе RENESIS используются новые инжекторы, которые обеспечивают лучшее распыление топлива в камере сгорания. В то же время более мощные свечи зажигания обеспечивают лучшее воспламенение топливовоздушной смеси. Сочетание мелкодисперсионного распыления топлива и более мощных свечей зажигания обеспечивает практически полное сгорание топлива и, как следствие, улучшение топливной экономичности и снижение вредных выбросов. Двухстенный выпускной коллектор препятствует охлаждению отработавших газов. Это обеспечивает быстрый прогрев двигателя после холодного запуска и сокращение фазы разогрева 3-компонентного каталитического нейтрализатора, что также позволяет снизить вредные выбросы.
Маленький момент инерции обеспечивает превосходную реакцию двигателя
Более легкие роторы устанавливаемого на Mazda RX-8 двигателя RENESIS имеют меньший момент инерции. Это обеспечивает более высокую мощность и лучшую реакцию двигателя.
Плоский поддон картера позволяет понизить центр тяжести
Двигатель новой Mazda RX-8 имеет новую систему смазки с плоским поддоном картера глубиной всего 40 мм, что почти вполовину меньше по сравнению с большинством предыдущих роторных двигателей. Одним из основных преимуществ роторного двигателя является более высокое расположение эксцентрикового вала по сравнению с коленчатым валом поршневого двигателя. Вал расположен выше поддона. Это снижает потери на вязкое трение, что свойственно коленчатому валу поршневого двигателя, который погружен в моторное масло, находящееся в поддоне картера. Кроме того, система смазки c «мокрым» картером характеризуется меньшими насосными потерями по сравнению с системой смазки с «сухим» кратером. В дополнение к этому поддон картера двигателя RENESIS имеет специальную перегородку, которая предотвращает скопление масла с одной стороны поддона при большом поперечном ускорении автомобиля.
Компактность двигателя обеспечивает идеальное распределение масс
Устанавливаемый на Mazda RX-8 новый двигатель RENESIS отличается исключительной компактностью. Его размеры с учетом всего навесного оборудования сравнимы с размерами четырехцилиндрового рядного поршневого двигателя. RENESIS имеет высоту всего 338 мм, у него приблизительно такие же размеры, как и у агрегатируемой с ним коробки передач. Компактность двигателя RENESIS, позволила инженерам сдвинуть его к центральной части автомобиля. Благодаря этому было обеспечено распределение подрессоренных масс по осям 50/50, что положительно сказалось на динамике Mazda RX-8. Небольшой вес двигателя и его положение, смещенное к центру автомобиля, обеспечивают Mazda RX-8 великолепную управляемость в ситуациях, близких к экстремальным.
Безупречное звучание роторного двигателя
Звучание устанавливаемого на Mazda RX-8 нового двигателя RENESIS не похоже на звучание ни одного другого спортивного автомобиля. Боковое расположение выпускных отверстий обеспечивает этому двигателю утонченный тембр голоса. В отличие от роторных двигателей с окружным расположением выпускных отверстий, RENESIS с боковым расположением выпускных отверстий обладает более чистым и отчетливым звучанием в области высоких частот вращения и мощным голосом в области низких частот. Помимо того, что RENESIS обладает ровным голосом высокооборотистого двигателя, по его тембру безошибочно можно определить, какой именно двигатель установлен под капотом спортивного автомобиля.
test-drive.ru
Aug 10, 2005, 1:09 PM .
Hide2004 Mazda RX-8 Отзывы потребителей
5 из 5 звездСамый большой поворотный спортивный автомобиль для практичного типа
владельцем Rotary из Карсон, Калифорния в сб, 19 апр 2014
Я владел своим rx8 год, купил его, проехав более 100 000 миль, и у меня не было с ним никаких проблем. По-прежнему имеет оригинальный роторный двигатель и никогда не заменялся. Этот автомобиль обладает лучшими в своем классе характеристиками поворота и управляемости.Не так много крутящего момента, но это то, для чего нужна ваша красная линия на 9500 об / мин, машина просто любит набирать обороты, и это требует, чтобы вы ее корректировали ежедневно, это не ваша обычная машина. Он потребляет газ и масло, но вызывает улыбку на вашем лице. Одна из самых забавных машин для езды на рынке. Двигатель так плавно вращается и проходит повороты, не беспокоясь. Сиденья достаточно хороши, чтобы на заднем и переднем сиденье поместился шестифутник, такой как я. Я всегда получаю вопросы и комплименты о моей Mazda, и мне нравятся лица людей, которые спрашивают меня, сколько миль я проехал с оригинальным двигателем.Этот автомобиль надежен для владельца, знающего функции автомобиля. Всем, кто интересуется автомобилем, рекомендуется изучить его, прежде чем он решит купить его. Он отличается от обычного автомобиля, и на него нужно много внимания. Этот автомобиль никогда меня не подводил, и по тому, как он движется, я могу представить, как тот же двигатель будет работать мощно даже через 150 000 миль по дороге.
5 из 5 звезд
5 из 5 звезд
5 из 5 звездДизайн интерьера
5 из 5 звездНадежность
5 из 5 звезд
5 из 5 звезд
76 из 76 человек считают этот отзыв полезным.А ты?
да НетВаш отзыв отправлен на Cars.com
4 из 5 звездудовольствие
по cid из калифронии в субботу, 21 ноября 2009 г.
это отличная машина, но если о ней не позаботиться, она вас откусит. Поскольку это роторный двигатель, он требует большего обслуживания, чем ваш средний автомобиль.он действительно набирает скорость после 3-й передачи, но очень медленно на 1-2. по той цене, которую я получил, вы не можете победить это! и мне нравится, как открываются двери, плюс это 4-х местный автомобиль!
5 из 5 звезд
5 из 5 звезд
5 из 5 звездДизайн интерьера
3 из 5 звездНадежность
4 из 5 звезд
5 из 5 звезд
50 из 50 человек посчитали этот отзыв полезным.А ты?
да НетВаш отзыв отправлен на Cars.com
5 из 5 звездМного «Zoom Zoom» для ваших $
по mazdaman из Кливленда, штат Огайо вт, 8 августа 2006 г.
Несмотря на то, что я продаю этот невероятный спортивный автомобиль, я могу сказать вам объективно, что не так много автомобилей, которые могут управлять, тормозить и управлять, как этот автомобиль, особенно по цене от 27 500 до 31 000 долларов.Этот автомобиль предназначен для другого покупателя, а не для того, кто ищет Nissan Z, BMW, Corvette или Porsche. Этому человеку нужен легкий, маневренный, спортивный, легкий в управлении, легкий для здоровья почек. автомобиль, который может взять на ужин 4 взрослых (ростом до 6 футов)! Назовите любую спортивную машину, с которой вы можете это сделать! Кто сказал, что настоящий спорткар (тот, который был построен с нуля) может быть только 2др., 2 Находясь в автомобильном бизнесе почти 30 лет и управляя почти всеми спортивными автомобилями из всех различных ценовых диапазонов, нет ни одной машины с жесткой крышей, которая могла бы ездить так же, как эта машина, в этой ценовой категории, без исключений !!!
5 из 5 звезд
5 из 5 звезд
5 из 5 звездДизайн интерьера
5 из 5 звездНадежность
4 из 5 звезд
4 из 5 звезд
32 из 32 человек нашли этот отзыв полезным.А ты?
да НетВаш отзыв отправлен на Cars.com
5 из 5 звездНа этой машине потрясающе водить!
от Zoom! Увеличить! из пригорода Чикаго 29 окт 2018, пн
Это действительно забавная машина для вождения. Роторный 6-ступенчатый двигатель заводит прекрасный звук спортивного автомобиля.Он поворачивает, как никто другой, на котором я ездил, и вы чувствуете себя приклеенным к своему ковшеобразному сиденью, когда входите в поворот на скорости! Обожаю эту машину!
4 из 5 звезд
5 из 5 звезд
5 из 5 звездДизайн интерьера
5 из 5 звездНадежность
5 из 5 звезд
5 из 5 звезд
14 из 14 человек считают этот отзыв полезным.А ты?
да НетВаш отзыв отправлен на Cars.com
5 из 5 звездЯ люблю эту машину
автор: AmericanCarGuy с юго-запада Миссури 18 сен 2007, Вт
Я всегда покупал американские автомобили, но когда учился в старшей школе, мне очень понравилась Mazda RX 7, и мне пришлось опробовать RX 8, когда я стал достаточно взрослым, чтобы позволить себе такую.Обожаю эту машину. У него как раз нужное количество волнующей работы и чувствительности. Я с комфортом вожу своих двоих детей (оба на автокреслах) и жену на машине. Открываем люк и наслаждаемся звуком высокого револьвера 🙂
4 из 5 звезд
4 из 5 звезд
5 из 5 звездДизайн интерьера
5 из 5 звездНадежность
4 из 5 звезд
5 из 5 звезд
13 из 13 человек считают этот отзыв полезным.А ты?
да НетВаш отзыв отправлен на Cars.com
4 из 5 звездЛучший подержанный спорткар за такие деньги
Джо из Юты в вс, 01 марта 2009
RX-8 — самая забавная машина, на которой я когда-либо ездил. Это не самый быстрый автомобиль и не самый красивый, но острые ощущения от вождения не похожи ни на один другой за такие деньги.Этот автомобиль для настоящих энтузиастов, потому что он требует гораздо более высоких затрат в обслуживании, чем обычный автомобиль. Если у вас недостаточно терпения, чтобы дать ему прогреться, прежде чем выключить, не покупайте его. Если вы один из тех, кто покупает машину только как средство передвижения, вам, вероятно, следует купить honda. Если вы один из тех, кто покупает машину для развлечения и передвижения, то RX-8 — это то, что вам нужно. У меня на лице появляется улыбка каждый раз, когда я слышу, как прекрасный двигатель набирает обороты до 9000 об / мин.
4 из 5 звезд
5 из 5 звезд
5 из 5 звездДизайн интерьера
3 из 5 звездНадежность
5 из 5 звезд
5 из 5 звезд
10 из 10 человек считают этот отзыв полезным.А ты?
да НетВаш отзыв отправлен на Cars.com
5 из 5 звездОтличное развлечение — отличный стиль — отличное соотношение
от Sports Driver из Аллентауна, Пенсильвания 18 декабря 2008 г.
Эта машина ГОРЯЧАЯ — она долгие годы будет выглядеть уникально и современно. Когда я купил RX-8, я рассматривал 350Z и G35 Coupe, но теперь, после нескольких лет владения RX-8, я определенно чувствую, что сделал правильный выбор.Остальные скучны и сливаются с асфальтом стоянки. RX-8 — это круто ездить !!!
4 из 5 звезд
5 из 5 звезд
5 из 5 звездДизайн интерьера
4 из 5 звезд
5 из 5 звезд
5 из 5 звезд
7 из 7 человек считают этот отзыв полезным.А ты?
да НетВаш отзыв отправлен на Cars.com
4 из 5 звездВ основном гоночный автомобиль
от talkaboutmazdaSPEED от спутникового пляжа 7 июля 2017 г.
Эта машина так хороша — для нужного человека. Если вы ищете машину, чтобы просто добраться из пункта А в пункт Б, вам следует изучить другие автомобили, но если вы хотите получить удовольствие от поездки из пункта А в пункт Б, вы сорвете джекпот! Просто убедитесь, что вы знаете, на что вы идете с роторным двигателем.Этот автомобиль требует увлекательной поездки!
4 из 5 звезд
5 из 5 звезд
5 из 5 звездДизайн интерьера
3 из 5 звездНадежность
5 из 5 звезд
5 из 5 звезд
6 из 6 человек считают этот отзыв полезным.А ты?
да НетВаш отзыв отправлен на Cars.com
4 из 5 звездRotary Sound — это круто
от Zoom Zoom из Йорквилля вт 17 июл 2018
Настоящий энтузиаст авто. Не для всех (потребляет масло, плохой расход бензина) Самая веселая машина, на которой я когда-либо ездил, Очень доступный спортивный автомобиль.Я сожалел только о том, что избавился от него. Я хочу еще одну.
5 из 5 звезд
5 из 5 звезд
5 из 5 звездДизайн интерьера
3 из 5 звездНадежность
5 из 5 звезд
5 из 5 звезд
4 из 4 человек считают этот отзыв полезным.А ты?
да НетВаш отзыв отправлен на Cars.com
5 из 5 звездСамая интересная машина, которой я когда-либо владел
Бетаннс из Аппер-Мальборо, штат Мэриленд 12 октября 2006 г.
Я люблю водить эту машину. Это гоночная, а не спортивная машина. Вождение на нем больше похоже на вождение мотоцикла, чем на машине.
5 из 5 звезд
5 из 5 звезд
5 из 5 звездДизайн интерьера
5 из 5 звездНадежность
5 из 5 звезд
5 из 5 звезд
4 из 4 человек считают этот отзыв полезным.А ты?
да НетВаш отзыв отправлен на Cars.com
2005 Mazda RX-8 | Технические характеристики — Характеристики автомобиля
Коврики в салон передние и задние
Раскладная скамья 60/40, разделенная сзади
Передний подлокотник с ящиком для хранения
Регулируемое по высоте сиденье водителя
Кожаная ручка ручного тормоза
Двойные передние и задние подстаканники
Датчик наружной температуры
Индикация наружной температуры
Кожаная ручка переключения передач
Кожаное рулевое колесо
К началу страницыMazda RX7 RX8 13B 20B Роторные двигатели
Переключить навигациюMazda
- Двигатели
- Все модели
- Mazda RX7 RX8 13B 20B Роторные двигатели (5)
- Двигатели Mazda Miata MX5 B6 (2)
- Mazda Miata MX-5 BP 1.Двигатель 8 л (1)
- Mazda Protege 1999-2003 2.0L FS Двигатель (5)
- 13Б (0)
- Двигатель Mazda серии L Mazda 3 Двигатели Mazda 6 без турбонаддува (1)
- Аксессуары
- Все категории
- Одежда (5)
- Бамперы и губы (2)
- Группы и датчики (5)
- Дифференциалы (2)
- Выхлопные системы (2)
- Впускные (1)
- Рулевые колеса (3)
- Подвеска (2)
- Задние фонари (1)
- Трансмиссии
- Все модели
- Mazda RX8 5 ступенчатая автоматическая коробка передач (5)
- 5-ступенчатая механическая коробка передач (4)
- Mazda FWD Automatic и другие коробки передач (1)
- Передние зажимы
- Колеса
- Импортные автомобили с правым рулем
- Двигатели
| |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||