Какова разница в эффективности роторных и современных четырёхтактных двигателей

Я не мог не заметить, что в других ответах несколько упускается из виду гораздо большая площадь вращающегося «поршня» на единицу топлива. Возможно, это в какой-то степени компенсирует эффективность. Предполагается, что роторные двигатели используют водород и, возможно, углеводородные газы, такие как метан, более эффективно, чем поршневые, поскольку большая площадь поверхности позволяет извлекать из топлива больше энергии. Судя по всему, это было учтено при разработке двигателей Mazda RENISIS, использующих дополнительный водород. Mazda утверждает, что роторный двигатель Ванкеля обладает лучшими тепловыми характеристиками, чем поршневой двигатель, что позволяет использовать более бедную топливную смесь. http://www.mazda.com/en/innovation/technology/env/hre/ Теоретически переключение между выпускными клапанами, расположенными на разном расстоянии от центра двигателя, может решить некоторые из описанных проблем, поскольку можно изменить выпускную часть цикла Отто вместе с синхронизацией сгорания.

ПРИМЕЧАНИЕ: Двигатели Ванкеля по-прежнему работают по циклу Отто (впуск, сжатие, воспламенение, выпуск), просто они выполняют такты иначе, чем поршневые двигатели с клапанным управлением.

• Меньшая степень сжатия — известно, что более высокая степень сжатия обеспечивает большую мощность без каких-либо других модификаций. Считается, что разница в степени сжатия составляет примерно 3 % увеличения мощности на 1 пункт сжатия. В этом учебнике (стр. 14 из 21 [или стр. 274 в тексте]) указано, что степень сжатия составляет 6,98:1. Обычно это на 3–4 пункта сжатия меньше, чем может обеспечить стандартный поршневой двигатель, и увеличить это число практически невозможно. (ПРИМЕЧАНИЕ: хотя эти цифры указывают на более низкую степень сжатия, Mazda показала, что она может достигать 10:1.)



• Форма камеры сгорания — на следующем изображении показан базовый цикл Отто в двигателе Ванкеля. Из-за особенностей формы камеры сгорания, когда происходит воспламенение топливно-воздушной смеси (между циклами № 3 и № 4), фронт пламени следует за передней кромкой ротора по камере сгорания, но никогда полностью не догоняет его. Это позволяет части топливно-воздушной смеси выходить через выпускное отверстие, когда оно открыто. Вот почему иногда из выхлопной трубы автомобиля с роторным двигателем вырывается пламя.

  
  
  

  




• Уплотнение ротора — на самом роторе есть три основных уплотнения, которые обеспечивают герметичность: уплотнения в верхней части, торцевые уплотнения и боковые уплотнения. (Ниже приведено изображение, на котором показано их расположение.) Удерживать все газы в соответствующих местах — непростая задача для уплотнений, и они обычно теряют часть своей герметичности. Одна из причин этого заключается в том, что уплотнения должны одновременно препятствовать смешиванию горячего и холодного воздуха.

  
  
  

  




• Впрыск моторного масла — для обеспечения герметичности моторное масло впрыскивается непосредственно во время такта впуска и во впускной тракт. Это обеспечивает надлежащую герметичность и снижает износ, но приводит к неэффективному сгоранию топливно-воздушной смеси и увеличению количества загрязняющих веществ в выхлопных газах.



• Выходная мощность — на диаграмме ниже представлено сравнение трёх разных автомобилей по весу, мощности и рабочему объёму. Если посмотреть на цифры, то становится ясно, что по весу, мощности и пробегу роторный двигатель уступает другим. Как и другие двигатели, роторный двигатель можно оснастить турбонаддувом (MB GLA45 поставляется с заводской турбиной). Это увеличит производительность, но не повысит эффективность пропорционально из-за особенностей выхлопных газов и невозможности контролировать впуск и выпуск, как в поршневом двигателе. Вы будете выбрасывать несгоревшие углеводороды через выхлопные отверстия, что неэффективно. Я не говорю, что автомобили с поршневыми двигателями не выбрасывают углеводороды в выхлопную трубу. Я говорю, что при одинаковом количестве воздуха и топлива, подаваемых в двигатель, роторный двигатель расходует гораздо больше топлива, чем поршневые двигатели.

 Размер автомобиля Мощность Крутящий момент Вес Городские условия Шоссе

 2011 RX-8 1,3 л 232 л. с. при 8500 об/мин 220 Н·м при 5500 об/мин 1385 кг 16 миль на галлон 22 мили на галлон 

 2015 GLA45 2,0 л 355 л. с. при 6000 об/мин 447 Н·м при 2250 об/мин 1570 кг 23 мили на галлон 29 миль на галлон

 2105 Stingray 6,2 л, 455 л. с. при 6000 об/мин, 620 Н·м при 4600 об/мин, 1520 кг, 17 миль на галлон, 29 миль на галлон