로터리 엔진을 발명한 자동차 회사는 어디인가요? 언급했듯이 감사합니다.
Mazda RX-8에 장착된 RENESIS 로터리 엔진은 Mazda의 기술 핵심을 상징합니다. 로터리 엔진 개발의 역사와 Mazda의 성장은 서로 얽혀 있으며 분리될 수 없습니다. 오늘날 Mazda는 로터리 엔진 모델을 생산 및 판매하는 세계 유일의 회사입니다. 1961년, Mazda 엔지니어들은 로터리 엔진의 잠재적 이점에 깊은 매력을 느끼고 로터리 엔진의 지속적인 개발을 적극적으로 추진하기로 결정했습니다. 6년 후, 셀 수 없이 많은 노력을 기울인 1967년, 엔지니어들은 자랑스럽게 코스모 스포츠(Cosmo Sports)에 세계 최초의 트윈 로터 엔진을 설치했습니다. 물론, 이 독특한 엔진을 완벽하게 만들기 위한 지속적인 노력은 결코 멈추지 않습니다. 현재까지 Mazda는 거의 200만 대에 달하는 회전식 엔진 구동 차량을 생산했습니다. 파리 르망 24시는 자동차 성능과 지구력의 한계를 시험하는 자동차 대회입니다. 1991년에는 로터리 엔진을 장착한 Mazda 787B가 이 대회에서 우승한 최초의 일본 자동차가 되었습니다. 이 전례 없는 승리는 Mazda 자동차 역사에 영광스러운 장을 열었습니다. 더 중요한 것은 이번 승리로 로터리 엔진 분야에서 회사의 성숙한 기술이 입증됐다는 점이다. 로터리 엔진은 종종 "스타일리쉬", "창의적", "역동적"으로 묘사됩니다. 이 세 단어는 Mazda의 브랜드 이미지와 고유한 기술을 정의하는 데에도 사용될 수 있습니다. 40년의 노력 Mazda는 완벽한 로터리 엔진을 개발하기 시작한 이래로 이 엔진 고유의 경량, 소형 구조 및 높은 출력 성능을 성공적으로 활용하는 동시에 상대적으로 낮은 연료 소비 및 배기가스 배출 수준이 높은 단점을 점차 극복해 왔습니다. Mazda RX-7용으로 개발된 13BREW 터보차지 로터리 엔진에서 Mazda는 로터리 엔진 개발에서 최대 출력 측면에서 기술적 정점에 도달했습니다. 그러나 Mazda의 로터리 엔진 개발을 이끄는 열정과 꿈은 결코 끝나지 않습니다. 엔지니어들은 발전소를 더욱 컴팩트하게 만들고 흡기 및 연소 효율을 향상시키기 위해 노력하기 시작했습니다. 이러한 노력은 MSP-RE에 고스란히 반영되었으며, 이 엔진은 1995년 도쿄 모터쇼에서 출시된 RX-01 컨셉카에 탑재되었습니다. 자연흡기 MSP-RE는 이후 마쓰다 RX-8의 동력장치로 양산되면서 'The RE(로터리 엔진)의 GENESIS'('로타리 엔진의 기원'이라는 뜻)를 뜻하는 RENESIS로 이름이 바뀌었다. . RENESIS 로터리 엔진은 8,500rpm에서 최대 184kW(250PS)의 출력을 낼 수 있는(일본 고출력 모델 기준) 컴팩트하고 가벼운 차체로 인해 Mazda RX-8이 가능합니다. 첨단 프론트-미드 파워트레인 레이아웃을 채택하여 이전 RX-7S에 비해 엔진 위치가 더 낮고 더 뒤쪽에 있습니다. RENESIS의 부드러운 성능, 컴팩트한 크기 및 독특한 주행 특성으로 인해 완전히 새로워진 Mazda RX-8은 출시 직후인 2003년 6월에 유일한 로터리 엔진 제조업체이자 스포츠카 제조업체로서 올해의 국제 엔진으로 선정되었습니다. 전 세계 운전자들로부터 존경받는 Mazda는 회사의 꿈을 현실로 만들기 위해 계속해서 열심히 노력하고 있습니다. Mazda 고객이 혁신적인 RENESIS 엔진에 대해 높은 기대를 갖게 만드는 것은 바로 이러한 꿈과 우리가 스포츠카 개발에 투자하는 열정입니다. 차세대 로터리 엔진 Wankel형 로터리 엔진의 구조 및 작동 원리 지난 400년 동안 많은 발명가와 엔지니어는 지속적으로 작동하는 내연 기관을 개발하기를 원했습니다. 언젠가는 왕복 피스톤 내연 기관이 인류의 위대한 발명품 중 하나인 바퀴에 매우 가까운 궤도를 가지는 우아한 원동기 엔진으로 대체될 것으로 기대됩니다.
실제로 "지속적으로 작동하는 내연 기관"이라는 용어는 16세기 말 출판물에 처음 등장했습니다. 커넥팅 로드와 크랭크 메커니즘의 발명가인 제임스 와트(1736-1819)도 회전식 내연기관을 연구했습니다. 특히 지난 150년 동안 발명가들은 로터리 엔진의 구조에 대해 많은 제안을 해왔습니다. 1846년에 오늘날의 로터리 엔진 스튜디오의 기하학적 구조가 스케치되었으며 외부 회전 휠 라인을 사용한 최초의 컨셉 엔진이 설계되었습니다. 그러나 이러한 개념 중 어느 것도 1957년 Felix Wankel 박사가 Wankel 로터리 엔진을 개발할 때까지 실용적이지 않았습니다. Wankel 박사는 다양한 로터리 엔진 유형의 타당성을 연구하고 분석하여 트로코이드 케이싱의 최적 형태를 찾았습니다. 그는 항공기 엔진에 사용되는 로터리 밸브와 과급기의 기밀 밀봉 메커니즘에 대해 깊은 이해를 갖고 있으며 그의 설계에 이러한 메커니즘을 사용함으로써 Wankel 로터리 엔진이 실용적이게 되었습니다. 현대식 로터리 엔진은 삼각형 로터가 들어 있는 누에고치 모양의 케이스로 구성됩니다. 로터와 하우징 벽 사이의 공간은 내부 연소실 역할을 하며, 가스 팽창 압력으로 로터가 회전합니다. 일반 내연기관과 마찬가지로 로터리 엔진도 작업실에서 흡기, 압축, 연소, 배기의 4가지 작업 과정을 완료해야 합니다. 원형 케이싱의 중앙에 삼각형 로터를 배치하면 로터가 케이싱 내부에서 회전할 때 작업실의 부피가 변하지 않습니다. 거기에 공기와 연료의 혼합물이 점화되더라도 연소가스의 팽창압력은 로터 중앙에만 작용해 회전을 일으키지 않는다. 그렇기 때문에 하우징의 내주면을 트로코이드 형태로 설계하고 편심축에 장착된 로터와 조립합니다. 따라서 작업실의 부피는 1회전당 2번씩 변화하여 내연기관의 4가지 작동 과정을 구현합니다. Wankel형 로터리 엔진에서 로터의 정점은 엔진 케이싱 중심 주위의 편심 궤도에서 출력 샤프트 기어와 접촉을 유지하면서 엔진 케이싱 내부 원주 주위에 타원형 케이싱과 함께 이동합니다. 삼각형 회전자의 궤도는 위상 기어 메커니즘을 사용하여 정의됩니다. 위상 기어는 로터 내부에 장착된 내부 링 기어와 편심 샤프트에 장착된 외부 기어로 구성됩니다. 로터 기어의 내부에 30개의 톱니가 있는 경우 샤프트 기어의 외부 원주에는 20개의 톱니가 있어 기어비는 3:2가 됩니다. 이 기어비로 인해 로터와 샤프트 사이의 속도 비율은 1:3으로 제한됩니다. 편심축에 비해 로터의 회전 주기가 더 깁니다. 로터가 한 번 회전하고 편심 샤프트가 세 번 회전합니다. 엔진 속도가 3000rpm일 때 로터 속도는 1000rpm에 불과합니다. 기존 왕복 엔진과의 비교 왕복 엔진과 회전 엔진 모두 회전 동력을 얻기 위해 공기-연료 혼합물의 연소로 생성된 팽창 압력에 의존합니다. 두 엔진의 기계적 차이점은 팽창 압력이 사용되는 방식입니다. 왕복엔진에서는 피스톤 상면에 발생하는 팽창압력이 피스톤을 아래로 밀어내고 커넥팅 로드에 기계적 힘이 전달되어 크랭크샤프트가 회전하게 된다. 로터리 엔진에서는 팽창 압력이 로터 측면에 작용합니다. 이는 삼각형 로터의 세 면 중 하나를 편심 샤프트의 중심쪽으로 밀어냅니다. (사진의 PG 참조) 이 움직임은 두 가지 별도의 힘에 의해 발생합니다. 하나는 출력축의 중심을 가리키는 구심력(그림의 Pb 참조)이고, 다른 하나는 출력축을 회전시키는 접선력(Ft)이다. 하우징(또는 트로코이드 챔버)의 내부 공간은 항상 3개의 작업 챔버로 구분됩니다. 로터가 이동하는 동안 이 세 작업실의 부피는 지속적으로 변화하며 사이클로이드 실린더에서는 공기 흡입, 압축, 연소 및 배기의 네 가지 과정이 완료됩니다. 각 프로세스는 사이클로이드 실린더의 다른 위치에서 발생하는데, 이는 왕복 엔진과 확실히 다릅니다. 왕복엔진의 4가지 프로세스는 모두 하나의 실린더에서 수행됩니다. 차세대 로터리 엔진 로터리 엔진의 배기량은 일반적으로 단위 작업실 체적과 로터 수로 표현됩니다. 예를 들어 트윈 로터 엔진 모델 13B의 경우 배기량은 "654cc × 2"입니다. 단위 작업실 체적은 작업실의 최대 체적과 최소 체적의 차이를 나타내며, 압축비는 최대 체적과 최소 체적의 비율입니다. 왕복엔진에도 동일한 정의가 사용됩니다.
앞 페이지의 그림과 같은 로터리 엔진의 작동량 변화와 4행정 왕복엔진과의 비교. 두 엔진 모두 챔버 부피가 물결 모양 패턴으로 꾸준히 변화하지만 분명한 차이점이 있습니다. 첫 번째는 각 프로세스의 회전 각도입니다. 왕복 엔진은 180도 회전하는 반면, 로터리 엔진은 왕복 엔진의 1.5배인 270도 회전합니다. 즉, 왕복동 엔진에서는 크랭크축(출력축)이 4번의 작동 주기에 2회전(720도)하고, 로터리 엔진에서는 편심축이 3회전(1080도)하고 로터가 1회전합니다. 이러한 방식으로 로터리 엔진은 더 긴 프로세스 시간을 달성하고 토크 변동을 줄여 부드럽고 원활한 작동을 가능하게 합니다. 또한, 고속에서도 로터가 상당히 천천히 회전하므로 흡입 및 배기 시간이 느슨해지며, 이는 더 높은 출력 성능을 얻을 수 있는 시스템 작동을 용이하게 합니다. Wankel 로터리 엔진의 특징 ● 소형 및 경량 로터리 엔진은 여러 가지 장점을 갖고 있는데, 그 중 가장 중요한 것은 크기와 무게가 줄어든다는 것입니다. 정숙성과 작동 부드러움 측면에서 트윈 로터 RE는 직렬 6기통 왕복 엔진과 동일합니다. 동일한 출력 수준을 보장한다는 전제하에 로터리 엔진의 설계 중량은 왕복 엔진의 2/3입니다. 이러한 장점은 자동차 엔지니어에게 매우 매력적입니다. 특히 최근에는 충돌 내구성(충돌 안전성), 공기역학, 중량 분포 및 공간 활용 측면에서 요구 사항이 점점 더 엄격해지고 있습니다. ● 단순화된 구조 로터리 엔진은 혼합기의 연소로 발생하는 팽창압력을 삼각로터와 편심축의 회전력으로 직접 변환시키기 때문에 공기흡입구와 배기구를 설치할 필요가 없습니다. 로터 자체의 움직임에 의존하여 열고 닫습니다. 왕복 엔진의 필수 부분인 타이밍 벨트, 캠축, 로커 암, 밸브, 밸브 스프링 등을 포함한 밸브 트레인이 필요하지 않습니다. 요약하면, 로터리 엔진을 구성하는 데 필요한 구성 요소가 크게 줄어듭니다. ● 균일한 토크 특성 연구 결과에 따르면 로터리 엔진은 전체 속도 범위에 걸쳐 상당히 균일한 토크 곡선을 가지고 있으며 2-로터 설계에서도 작동 중 토크 변동은 인라인 6-엔진과 동일한 수준입니다. 실린더 왕복 엔진. 3개의 로터 배열은 V형 8기통 왕복 엔진보다 작습니다. ● 정숙한 작동 및 소음 감소 왕복동 엔진의 경우 피스톤 운동 자체가 진동의 원인이며, 밸브 트레인에서도 거슬리는 기계적 소음이 발생합니다. 로터리 엔진의 부드러운 회전 운동은 진동을 거의 발생시키지 않으며, 밸브 트레인이 없기 때문에 더 부드럽고 조용한 작동이 가능합니다. ● 신뢰성과 내구성 앞서 언급한 바와 같이 로터의 회전 속도는 엔진 속도의 1/3입니다. 따라서 로터리 엔진이 9000rpm으로 작동할 때 로터는 해당 속도의 약 1/3로 회전합니다. 또한 로터리 엔진에는 로커암, 커넥팅 로드 등 고속으로 움직이는 부품이 없기 때문에 고부하 이동에서도 더욱 안정적이고 내구성이 뛰어납니다. 1991년 르망에서의 우승은 이 점을 충분히 입증했습니다.