Яка дельта ефективності між обертовими та сучасними чотиритактними двигунами

Фон

Існує чимало думок щодо рівня ефективності між обертовими двигунами wankel та чотирьохтактними двигунами різної конфігурації (примусова індукція тощо).

Ця дельта, яка б вона не була, здається, дискусією на скільки. Скільки відходів, скільки ефективності, скільки енергії.

Які фактичні недоліки роторного двигуна?

Яка дельта ефективності між обертовим двигуном та сучасним чотиритактним двигуном?

Яка першопричина щодо конфігурації роторного двигуна, що робить його таким марним?

ПРИМІТКА: Двигуни Ванкеля все ще є двигунами циклу Отто (повторно: впуск, стиснення, запалювання, вихлоп), вони просто виконують оберти інакше, ніж поршневий двигун, керований клапаном.

• Нижній коефіцієнт стиснення - Відомо, що більш високий коефіцієнт стиснення забезпечує більшу потужність без будь-яких інших модифікацій. Кажуть, що ця різниця в коефіцієнті стиснення збільшується приблизно на 3% на вихід на 1 бал стиснення. У цій текстовій книзі (стор. 14 з 21 [або на сторінці 274 тексту]) показник стиснення дорівнює 6,98: 1. Це, як правило, відмовляється між 3-4 балами стиснення від того, що може забезпечити двигун поршневого двигуна, з дуже невеликим приводом для збільшення цієї кількості. ( ПРИМІТКА. Хоча ці показники показують нижчий коефіцієнт стиснення, Mazda показала, що цифри дорівнюють 10: 1.)

• Форма камери згоряння - На наступному зображенні ви бачите основний цикл Отто в двигуні Ванкеля. Завдяки властивій формі, коли повітря / паливо запалюється (між циклами №3 і №4), фронт полум'я переслідує передню кромку ротора навколо камери згоряння, але ніколи повністю не наздоганяє її. Це дозволяє деякій суміші повітряного палива вийти з вихлопного отвору, оскільки цей порт відкритий. Ось чому іноді можна побачити полум'я, що виходить із вихлопу роторного двигуна.

  

• Ущільнення ротора - На самому роторі є три основні пломби, які підтримують все в порядку: ущільнення верхівки, торцеві ущільнення та бічні ущільнення. (Нижче зображено їхні місця розташування.) Зберігання всіх газів у відповідних місцях є клопотом для ущільнення, і пломби зазвичай втрачають частину цієї цілісності. Однією з причин цього є те, що ущільнення повинні зберігати гаряче та холодне змішане водночас.

  

• Впорскування моторного масла - щоб допомогти зберегти гарне ущільнення, моторне масло впорскується безпосередньо під час циклу всмоктування та у впускний тракт. Це забезпечує належну герметизацію та зменшення зносу, але створює неефективність при спалюванні повітряно-паливної суміші, а також створює більше забруднюючих речовин у вихлопі.

• Вихідна потужність - нижче наведена діаграма - це порівняння трьох різних транспортних засобів за їх вагою / потужністю / переміщенням. Дивлячись на цифри, стає чітко видно, порівнюючи вагу транспортного засобу, потужність к.с. та цифри пробігу, обертовий двигун не виходить. Так само, як і інші двигуни, ви можете турбонаддувом обертового двигуна (MB GLA45 поставляється турбонаддувом із заводу). Це збільшить випуск, але не збільшить ефективність пропорційно через те, як відбувається потік вихлопу та неможливість контролювати події впускного / витяжного типу, як ви можете, з поршневим двигуном. Ви будете видувати неопалені вуглеводні з вихлопних портів, що малоефективно. Я не кажу, що жоден з поршневих двигунів не видуває вуглеводні з вихлопів, Я кажу, що за кількість повітряного палива, яке ви скидаєте в двигун, обертовий двигун скидає набагато більше, ніж співвідношення поршневих двигунів.

    Розмір автомобіля Потужність Крутний момент Вага Місто HWY
    2011 RX-8 1.3L 232 к.с. @ 8500 159 фунтів-футів @ 5500 3064 фунтів 16mpg 22mgp   
    2015 GLA45 2.0L 355 к.с. @ 6000 332 фунт-фут @ 2250 3457 фунтів 23mpg 29mpg
    2105 Stingray 6.2L 455hp @ 6000 460lb-ft @ 4600 3300lbs 17mpg 29mpg 

Я не міг допомогти, але зауважую, що значно більша обертальна "поршнева" поверхня / на кількість палива була дещо не помічена в цих інших відповідях. Це може бути певним чином компенсуючим фактором ефективності. Ротаційні двигуни повинні використовувати водень та, ймовірно, вуглеводневі гази, такі як метан, ефективніше, ніж конфігурація поршня, оскільки більша площа поверхні може витягувати більше паливної енергії з палива. Це, мабуть, було враховано для двигунів Mazda RENISIS, які використовують додатковий водень, і Mazda стверджує, що обертовий Wankel має кращі теплові характеристики, ніж поршневий двигун, що дозволяє швидше згоряти. http://www.mazda.com/en/innovation/technology/env/hre/ Теоретично перемикання між випускними клапанами, розташованими по-різному в радіусі двигунів, може полегшити деякі описані проблеми, оскільки вихлопну частину циклу Отто можна змінити разом із часом згоряння.