На массовых советских легковушках не было особых технических инноваций - ни дизеля, ни автоматической трансмиссии, ни гидропневматической подвески, ни турбонаддува. В огромной стране были востребованы любые автомобили - и, по разным причинам, серийно выпускались достаточно простые и ремонтопригодные конструкции.
Тем удивительнее, что «у советских была собственная гордость», да еще какая – спроектированный для легковых машин роторно-поршневой двигатель! Причем «роторная тема» обросла слухами домыслами и легендами еще в начале восьмидесятых годов, и даже появление автомобилей ВАЗ с РПД в свободной продаже в шальные девяностые не расставило все точки над i.
Немецкий инженер-самоучка Феликс Ванкель занялся разработкой роторно-поршневого двигателя еще в двадцатые годы, но в предвоенный период ему так и не удалось довести до ума опытные образцы авиадвигателей, несмотря на поддержку компании BMW и министерства авиации.После Второй мировой войны оборудование Ванкеля было демонтировано и вывезено во Францию. Несмотря на это, инженер-конструктор не прекращал работу над собственным РПД — теперь уже при поддержке компании NSU. К середине пятидесятых Ванкель закончил теоретическую часть и в 1957 году изготовил опытный образец, по итогам испытаний которого в конструкцию были внесены необходимые изменения.
 |  |
Отец ротора – Феликс Ванкель
Работа Ванкеля отнюдь не носила «академический» характер: в 1963 году началось производство первой серийной модели NSU — Prince Spyder, а впоследствии инновационным мотором оснащался и седан бизнес-класса NSU Ro 80.
1 / 4
На фото: NSU Spyder
2 / 4
На фото: NSU Spyder
3 / 4
На фото: NSU Spyder
4 / 4
На фото: NSU Spyder
1 / 2
На фото: NSU Ro 80
2 / 2
На фото: NSU Ro 80
Когда компании Audi «по наследству» досталась марка NSU и её наработки, она даже выпустила прототип Audi KKM на базе «сотки» второго поколения. В дальнейшем тему моторов Ванкеля в Audi не продолжали.
Однако достаточно быстро особенности РПД помешали ему одержать рыночную победу над традиционными поршневыми ДВС с кривошипно-шатунным механизмом. Тем не менее, в годы серийного производства моторов Ванкеля патент на право производства таких агрегатов приобрели многие крупные автопроизводители, некоторые из которых занялись разработкой «роторной темы» всерьез и надолго. Пожалуй, наиболее известным производителем РПД является японская компания Mazda, создавшая двигатель Renesis.
1 / 8
Mazda сразу стала оснащать мотором необычной конструкции свои спортивные купе
2 / 8
Mazda сразу стала оснащать мотором необычной конструкции свои спортивные купе
3 / 8
Mazda сразу стала оснащать мотором необычной конструкции свои спортивные купе
4 / 8
Mazda сразу стала оснащать мотором необычной конструкции свои спортивные купе
5 / 8
Mazda сразу стала оснащать мотором необычной конструкции свои спортивные купе
6 / 8
Mazda сразу стала оснащать мотором необычной конструкции свои спортивные купе
7 / 8
Mazda сразу стала оснащать мотором необычной конструкции свои спортивные купе
8 / 8
Mazda сразу стала оснащать мотором необычной конструкции свои спортивные купе
1 / 2
Mazda Roadpacer – под таким названием японцы продавали в США австралийский седан Holden со своим РПД!
2 / 2
Mazda Roadpacer – под таким названием японцы продавали в США австралийский седан Holden со своим РПД!
1 / 3
За десятилетия производства именно японская компания Mazda «довела до ума» ротор – конечно, насколько это было вообще возможно
2 / 3
За десятилетия производства именно японская компания Mazda «довела до ума» ротор – конечно, насколько это было вообще возможно
3 / 3
За десятилетия производства именно японская компания Mazda «довела до ума» ротор – конечно, насколько это было вообще возможно
Как же идея заняться выпуском роторно-поршневых двигателей могла возникнуть на ВАЗе?Над различными альтернативными конструкциями поршневых двигателей в СССР работали еще в середине ХХ века — разумеется, не для автомобилестроения, а для авиации. Потенциально такие моторы могли обеспечить более высокую отдачу, что было особенно ценно в самолётостроении. Непосредственно к теме РПД в Советском Союзе приступили еще в «довазовский» период – по указанию Минавтопрома и Минсельхозмаша три научно-исследовательские институты (НАМИ, НАТИ и ВНИИмотопрома) занялись исследовательскими работами по созданию РПД.
Статьи / История
Важная птица: история разработки ГАЗ-13 ЧайкаКстати, развенчавший культ личности Сталина Никита Сергеевич Хрущев тоже использовал в качестве транспортного средства американскую технику. В личном пользовании будущего Первого секретаря ЦК КПСС с 1944 по 1949 годы был...
11450 1 21 09.12.2016
Поэтому разработка Ванкеля и её практическое воплощение на серийных автомобилях в Советском Союзе не осталось незамеченным. Более того, лёгкий и мощный мотор мог стать востребованным для некоторых автомобилей специального назначения — например, так называемых «догонялок» или спортивных автомобилей.
Традиционно для автопрома СССР волевое решение могло быть принято лишь «на самом вверху» — то есть, на уровне министерства.
Однако ротором на ВАЗе занялись по распоряжению Генерального директора Волжского автозавода в 1973 году – казалось бы, по собственному усмотрению. Но не все так просто: до того, как перейти на новый проект – строительство Волжского автогиганта, еще в 1965-м Виктор Николаевич Поляков занимал пост заместителя министра автомобильной промышленности СССР, а в 1975-м он и вовсе вернулся в министерское кресло, возглавив Минавтопром СССР. Таким образом, можно утверждать, что работы по ротору были утверждены «без двух минут» министром автопрома и его же бывшим заместителем в одном лице.
Итак, после выхода соответствующего приказа Генерального директора было создано специальное конструкторское бюро, в задачу которого входила не только разработка моторов собственной конструкции, но и устранение «родовых недостатков» мотора Ванкеля, о которых советские конструкторы уже были осведомлены.
В отличие от западных коллег, под «собственной конструкцией» в СССР подразумевалась действительно разработка своего варианта, а не покупка патента или готовой лицензии. Как и в случае с автоматической трансмиссией для ГАЗ-13 Чайка, советские инженеры за неимением вариантов были вынуждены изготовить свой вариант односекционного мотора Ванкеля, разобрав для этого один японский РПД. Однако предварительно для «натурных испытаний» двигатель, снятый со специально приобретённой для работы над ротором Mazda RX-2, был установлен на Жигули третьей модели.
1 / 4
Mazda RX-2 стала для ВАЗа донором как конструкции, так и самого первого РПД, установленного на Жигули
2 / 4
Mazda RX-2 стала для ВАЗа донором как конструкции, так и самого первого РПД, установленного на Жигули
3 / 4
Mazda RX-2 стала для ВАЗа донором как конструкции, так и самого первого РПД, установленного на Жигули
4 / 4
Mazda RX-2 стала для ВАЗа донором как конструкции, так и самого первого РПД, установленного на Жигули
Мотор в Тольятти конструировали, тщательно изучив изнутри японский агрегат. Получилось, но не сразу.
Уже на ранних этапах на ВАЗе столкнулись с тем, что при компактности и высокой энерговооруженности легкий и мощный РПД был не слишком экономичным и экологичным, а также отличался частым выходом из строя уплотнений. По сути, с этой проблемой десятилетиями боролись все, кто брался за двигатели конструкции Ванкеля, начиная с самого немецкого инженера – носителя этой фамилии. И, к слову, именно низкая надежность уплотнений и послужила причина быстрого выхода из строя моторов на NSU Ro-80, что вынудило производителя вскоре прекратить выпуск этого автомобиля и «закрыть роторную тему».
Первый опытный образец СКБ РПД под обозначением ВАЗ-301 был готов уже в 1976 году, но о любом запуске в серию ротора в Тольятти было говорить еще рано — конструкция получилась явно «сырой».
Вазовский вариант роторно-поршневого двигателя оценил даже… сам Феликс Ванкель, который специально для этого посетил Волжский автозавод. «Отец ротора» одобрил общую компоновку тольяттинского РПД.
Уже в 1982-м был продемонстрирован ВАЗ-21018 — обычный ВАЗ-21011 с мотором ВАЗ-311 мощностью 70 л.с.
Двигатель ВАЗ-311 в разобранном состоянии
Заказчики настояли, чтобы роторные Жигули внешне ничем не отличались от обычной «копейки» модификации ВАЗ-21011
Для того, чтобы выявить недостатки конструкции в условиях реальной эксплуатации, была выпущена партия из 50 двигателей, которые установили на пять десятков Жигулей, но всего через полгода все моторы, кроме одного (!), пришлось заменить на традиционные. Уплотнения и подшипники быстро выходили из строя, а кроме того, мотор оказался плохо сбалансированным и достаточно прожорливым.
После первой серьезной неудачи и последовавшим за этим дисциплинарными наказаниями на ВАЗе не прекратили заниматься роторами, но решили окончательно перейти от односекционной конструкции к двухсекционной. Такой мотор потенциально был не только мощнее, но и надежнее.
К тому времени у советского ротора потенциально уже была вполне осязаемая сфера применения — например, для установки на служебные автомобили спецподразделений ГАИ, МВД и КГБ. На ведомственных автомобилях недостатки вроде не лучшей топливной экономичности отходили на второй план, а высокие динамические характеристики имели решающее значение. Очень важно, что при эксплуатации на служебных автомобилях вазовские специалисты могли в виде стандартизованных отчетов получить подробную информацию о недостатках и дефектах, выявленных на практике, но в более-менее одинаковых условиях, что обеспечивало определённую объективность оценки.
Время от времени советская пресса скудно сообщала о моторе необычной конструкции
К 1983 году были разработаны два новых двухсекционных РПД — ВАЗ-411 мощностью 110-120 лошадиных сил и 140-сильный ВАЗ-413. Предполагалось, что роторы будут ставить не только на «родные» для завода Жигули различных моделей, но и на другой автотранспорт силовых структур — в частности, Волги. Разумеется, установка такого силового агрегата на седан горьковского автозавода потребовала соответствующей доработки крепления и некоторых узлов трансмиссии.
1 / 3
ВАЗ-21059 – роторная «пятерка». По-прежнему никаких отличий от обычной снаружи.
2 / 3
ВАЗ-21059 – роторная «пятерка». По-прежнему никаких отличий от обычной снаружи.
3 / 3
ВАЗ-21059 – роторная «пятерка». По-прежнему никаких отличий от обычной снаружи.
В это же время на практически готовые к использованию РПД обратили внимание и авиаторы, которые заказали тольяттинскому бюро разработку варианта для применения на вертолётах и легких самолётах.
Впрочем, роторно-поршневым типом двигателя заинтересовались и многие другие предприятия, которые заказали тольяттинцам разработку агрегатов для лодок, амбифий и даже мотоциклов! Эти услуги завод предоставлял по договорам на условиях широко вошедшего в то время в обиход хозрасчета, поэтому деятельность СКБ не была для ВАЗа убыточной. Также опытные образцы авиационных двигателей ВАЗ-416 и ВАЗ-426 были разработаны уже в эпоху функционирования НТЦ ВАЗа в середине девяностых годов.
Различные типы применения РПД дали возможность конструкторам понять, что конструктивные решения автомобильных и авиационных двигателей не могут быть полностью идентичными вследствие существенной разницы в режимах работы моторов на воздушном и автомобильном транспорте.
Статьи / История
Сложные роды «антилопы»: история создания ВАЗ-2110Еще задолго до выхода трехдверного хэтчбека 2108 разработчикам стало ясно, что на смену откровенно устаревшим Жигулям нужен новый седан. Мнения разделились: часть конструкторов придерживалась мнения, что...
44067 10 10 20.12.2015
Поэтому одновременная разработка «единого» ротором лишена практического смысла — скорее, работы можно объединять по технологической и производственной базе, а не по конкретным решениям.
Возникает вопрос: а как же переднеприводные автомобили? Неужто ВАЗ не обратил внимание на собственную «восьмерку»?
Разумеется, обратил: работа над РПД для принципиально нового семейства началась, когда ВАЗ-2108 только готовили к производству – в 1979 году, однако более предметно к теме «переднеприводного ротора» в вернулись в начале перестройки, заключив договор с Запорожским автозаводом. И уже к 1987-му году были разработаны опытные образцы ВАЗ-414 для переднеприводных автомобилей ВАЗ и ЗАЗ, а еще в Тольятти создали вариант своего 40-сильного РПД под индексом 1185 даже для… Оки! Но в дальнейшем руководство отдало предпочтение авиационному направлению, а работы по автомобильным РПД были приостановлены.
Мелкосерийное производство необычной модификации Жигулей на базе «пятерки» продолжалось вплоть до распада СССР, хотя государственные закупки подобных машин силовыми ведомствами были совсем невелики, а «на сторону» автомобили с роторами под капотом не продавались.
Но вскоре заводу стало совсем не до собственных новых разработок — в конце восьмидесятых государственная поддержка автозаводов была свернута, а заводчанам было и без того чем заняться — например, созданием перспективной «десятки» или улучшением Нивы.
К теме роторных автомобильных двигателей на ВАЗе вернулись уже лишь в российский период деятельности завода, найдя возможность даже в непростые девяностые годы «достать из-под сукна» интересную разработку. Ведь в мире в то время давно существовали «подогретые» модификации обычных городских хэтчбеков, с которыми вазовский РПД был вполне сравним по развиваемой мощности.
Наличие такого мотора на автомобилях семейства 2108 могло «взбодрить» покупательский интерес — по крайней мере, в Тольятти на это рассчитывали.
Даже в непростых условиях новый РПД для Самары удалось освоить довольно быстро — благо, двигатель ВАЗ-415 не требовалось разрабатывать с нуля. Некоторые источники утверждают, что доводочные работы при его трансформации в серийное изделие велись достаточно поспешно или не слишком успешно, вследствие чего мотор все равно сохранил ряд недостатков, присущих остальным вазовским РПД. Впрочем, существует и другое мнение, что этот мотор, напротив, вобрал в себя все преимущества былых разработок — как достаточный ресурс, известный еще по 413-му мотору, так и «плотную» компоновку, доставшуюся ему по наследству от ВАЗ-414.
На фото: ВАЗ-415
Практически одновременно обновили и классику: в 1992 году на базе «семёрки» начался выпуск модификации Жигулей ВАЗ-21079 со 140-сильным мотором ВАЗ-4132.
1 / 3
Седьмая модель стала последними Жигулями с РПД
2 / 3
Седьмая модель стала последними Жигулями с РПД
3 / 3
Седьмая модель стала последними Жигулями с РПД
Тем не менее, в 1997 году ВАЗ-415 наконец-то получил сертификат, позволявший его установку на обычные товарные авто, которые вскоре появились в автосалонах.
«На гражданке»: став доступным простым смертным, РПД тут же появился на страницах российских автоизданий
Конечно, цена машины увеличивалась на вполне ощутимые по тем временам 2,2-2,5 тысячи долларов, но зато динамика «восьмерки» улучшалась на порядок. Ведь 120-140 «роторных» лошадиных сил позволяли набирать сотню с места за 8-9 секунд, а реальная максимальная скорость вплотную подобралась к заветным 200 км/ч. Расход топлива, конечно, при этом колебался от 8 до 14 литров. Зато компактный роторный моторчик крутился до умопомрачительных 8 тысяч оборотов, обеспечивая «пилоту» ощущения, несравнимые с разгоном обычного «зубила».
РПД-415 под капотом ВАЗ-2108 выглядит вполне органично. Но при этом мотор заметно компактнее родного. Фото: Подзолков Александр
РПД всегда славился своим «горячим характером», поэтому масляный радиатор ему был необходим, как воздух. Или вода. В общем, для охлаждения. Фото: Подзолков Александр
Вид снизу намекает, что это какая-то очень непростая «восьмерка». Фото: Подзолков Александр
Микропроцессорное зажигание можно было встретить и на ВАЗ-2108 с обычным ДВС. Но очень нечасто. Фото: Подзолков Александр
Увы, при этом малопонятный большинству ротор оставался «вещью в себе» — обычным мотористам не была известна технология его ремонта, да и запасные части в любом магазине за углом не продавались.
Вдобавок на обычных вазовских моторах к тому времени уже набирал обороты распределённый впрыск, а на РПД питанием по-прежнему заведовал архаичный карбюратор Солекс.
Смесь РПД готовил привычный «Солекс», но со своими регулировками. «Сектор газа» имел дополнительный рычаг для привода дозирующего масляного насоса — лубрикатора. Фото: Подзолков Александр
Вид сверху на ВАЗ-415 с демонтированным карбюратором. Фото: Подзолков Александр
И, несмотря на наличие микропроцессорной системы зажигания (МПСЗ), ротор не мог похвастать покладистостью и (главное!) долговечностью обычного поршневого ДВС. Ведь при заявленном ресурсе в 125 000 км многие моторы начинали быстро «умирать» уже после 50 000 км, чему способствовало применение «неправильного» масла. Как и у японских автомобилей Mazda с РПД, при этом резко ухудшался пуск двигателя и увеличивался расход масла на угар, а в дальнейшем мотор мог и вовсе выйти из строя.
Герметичность уплотнений – больное место любого РПД, не только ВАЗ-415. Фото: Подзолков Александр
Многочисленные тюнинговые фирмы, появившиеся в Тольятти и около него словно грибы после дождя, в тот период предлагали различные по бюджету и степени вмешательства программы тюнинга обычных моторов которые позволяли без заметной потери ресурса снимать практически ту же мощность, что и у ротора. А ведь РПД при традиционной системе питания было невозможно втиснуть в грядущие экологические нормы Евро 2, которым без проблем соответствовал только что освоенный вазовский же впрыск.
В силу немассовости производства в дальнейшем ни работы, ни само производство РПД ВАЗу были не очень-то интересны, поскольку они, как и в истории Mazda, могли быть продиктованы разве что имиджевыми соображениями. Что в случае с тольяттинским автозаводом было недостаточно веским аргументом…
По ряду перечисленных причин уже в начале двухтысячных годов вазовский ротор стал резко терять обороты. Да, ВАЗ-415 успели примерить даже «десятка» и «пятнашка» в модификациях 2110-91 и 2115-91 соответственно, однако вскоре производство роторных двигателей на ВАЗе было прекращено, а само СКБ РПД, разработавшее свой последний продукт в 2001 году, было перерегистрировано.
Почти четыре десятка разработок за 26 лет – конструкторы СКБ РПД немало поработали над роторной темой
После 2004 года деятельность КБ в рамках работы над двигателями РПД была окончательно прекращена, а примерно в 2007-м оборудование частично вывезено и утилизировано. Похоже, на этом в истории советско-российского ротора была поставлена окончательная точка.
www.kolesa.ru
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания. Изобретение позволяет повысить мощность, надежность, КПД и ресурс двигателя, а также уменьшить его вес и габариты. Двухсекционный роторный двигатель состоит из корпуса с секцией впуска и сжатия, секцией сгорания и вытеснения. Каждая секция состоит из ротора с выступами-поршнями на внешней поверхности ротора, прилегающими к внутренней поверхности секции. Двигатель содержит заслонки, прилегающие к внутренней поверхности секции и внешней поверхности ротора, расположенные радиально. Двигатель состоит из камер переменного объема, ограниченных внутренней поверхностью секций, внешней поверхностью выступов-поршней роторов и заслонками. Также двигатель имеет камеру сжатой горючей смеси на корпусе, перепускной клапан из камеры сжатия в камеру сжатой горючей смеси и камеру сгорания, выпускные окна из камеры вытеснения, двуплечие рычаги, оси рычагов. Поверхности, ограничивающие образованные камеры переменного объема в профиль, представляют собой дуги окружностей. Секции выполнены одинаковой симметричной конструкции, причем двуплечие рычаги соединяют заслонку секции впуска и сжатия и заслонку секции сгорания и вытеснения. 2 ил.
Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано во всех областях, где применяются двигатели внутреннего сгорания.
Известен роторный двигатель внутреннего сгорания, который состоит из корпуса, ротора с выступами-поршнями, прилегающими к внутренней поверхности корпуса, заслонок, расположенных радиально и прилегающих к внешней поверхности ротора и внутренней поверхности корпуса, камер переменного объема, ограниченных внутренней поверхностью корпуса, внешней поверхностью ротора и заслонками, камер сжатой горючей смеси на корпусе, клапанов перепускных из камер сжатия в камеры сжатой горючей смеси, окон впускных в камеры впуска, окон выпускных из камер вытеснения (см. патент РФ №2161708, опубл. 10.01.2001).
Этому техническому решению присущи следующие недостатки. Давления, температуры в периоды рабочих циклов в камерах создают расклинивающие усилия между заслонками и внешней поверхностью ротора. Прижатие заслонок к внешней поверхности ротора пружинами с высоким давлением не обеспечивает достаточной надежности прилегания заслонок к внешней поверхности ротора. В образованных камерах в периоды рабочих циклов возможна утечка, перетекание заряда из камер сгорания, сжатия. Для исключения утечек, перетекания заряда из камер необходимо приложение больших сил на прижатие заслонок к внешней поверхности ротора, что приводит к повышенным механическим потерям.
Высокая скорость перемещения заслонок в периоды образования камер обуславливает большие периметры, низкие окружные скорости ротора.
Известен двигатель, в котором камеры впуска и сжатия выполнены кривошипно-шатунным поршневым механизмом. Секция камер сгорания и вытеснения выполнена ротором с двумя выступами-поршнями и двумя заслонками (см. патент США №5681157, опубл. 28.10.1997).
Этому техническому решению также присущи недостатки. Кривошипно-шатунная поршневая конструкция камер впуска и сжатия по сравнению с роторно-поршневой обуславливает усложнение конструкции, увеличение габаритных размеров, массы, механических потерь. В секции камер сгорания и вытеснения конструкция образованных камер переменного объема не создает постоянного равномерного плотного прилегания заслонок к внешней поверхности выступов-поршней ротора. При изменении объемов в камерах сгорания в начале рабочих циклов воспламенение горючей смеси происходит при некоторых начальных объемах в камерах сгорания, что приводит к потере рабочего давления воспламененной горючей смеси, снижению термического КПД, мощности двигателя. Для уменьшения начальных объемов в образованных камерах сгорания необходимо повышение скорости перемещения заслонок в периоды образования камер переменного объема, что вызывает значительные знакопеременные инерционные нагрузки, повышенные износы, наклепы, усиленную вибрацию, обуславливает большой периметр, низкие окружные скорости ротора, снижение ресурса работы двигателя. Прижатие заслонок пружинами к внешней поверхности ротора недостаточно надежно, возможны утечки, перетекания заряда из камер сгорания. Для исключения утечек необходимо приложение больших сил на прижатие заслонок к внешней поверхности ротора, что приводит к повышенным механическим потерям, снижению КПД.
Задачей изобретения является повышение надежности, мощности, коэффициента полезного действия, ресурса при снижении веса, габаритов двигателя.
Задача достигается в двухсекционном роторном двигателе, состоящем из корпуса с секцией впуска и сжатия, секцией сгорания и вытеснения, каждая секция состоит из ротора с выступами-поршнями на внешней поверхности ротора, прилегающими к внутренней поверхности секции, заслонок, прилегающих к внутренней поверхности секции и внешней поверхности ротора, расположенных радиально, камер переменного объема, ограниченных внутренней поверхностью секций, внешней поверхностью выступов-поршней роторов и заслонками, камеры сжатой горючей смеси на корпусе, перепускного клапана из камеры сжатия в камеру сжатой горючей смеси и камеру сгорания, выпускных окон из камеры вытеснения, двуплечих рычагов, осей рычагов, при этом поверхности, ограничивающие образованные камеры переменного объема в профиль, представляют собой дуги окружностей, равномерно, плотно прилегающие в местах их соприкосновения. Согласно изобретению секции выполнены одинаковой симметричной конструкции, причем двуплечие рычаги соединяют заслонку секции впуска и сжатия и заслонку секции сгорания и вытеснения.
Технологически две заслонки и рычаг между ними могут быть выполнены одной общей деталью.
Возможность утечки заряда из образованных камер исключается условиями постоянного равномерного плотного прилегания поверхностей профилей заслонок к внешним поверхностям выступов-поршней, устройством простых надежных уплотнений профилей заслонок к профилям поверхностей выступов-поршней роторов, как вариант это могут быть подпружиненные пластины, изогнутые в форме дуг окружностей. При этом не требуется приложение больших сил на прижатие заслонок к внешним поверхностям роторов, что повышает надежность, значительно снижает механические потери на трение заслонок с внешней поверхностью роторов.
Возникающие инерционные знакопеременные силы от масс перемещающихся заслонок значительно снижаются при выполнении перемещения заслонок в камерах секций впуска и сжатия и камерах секций сгорания и вытеснения в противоположенных направлениях. Уравновешивание рычажным соединением заслонок камер секции впуска и сжатия и заслонками камер секций сгорания и вытеснения снижает наклепы, износы соприкасающихся поверхностей роторов, заслонок, вибрацию, механические потери двигателя.
Выполнение соединения двуплечим рычагом заслонок секций с осью качания рычага, выполненной между заслонками, значительно уравновешивает давления на заслонки в камерах. Оставшаяся разность сил давления на заслонки в камерах передается на оси качания рычагов между заслонками. Расклинивающие усилия от давлений в камерах между внешней поверхностью выступов-поршней и заслонками в определенной мере уравновешиваются рычажной связью между заслонками и могут быть сведены к минимуму изменением плеч рычагов, что снижает механические потери, повышает ресурс работы двигателя. Плавный изгиб профилей внешних поверхностей роторов, соприкасающихся с заслонками в периоды образования камер переменного объема в секциях, позволяет снизить скорости перемещения заслонок в периоды образования камер переменного объема в секциях.
Чертежи, поясняющие изобретение:
фиг.1 - продольный ступенчатый разрез А-А половины секции впуска и сжатия и половины секции сгорания и вытеснения, секции одинаковой симметричной конструкции;
фиг.2 - разрез Б-Б, где видны разрезы секции впуска и сжатия, разрез камеры сжатой горючей смеси, разрез секции сгорания и вытеснения, в которых видны разрезы ротора, заслонки секции впуска и сжатия, ротора, заслонки секции сгорания и вытеснения, перепускного клапана из камер сжатия в камеру сжатой горючей смеси, выпускного окна в камеру сгорания.
На чертежах разность начальных объемов камер в секции впуска и сжатия и секции сгорания и вытеснения показана вариантом меньшей ширины выступов-поршней ротора секции сгорания.
Двигатель состоит из неподвижных секций 1 и 2 роторов 3 и 4, заслонок 5 и 6, рычагов заслонок 7, камеры сжатой горючей смеси 8, перепускного клапана 9, впускных окон в камеру сгорания 10, свечи или форсунки 11, камер переменного объема 12, впускных окон 13 секции 1, выпускных окон 14, вала роторов 15 осей рычагов 16.
Работа двигателя осуществляется следующим образом.
При вращении вала 15 приводятся в движение роторы 3 и 4 с выступами-поршнями, прилегающими к внутренним цилиндрическим поверхностям секции впуска и сжатия 1, секции сгорания и вытеснения 2, к боковым стенкам секций, перемещают радиально в секциях 1 и 2 заслонки 5 и 6, прилегающие к внутренним поверхностям секции 1 и 2, внешним поверхностям роторов 3 и 4, и создаются камеры переменного объема 12.
Так, при вращении валом роторов 3 и 4 по часовой стрелке объем левой нижней и правой верхней камеры увеличивается в секции 1, через впускные окна 13 происходит впуск горючей смеси. Эта смесь сжимается в левой верхней, правой нижней камере секции 1 и через перепускной клапан 9 заполняет камеру сжатой горючей смеси 8. В период заполнения камер сжатой горючей смесью впускные окна 10 в камеру сгорания секции 2 закрыты поверхностью выступов поршней ротора 4 секции 2. Горючая смесь из камеры сжатой горючей смеси через начинающие открываться впускные окна 10 перемещением выступов поршней ротора 4 секции 2 поступает в правую верхнюю и левую нижнюю камеры 12 секции 2. Воспламеняется свечой 11, расширяясь, действует на выступы-поршни ротора 4 и вращает вал ротора 15 ротор 3 секции 1. При дальнейшем повороте ротора открываются выпускные окна 14 и происходит выпуск отработанных газов. Затем поршни-выступы ротора 4 секции 2 из правой верхней, левой нижней через выпускные окна 14 выталкивают оставшиеся отработанные газы.
Для равномерного плотного прилегания профилей соприкасающихся поверхностей выступов-поршней и заслонок в образованных камерах каждая заслонка 5 и 6 соединена с двуплечим рычагом 7, с осью качания рычага 16.
Таким образом, в 8 камерах 12, образуемых четырьмя выступами-поршнями роторов 3 и 4, четырьмя заслонками 5 и 6 и внутренними поверхностями секций 1 и 2, происходит последовательно впуск горючей смеси, сжатие, воспламенение, расширение продуктов сгорания, очистка от отработанных газов, т.е. осуществляются все процессы, происходящие в ДВС.
Двухсекционный роторный двигатель, состоящий из корпуса с секцией впуска и сжатия, секцией сгорания и вытеснения, каждая секция состоит из ротора с выступами-поршнями на внешней поверхности ротора, прилегающими к внутренней поверхности секции, заслонок, прилегающих к внутренней поверхности секции и внешней поверхности ротора, расположенных радиально, камер переменного объема, ограниченных внутренней поверхностью секций, внешней поверхностью выступов-поршней роторов и заслонками, камеры сжатой горючей смеси на корпусе, перепускного клапана из камеры сжатия в камеру сжатой горючей смеси и камеру сгорания, выпускных окон из камеры вытеснения, двуплечих рычагов, осей рычагов, при этом поверхности, ограничивающие образованные камеры переменного объема в профиль, представляют собой дуги окружностей, равномерно, плотно прилегающие в местах их соприкосновения, отличающийся тем, что секции выполнены одинаковой симметричной конструкции, причем двуплечие рычаги соединяют заслонку секции впуска и сжатия и заслонку секции сгорания и вытеснения.
bankpatentov.ru
Двухсекционный роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий статорный блок с двумя цилиндрическими полостями, в которых размещены первый и второй роторы, установленные в полостях статора с эксцентриситетом, роторы соединены общим валом, в радиальных пазах роторов установлены лопасти, смежные лопасти первого ротора, внешняя поверхность первого ротора и внутренняя поверхность первой цилиндрической полости образуют камеры всасывания-сжатия, объем которых меняется при вращении роторов вокруг оси, в боковой стенке статорного блока, в той ее части, где при вращении первого ротора происходит увеличение объема камер всасывания-сжатия выполнены каналы всасывания топливовоздушной смеси, смежные лопасти второго ротора, внешняя поверхность второго ротора и внутренняя поверхность второй цилиндрической полости образуют камеры сгорания, объем которых меняется при вращении роторов вокруг оси, в боковой стенке статорного блока, в той ее части, где при вращении второго ротора происходит уменьшение объема полостей выполнены каналы удаления выхлопных газов, в боковых стенках статора, ограничивающих полость второго ротора, в той части, где при вращении роторов происходит увеличение объема камер сгорания установлены свечи зажигания, камера всасывания-сжатия первого ротора, имеющая при вращения первого ротора минимальный объем соединена перепускным каналом с камерой сгорания второго ротора, в той части, где при вращении роторов объем камеры сгорания еще не достиг минимального объема, отличающийся тем, что в цилиндрических полостях статора между лопастями первого и второго роторов и внутренней цилиндрической поверхностью полостей статора установлены первая и вторая свободно вращающиеся обоймы, а на концах лопастей первого и второго роторов установлены шарнирные уплотнения, причем контактирующая часть шарнирных уплотнений первого ротора и внутренняя поверхность первой свободно вращающейся обоймы имеют равную кривизну, аналогично контактирующая часть шарнирных уплотнений второго ротора и внутренняя поверхность второй свободно вращающейся обоймы имеют равную кривизну.
www.findpatent.ru
