Особенная серия – ВАЗ 2108 с роторным мотором РПД-414

С виду это обычная «восьмерка», она внешне не отличалась от тех, что еще недавно в огромном количестве рассекали по дорогам страны. Разница заключалась в небольшим шильдике «Ротор». Но стоило нажать на педаль газа и авто показывало такую динамику, которой ну никак не ожидаешь от Лады.

И если заглянуть в техпаспорт, можно удивиться еще больше. Двигатель объемом 1,3 литра на 90 л.с. – не то, за счет чего ВАЗ 2108 будет разгоняться как хорошая иномарка тех лет. Но никакой ошибки в документах нет, просто мотор не совсем привычный, даже в чем-то уникальный.

Немного истории

Роторный двигатель был разработан и запатентован в 1957 г Феликсом Ванкелем. Через какое-то время правительство СССР предпринимало несколько попыток приобрести лицензию на агрегат. Но это не увенчалось успехом, поэтому в 1974 г в Тольятти сформировали техническую лабораторию. Она занималась созданием роторно-поршневых двигателей, которые обозначались РПД.

В первые десятилетия подавляющее большинство разработок устанавливали на авто силовых ведомств — КГБ, МВД и т.д. Это были «догонялки» – машины, предназначенные для погонь и преследования преступников. Роторные моторы были диковинкой, несмотря на то, что производились уже 15 лет.

Если агрегат выходил из строя, починить его могли только в Тольятти.

Что касается комплектации и кузова, никаких отличий не было, машины были стандартными.

Шильдик «Ротор» – единственное, чем отличалась эта модификация. Фото: youtube.com

Технические особенности

В техпаспорте указан объем 1,3 л. Мотор двухсекционный и состоит из двух камер по 653 см3 каждая. По ПТС мощность 90 л.с., по факту показатели превышают 100 «лошадей», но никто не заморачивался точными замерами.

Ввиду конструкции размеры двигателя маленькие, стандартный кожух воздушного фильтра смотрится слишком большим. Визуально силовой агрегат кажется сложным, но его конструкция намного проще, чем у классического двигателя внутреннего сгорания. Тут нет коленвала, впускных и выпускных клапанов, распредвала, механизма ГРМ и некоторых других узлов. Основные части следующие:

• ★ Посередине расположен эксцентриковый вал, который при вращении, передает крутящий момент.
• ★ Роторы вращаются в статорах рабочих камер. Они разделены корпусами, внутри которых циркулирует антифриз, отводящий тепло.
• ★ На каждую камеру идет по две свечи. Если разбирать принцип их работы вкратце, то первая воспламеняет топливно-воздушную смесь, вторая дожигает ее для обеспечения высочайшей эффективности.
• ★ На секцию приходится по две катушки зажигания для стабильной бесперебойной работы.
• ★ Топливная смесь подается через карбюратор.
• ★ Есть и классический генератор для электрообеспечения авто.

4 катушки зажигания – еще одно нестандартное решение для ВАЗа. Фото: youtube.com

При вращении ротора каждый оборот включает сразу 4 цикла – впуск, сжатие, воспламенение и выпуск.

414 версию изготавливали с 1992 по 1194 год, Затем ей на смену пришла более производительная и надежная 415. Она распространена больше, но даже такие восьмерки – редкость.

Основные преимущества

В первую очередь нужно отметить отличную динамику автомобиля – разгон до сотни занимает 8 секунд (вместо 14 у моделей с двигателем объемом 1,5 л). Максимальная скорость – 200 км/ч, но это примерное значение, точных замеров не проводилось.

На машине установлена пятиступенчатая коробка передач, но переключение на авто с роторно-поршневым двигателем сильно отличается от привычных вариантов с классическими ДВС. На первой скорости можно разогнаться до 60 км, на второй – до 90. То есть, для городских условий достаточно и двух передач. При этом мотор не ревет – его можно раскручивать до 8000 оборотов.

Пиковые показатели мощности обеспечиваются при 6000 об., а максимальный крутящий момент – 186 Нм при 4500 об. Это серьезные цифры, особенно в сравнении с теми агрегатами, которые массово ставились на восьмерки. Ровная работа – отличительная особенность роторного мотора, за счет конструкции уровень вибрации в разы ниже.

Но самое необычное – что на третьей передаче можно ехать и 120 и 40 км/ч. На низких оборотах не будет рывков, детонации – двигатель все равно работает стабильно и обеспечивает комфортную езду. То есть, если ехать как обычно и переключать передачи в стандартном диапазоне – ничего страшного не случится. Это интересная особенность РПД, за счет которой ездить намного проще. Даже начинающие водители смогут двигаться плавно – мотор прощает ошибки в переключении.

Если ехать на второй передаче со скоростью 20 километров в час и резко нажать на педаль акселератора, машина практически без паузы начнет быстро набирать скорость. Из-за этой особенности роторные двигатели устанавливались на автомобили силовых ведомств – это подходящая машина для погонь.

КПД у роторного мотора составляет 40%, что в два раза больше, чем у вариантов стандартных конструкций. За счет эффективности сжигания топлива достигались высокие динамические характеристики при относительно малом объеме.

Двигатель компактный, в подкапотном пространстве полно места. Фото: youtube.com

Компоновка двигателя обеспечивала понижение центра тяжести, что важно для машины, которая весит меньше тонны. Это положительно повлияло на управляемость, но на скорости свыше 100 км все равно возникали вопросы, как и у остальных восьмерок.

Недостатки модели

«Ротор» при всех своих преимуществах имеет и ряд значимых изъянов, из-за которых модификация и не получила распространения. Самые весомые минусы:

• ★ Ресурс составляет около 100 000 километров. А половина двигателей выходила из строя вдвое быстрее. Ремонтопригодность при этом хуже, чем у стандартных ДВС.
• ★ Средний расход топлива – 20 литров. Даже с учетом улучшенной динамики это очень много. Варианты с сопоставимым потреблением бензина имеют мощность больше в 2-3 раза.
• ★ Исправный агрегат потреблял 100 г масла на 100 км. А по мере износа показатели повышались в несколько раз, а это уже проблема.

Подвеска автомобиля выходила из строя намного быстрее из-за повышенных нагрузок. В следующем поколении использовались усиленные узлы, что позволило устранить этот недостаток.

Что в итоге?

Восьмерка с 414-м РПД это своего рода Грааль для коллекционеров. Произведено их немного, а из-за малого ресурса большинство двигателей вышли из строя, а машины давно утилизировали. Но эта страница истории Волжского автозавода однозначно стоит внимания, ведь агрегат инженеры разработали самостоятельно и проблемы были прогнозируемы.

В середине 90-х годов «Ротор» поступил в свободную продажу с улучшенным 415 двигателем. Поначалу такие восьмерки произвели фурор – такой динамики от них не ожидал никто. В первые годы объемы продаж были многообещающими, но тенденция не получила развития. И связано это с недостатками роторно-поршневого мотора, в первую очередь с его относительно малым ресурсом. Да и отремонтировать его всегда было проблематично – профессионалов с нужной квалификацией мало, а запасные части достать сложно.

Сотрудники МВД по достоинству оценили скоростные показатели таких восьмерок. Фото: youtube.com

Улучшенные динамические характеристики в сравнении со стандартными моделями и ровная работа движка до сих пор обеспечивают отличные эмоции от вождения. Даже сегодня основная часть новых машин, сходящих с конвейера Волжского автозавода, по мощности и скорости разгона уступает «Ротору». Жаль, что проехаться на подобной восьмерке могут лишь единицы.

Роторный двигатель ваз 416 характеристики

Сегодня музей АвтоВаза прислал характеристики роторных двигателей, понятно, что всё это можно и в интернете найти, но всё равно, приятно. Довольно-таки полно. Сейчас ещё прислали пару фоток))) Добавляю. Интересно, на фото даже Волга видна, видимо 31028.

Прислал в формате Word, вставить не получается, поэтому просто копирую.

Автомобильный двигатель ВАЗ-311

Модель ВАЗ-311
Тип роторно-поршневой, четырехтактный, безиновый, карбюраторный
Число секций 1
Ширина статора, мм 80
Параметры эпитрохоидальной поверхности статора:
производящий радиус, мм 102
эксцентриситет, мм 15
Приведенный рабочий объем, л 0,654
Степень сжатия 9,4
Номинальная мощность по ГОСТу при частоте вращения эксцентрикового вала 6000 об/мин, л.с. (не менее) 70
Максимальный крутящий момент при частоте вращения эксцентрикового вала 3500-4000 об/мин, кгс м (не менее) 9,7
Минимальная частота вращения эксцентрикового вала на режиме холостого хода, об/мин 900-950
Содержание окиси углерода (СО) в отработавших газах на режиме холостого хода, % (не более) 2

Автомобиль ВАЗ-21018

Максимальная скорость, км/ч
с наибольшей нагрузкой 143
с водителем и пассажиром 145
Время разгона с места с переключением передач до скорости 100 км/ч, с
с наибольшей нагрузкой 20
с водителем и пассажиром 18
Расход топлива на 100 км пути в летнее время для обкатанного автомобиля при движении на высшей передаче с полной нагрузкой (не более), л
при скорости 80 км/ч 8,2
в зимнее время контрольный расход топлива не должен превышать указанных величин более, чем на 10%
Расход масла от расхода топлива, % 1

Автомобильный двигатель ВАЗ-415

Модель ВАЗ-415
Тип роторно-поршневой, четырехтактный, безиновый, карбюраторный
Число секций х рабочий объем камеры, л 2х0,654
Ширина статора, мм
Параметры эпитрохоидальной поверхности статора:
производящий радиус, мм
эксцентриситет, мм
Приведенный рабочий объем, л
Степень сжатия 9,4
Номинальная мощность по ГОСТ 14846 -81 (нетто) при частоте вращения эксцентрикового вала 6000 об/мин, кВт (л. с.) 99,2(135)
Максимальный крутящий момент по ГОСТ 14846-81 (нетто) при частоте вращения эксцентрикового вала 4000 об/мин, Нм (кгс м) 176(18)
Минимальная частота вращения эксцентрикового вала на режиме холостого хода, об/мин 900
Объемная доля окиси углерода (СО) на режиме холостого хода, не более, % 1,5

Максимальная скорость, км/ч 190
Время разгона с места с переключением передач до скорости 100 км/ч, с
с полной массой 9,5
с одним пассажиром 8,5
Расход топлива на 100 км пути, не более, л
при скорости 90 км/ч 7,8
при скорости 120 км/ч 10,5
при городском цикле движения 14,5
Расход масла от расхода топлива, % 0,6

АВИАЦИОННЫЙ
РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ
ВАЗ-426
ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ ЛЕГКИХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
КОМПАКТНОСТЬ,
НИЗКИЙ УРОВЕНЬ ВИБРАЦИИ,
ПРОСТОТА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ,
УВЕЛИЧЕНИЕ МОЩНОСТИ С МИНИМАЛЬНЫМИ ИЗМЕНЕНИЯ МИ

Тип двигателя роторно-поршневой, четырехтактный, с искровым зажиганием и жидкостным охлаждением
Число секций 3
Рабочий объем камеры, дм3 0,654
Степень сжатия 9,4
Мощность, кВт (л. с.)/мин-1
(обороты выходного вала редуктора)
• /взлетная 154,4(210)/279,6
Удельный расход топлива г/кВт ч (г/л.с. ч) на крейсерском режиме 292(205)
Направление вращения вала винта (со стороны отбора мощности) правое
Редуктор
Передаточное число одноступенчатый с косозубыми шестернями
0,466
Система охлаждения жидкостная, закрытая (Тосол-А40М, Тосол-А65М)
Система смазки комбинированная, с “мокрым” картером
Расход масла на крейсерском режиме, кг/ч 0,3
Марки масел минеральные масла с уровнем качества по API не хуже SF
Система топливоподачи фазированный впрыск с электронным управлением и дублированием механической системой
Марки топлив
• основное автомобильный бензин с ОЧ не ниже 90
• резервное авиационный бензин Б-91/115
Система зажигания электронное магнето
Система запуска электрическая, стартером
(номинальное напряжение питания 24 В)
Сухая масса двигателя, кг
(с редуктором) 145
Габаритные размеры, мм:
• высота 600
• ширина 600
• длина 1050
Условия работы:
• температура окружающего воздуха -50…+50 С
• высота над уровнем моря, м 3000

Вчера смотрел в живую запчасти для сборки роторного двигателя ВАЗ 4265. (есть кое какие мысли по данному двигателю, но об этом чуть позже) Собранный двигатель, это пока просто фото, остальные запчасти вчера сам в живую видел и фотографировал.
Отличие от двигателя ВАЗ 426 в том, что 4265 изготовлен из алюминия (легче на 30 кг., вес в сборе 130 кг.). Предназначался для вертолёта «Актай»
«Актай» разработки Казанского вертолетного завода (КВЗ). Винтокрылая машина максимальным взлетным весом 1150 кг оснащается одним трехсекционным РПД ВАЗ-4265 (270 л.с.)
Вот его характеристики:
АВИАЦИОННЫЕ РОТОРНО ПОРШНЕВЫЕ ДВИГАТЕЛИ ОАО «АВТОВАЗ»
Специальным конструкторским бюро департамента развития ОАО «АвтоВАЗ» разработаны авиационные роторно-поршневые двигатели типа ВАЗ-416, ВАЗ-426, ВАЗ-4265 и ВАЗ-526. Основные достоинства авиационных роторно-поршневых двигателей:
— компактность;

— низкий уровень вибрации;

— простота технического обслуживания;

— увеличение мощности с минимальными изменениями. Авиационные роторно-поршневые двигатели нашли

применение на легких многоцелевых вертолетах типа Ми-34ВАЗи Ми-52.

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ РОТОРНО-ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВАЗ-4265

Мощность, л.с. 270

Рабочий объем, дм3 3×0,654

Сухая масса, кг 130 Габариты, мм:

— длина 967 Система охлаждения жидкостная,

Система смазки комбинированная

Система топливная распределенный впрыск

с электронным управлением

Система зажигания двухканальная Минимальный расход топлива,

(летательные аппараты) Ми-52

В СКВ продолжают накапливать опыт и разрабатывать новые авиационные роторно-поршневые двигатели, в том числе мощностью до 400 л.с. (по некоторым статьям, вроде в 2009 году запустили в производство вертолёты Актай)

Итак, что же такое РПД? Поиск в интернете выдаст 3 основных варианта, это ручной пулемет Дегтярева, российский профсоюз докеров и… Роторно-поршневой двигатель Ванкеля.
Конструкция разработана в 1957 году Вальтером Фройде( инженер компании NSU) в соавторстве с Феликсом Ванкелем, который разрабатывал роторно-поршневой двигатель немного иной конструкции. Но сложилось именно так, что разработка в основе которой лежали идеи Фройде общеизвестна как роторно-поршневой двигатель Ванкеля т… к. главные принципы рпд и первые прототипы двигателя такой конструкции были наработаны Феликсом Ванкелем еще в 30-е годы 20 века.
Итак, в основе двигателя лежит трехгранный ротор вращающийся в эпитрохоиде и совершающий во время вращения полный четырехтактный цикл. Грузить особенностями конструкции я вас не буду. Более подробная информация по рпд здесь:
ru.wikipedia.org/wiki/Роторно-поршневой_двигатель

Отмечу 3 основных преимущества такого типа двигателя:
— с одного литра рабочего объема снимается примерно в 2 раза больше лошадиных сил чем у обычного поршневика
— двигатель очень хорошо крутится до весьма высоких оборотов
— теоретически может работать на бензине/солярке/газе/мазуте/на чем-нибудь еще что горит )

Недостатки:
— из-за особенностей конструкции кушает от 0.4 до 1 литра масла на 1000 км
— при относительно простой конструкции намного сложнее в изготовлении из-за необычного профиля деталей, а также обычно очень маленький ресурс (в особенности касается двигателей ВАЗ РПД).

Полный цикл роторно-поршневого двигателя

Серийный выпуск
Первым серийным автомобилем с РПД стал NSU Wankelspider. Затем был выпущен инновационный седан бизнес-класса NSU Ro 80 намного опережающий свое время. Автомобиль практически неизвестен т.к. заслужил плохую репутацию из-за свеого ненадежного двигателя. Его РПД хватало примерно на 50 тысяч км.
Таже с РПД эксперементировала компания Citro?n выпустив на свет модель M35.
В итоге обе компании свернули эксперименты с РПД и на сегодня в мире есть только две компании занимающиеся серийным и мелкосерийным выпуском автомобильных РПД (в авиации роторно-поршневые двигатели очень распространены). Это японская Mazda и… отечественный АвтоВАЗ =)

Про мазду конечно тоже можно написать, но раз уж тема сегодняшнего поста отечественные РПД, то будем писать про роторные тазы.

В 1961 году Минавтопром и Минсельхозмаш СССр поставили задачу разработки РПД трем научно-исследовательским институтам — НАМИ, НАТИ и ВНИИмотопрому. В период с 1961 по 1978 год были созданы опытные образцы двигателей, а также был приобретен опыт постройки роторно-поршневым двигателей, но дальше разработки не пошли

СКБ РПД
В 1974 году на Волжском автомобильном заводе было организовано конструкторское бюро роторно-поршневых двигателей во главе с Борисом Сидоровичем Поспеловым. Разработка вазовского рпд шла параллельно с изучением зарубежных образцов. Предыдущие наработок научно-исследовательских институтов страны не были задействованы В скором времени был разработан односекционный двигатель ВАЗ-311 мощностью 70 л.с. во многом копировавший двигатель mazda 13b. Затем этот двигатель установили на ВАЗ 21018 и первая опытно-промышленная партия машин (50 единиц) пошла в серию. В итоге на завод посыпалось большое количество рекламаций. Двигатели очень быстро выходили из строя. В итоге заводу пришлось заменить двигатели на 49 машинах из этой партии обычными поршневыми. В итоге организационных мероприятий численность сотрудников в СКБ урезали вдвое, а строительство новых цехов было приостановлено. В это трудное время для конструкторского бюро нужна была какая-то спасительная возможность продолжить разработки. В итоге было найдено решение. Спецслужбы были заинтересованы в нетребовательных к качеству топлива двигателях мощностью от 120 л.с. пригодных для установки в серийные авто. Такие автомобили нужны были в качестве «догонялок» т.к. в советском союзе практически отсутствовали быстрые зарубежные автомобили, а серийные советские автомобили такими мощными двигателями не обладали.(был также вариант волг с двигателями от чайки unique-autos.ru/blog/prototypes/17.html)
В итоге появился ВАЗ 21019 с двухсекционным роторно-поршневым двигателем ВАЗ-411 (ширина ротора 70мм) мощностью в 120 л.с., а позже и ВА3 413 мощностью в 140 лошадей (ширина ротора 80 мм.). Работа пошла. НА СКБ постоянно модернизировали и улучшали технологический процесс. В это же время появились ГАЗ-21, -24 и -3102 для спецслужб с двигателями ВАЗ 413.

ваз 413

Заметка про роторную «копейку» в журнале «Техника и наука» за 1983 год. (нажмите для увеличения)

Ближе к концу 80-х начались разработки двигателя для переднеприводного семейства ВАЗ, но 16 января 1987 года умер Борис Сидорович Поспелов и во главе СКБ стал Владимир Андреевич Шнякин. Примерно в то же время специалисты конструкторского бюро получают выгодный заказ на разработку роторно-поршневого двигателя для авиации. С его приходом на должность начальника СКБ приоритетным направлением стала разработка двигателей для малой авиации. В это время продолжали выпускать ВАЗ 21079 со стареньким ВАЗ 4132 несмотря на то что в 1984 году вышла перспективная переднеприводная модель ваз 2108.
В 1990 году была предпринята попытка разработать двигатель для вертолета МИ-34ВАЗ — роторного ВАЗ-430. Но в итоге ничего толкового не получилось. В дальнейшем был изготовлен легкий двигатель для дельтапланов на базе мотора от Оки — ВАЗ 1187 мощностью в 40 л.с., впоследствие модернизированный в ВАЗ 1188 (60 л.с.) для дельтапланов.

ваз 430

ваз 1187

В 1992 году в СКБ снова вернулись к автомобильной тематике и выпустили обновленный вариант двигателя — ВАЗ 414. В 1994 году был разработан универсальный двигатель ВАЗ 415 унаследовавший от 413-ого свою надежность, а от 414 модели универсальность. ВАЗ 415 стали устанавливать на передне- и заднеприводные автомобили ВАЗ. Также двигатель возможно было установить на Москвич. Трехсекционный вариант движка (ВАЗ 425) был разработан специально для Волги.
Разработку делали поспешно, двигатель получился с множеством дефектов. Некоторые из них были исправлены, а многие так и остались. По сути это был тот же карбюраторный РПД родом из 80-х. Через 3 года ВАЗ 415 получил сертификат на право его установки на автомобили общего назначения.

Надежность
Теоретически РПД в силу меньшего количества деталей должен служить дольше обычного поршневого, но вот здесь данные разнятся.
По отзывам владельцев эти двигатели редко доживают до 60 тысяч км. А до заявленного первого капремонта в 125 тысяч дожили лишь единицы. В основном эти моторы ловят клин. Скорее всего любители погонять их просто перекручивают так как по словам разработчиков:
Цитата из этого интересного текста — www. rx8club.ru/dvig/vaz.htm
Уже выстроился целый модельный ряд наших роторников: ВАЗ-413, ВАЗ-414, ВАЗ-415. Последний сумел унаследовать от 413-го двухсекционника его надежность (именно на нем была отработана специальная система смазки «угловых» уплотнений ротора, позволяющая обеспечить его надежную и длительную работу — «Волги» с таким мотором ходили по 300 тысяч километров), а от 414-го — компоновочные решения, позволяющие сделать его универсальным по применяемости для любых вазовских моделей, от «классики» и «Нивы» до «восьмерки» и «десятки».

Пакет

Даже у спортсменов с tuning-lada.ru, любителей РПД сменивших не один пакет (пакет

двигатель) нашелся долгожитель прошедший 170 тысяч км. и в живом виде снятый с машины ( www.tuning-lada.ru/articles/15/ ). Просто на нем ездили аккуратно.

И все же эти двигатели не до конца изучены и отработаны. Людей которые занимаются их доводкой и ремонтов единицы. Но все же они есть, и я знаю почему. Согласитесь, ведь интересно иметь с виду обыкновенный девятос, который при этом без напряга ускоряется до сотни за 9 секунд, а максимальная скорость его около 190 км/час. И все это в стандарте. Одним словом — экзотика.
Лично я хотел бы хоть разок прохватить на таком вот тазике с рпд…

Подкапотное пространство

Закрытие СКБ
Последнаяя модель ВАЗ с РПД это 2110-91. В настоящее время автомобили ВАЗ с РПД не производятся.
Пруфлинк: www.kommersant.ru/doc.aspx?Docs > На всякий случай написал e-mail в скб, вдруг ответят.
UPD: Вот здесь сообщается о том что в конечном итоге СКБ РПД было перерегистрировано на другое юридическое лицо — КБ РПД, но впоследствие проработало недолго и в 2007 году все самое ценное оборудование было вывезено отуда в Москву, а остальное пущено на метеллолом. Грустно это все…

— Список моделей с РПД и их ТТХ: ladaonline.ru/catalog/index.php?SECTION_ > — Сайт о РПД, выглядит страшновато, но информация полезная и интересная: vankel.narod.ru/
— Сайт гонщиков из татарстана, любителей РПД. Здесь можно много полезного почитать о тюнинге РПД — tuning-lada.ru
— Ваз о своих роторно-поршневых двигателях. Интересное повествование от самих констукторов. Если хотите знать все в подробностях, вам сюда — www.rx8club.ru/dvig/vaz.htm
— FAQ по РПД — faqs.org.ru/cars/parts/rpd.htm
— Статья из журнала «За рулем» где сравниваются ваз 21106 и ваз 21099 РПД — www.zr.ru/a/8496/
— Статья Костина К.А. об РПД zhurnal.lib.ru/k/kostin_k_a/porshenxilirotor.shtml
— Сайт DTT Motorsport. Здесь есть высококвалифицированные специалисты по РПД — dtt-motorsport.ru/forum/index.php (здесь мне помогли с некоторыми фотографиями и информацией по двигателям)

— Сайт собравший в себя наиболее полную информацию о применений роторно-поршневых двигателей. Наследие Феликса Ванкеля — www.volnovoidvigatel.spb.ru/index.htm (страничка СКб РПД со списком всех моделей двигателей и краткой информацией — www.volnovoidvigatel.spb.ru/p23.htm)

Ссылка на фотоленту сборки этого мотора: photofile.ru/users/caesar/2394215/

P.S.
Извиняйте что статья не изобилирует большим количеством картинок т. к. внешне автомобили ничем не выделяются, да и инфы по ним практически нет. Кстати буду признателен, если найтеде что-то на эту тему либо если у вас будут исправления и дополнения к статье.
В качестве дополнения:

Lada 2110 RPD

Спортивная версия десяточки инфа по которой (вместе с ттх): www.clafre.com/vaz/110/2110-rpd.php
Выдержка из газетной статьи про эту машину и пара интересных фотографий: dtt-motorsport.ru/forum/viewtopic.php?f=13&t=35
UPD: Статья в ЗР за 1999 год про Lada 2110 RPD рассказывающая о причинах выбора двухсекионного рпд взамен поршневому двигателю и раскрывающая некоторые подробности. Особенно порадовала фотография моторного отсека с установленным РПД: www.zr.ru/archive/zr/1999/04/na-nashiei-oblozhkie#50
Надеюсь что найдется что-то еще…

UPD 8.12.12:
Роторно-поршневые двигатели разработанные в СКБ РПД ОАО «Автоваз» в период с 1975-2001 гг.

принцип работы. Плюсы и минусы роторного двигателя

В 1957 году немецкие инженеры Феликс Ванкель и Вальтер Фройде продемонстрировали первый работоспособный роторный двигатель. Уже через семь лет его усовершенствованная версия заняла место под капотом немецкого спорткара «NSU-Спайдер» — первого серийного автомобиля с таким мотором. На новинку купились многие автомобильные , «Ситроен», «Дженерал моторс». Даже ВАЗ многие годы мелкими партиями выпускал машины с двигателями Ванкеля. Но единственной компанией, которая решилась на крупносерийное производство роторных двигателей и не отказывалась от них долгое время, несмотря ни на какие кризисы, стала «Мазда». Ее первая модель с роторным мотором — «Космо Спортс (110S)» — появилась еще в 1967 году.

Роторный двигатель

Появился он значительно позже поршневого, в 30-х годах. Полноценно работоспособная же модель такого двигателя появилась и вовсе в 50-х годах. После появления роторный двигатель вызвал заинтересованность у многих автопроизводителей, и все они кинулись разрабатывать свои модели роторных силовых установок, однако вскоре от них отказались в пользу обычных поршневых. Из приверженцев роторного мотора осталась только японская фирма Mazda, которая сделала такого типа мотор своей визитной карточкой.

Особенностью такого мотора является его конструкция, которая вообще не предусматривает наличие поршней. В целом это сильно сказалось на конструктивной простоте.

В поршневых моторах энергия сгораемого топлива воспринимается поршнем, который за счет своего возвратно-поступательного движения передает ее на кривошипы коленвала, обеспечивая ему вращение.

У роторных же двигателей энергия сразу преобразовывается во вращение вала, минуя возвратно-поступательное движение. Это сказывается на уменьшении потерь мощности на трение, меньшую металлоемкость и простоту конструкции. За счет этого КПД двигателя значительно возрастает.

Применение

Перспектива у этих двигателей есть. Как только остановим засилье нефтяных компаний, и мир перейдёт на водородное топливо.

К тому же роторный двигатель, работающий на водороде, не подвержен детонации.Первый автомобиль с таким двигателем был спорткар NSU Spider, он мог двигаться со скоростью до 150 км/час, имея мощность мотора 57 лошадок.

Массово выпускался автомобиль с роторным двигателем компанией NSU – седан Ro-80. Также такими моторами оснащались: Citroen (GS Birotor), Chevrolet (Corvette), Mercedes-Benz (С111), ВАЗ (21018) и некоторые другие.

Самые массовый автомобиль японской компании Mazda, это Mazda RX8. Производство последней из них в версии Spirit R, свернуто в 2012 году из-за выбросов движка, которые не отвечали европейским стандартам.

Правда, компания уже создала современный роторный двигатель Renesis 16X, который соответствует международным экологическим стандартам. В нем значительно переработана топливная система впрыска – теперь горючее расходуется намного экономнее. Корпус движка изготовили из алюминиевого сплава. Также создан агрегат, который работает и на водороде.

Последняя разработка с роторным двигателем ‒ Premacy Hydrogen RE Hybrid в принципе ни в чем не уступает другим новинкам мирового автопрома.

Кстати, многие производители самолетов предпочитают поршневым бензиновым двигателям роторные, например, такие как Skycar и Schleicher.

Думаю, пример роторного двигателя подтверждает истину, что не популярный, не значит – плохой. Просто его время ещё не наступило.

До новых встреч.

Конструкция

Чтобы понять принцип работы, следует разобраться, какова конструкция роторного двигателя. Итак, вместо поршней энергия сгорания топлива у такого силового агрегата воспринимается ротором. Ротор имеет вид равностороннего треугольника. Каждая сторона этого треугольника и играет роль поршня.

Ротор

Чтобы обеспечить процесс горения, ротор помещается в закрытое пространство, состоящее из трех элементов – двух боковых корпусов, и одного центрального, называющегося статором. Пространство, в котором производится процесс горения, сделано в статоре, боковые корпуса обеспечивают только герметичность этого пространства.

Внутри статора сделан цилиндр, в котором и размещается ротор. Чтобы внутри этого цилиндра происходили все необходимые процессы, выполнен он в виде овала, с немного прижатыми боками.

Сам статор с одной стороны имеет окна для впуска топливовоздушной смеси или воздуха, и выпуска отработанных газов. Противоположно им сделано отверстие под свечи зажигания.

Устройство двигателя

Особенностью движения ротора в цилиндре статора является то, что его вершины постоянно контактируют с поверхностью цилиндра, его движение сделано по эксцентриковому типу. Он не только вращается вокруг своей оси, но еще и смещается относительно нее.

Для этого в роторе сделано большое отверстие, с одной стороны этого отверстия имеется зубчатый сектор. С другой стороны в ротор вставлен вал с эксцентриком.

Чтобы обеспечить вращение в боковой корпус установлена неподвижная шестерня, входящая в зацепление с зубчатым сектором ротора, она является опорной точкой для него. При своем эксцентриковом движении он опирается на неподвижную шестерню, а зацепление обеспечивает ему вращательное движение. Вращаясь, он обеспечивает и вращение вала с эксцентриком, на который он одет.

Конструктивные особенности

Теперь познакомимся с узлами и деталями двигателя. Это поможет более точно понять как работает устройство.

В его составе присутствуют: системы зажигания, питания (в том числе карбюратор), охлаждения, которые напоминают те, что используются в поршневом варианте. Но есть и уникальные элементы.

Ротор содержит три выпуклых поверхности с углублениями, которые увеличивают рабочий объем. На углах расположены однонаправленные уплотнительные пластины. Они обеспечивают герметизацию пары ротор-корпус.

Еще предусмотрены стальные кольца с каждой стороны, для отделения рабочей камеры от картера.

Также у ротора есть в центре с одной стороны зубчатый венец. Через эту зубчатую передачу снимается крутящий момент.

Корпус роторного движка напоминает многослойный пирог. Он состоит из крышек, рабочих камер, разделительных стенок. Предусмотрено две камеры, разделенные стенкой и с двух сторон крышки.

Внутри корпус представляет собой сложную форму типа овала, с компенсирующими отливами, которые отвечают за герметизацию всех трех камер разделяемых ротором.

Выходной вал имеет два эксцентрика, так как на валу установлены два ротора, работающие в противофазе – на одном цикл выброса отработавших газов, на втором цикл забора смеси.

Использование двух аналогичных узлов исключает возникновение биений и уменьшает детонацию.

При смещении эксцентриков и перемещении каждого ротора по стенкам корпуса, они проворачивают вал.

Принцип работы

Теперь о самом принципе работы. Выполнение определенной работы поршня внутри цилиндров называется тактами. Классический поршневой двигатель имеет четыре такта:

• впуск — в цилиндр подается горючая смесь;
• сжатие — увеличение давления в цилиндре за счет уменьшения объема;
• рабочий ход — энергия, выделенная при сгорании смеси, преобразовывается во вращение вала;
• выпуск — из цилиндра выводятся отработанные газы;

Данные такты имеют все двигатели внутреннего сгорания, и сопровождаются они определенным движением поршня.

Однако они выполняются по-разному. Существуют двухтактные поршневые двигатели, в которых такты совмещены, но такие моторы чаще применяются на мотоциклах и другой бензиновой технике, хотя раньше создавались и дизельные двухтактные моторы. В них одно движение поршня включает два такта. При движении поршня вверх – впуск и сжатие, а при движении вниз – рабочий ход и выпуск. Все это обеспечивается наличием впускных и выпускных окон.

Классические автомобильные поршневые двигатели обычно являются 4-тактными, где каждый такт отделен. Но для этого в двигатель включен механизм газораспределения, который значительно усложняет конструкцию.

Что касается роторного двигателя, то отсутствие поршня как такового позволило несколько совместить конструктивные особенности 2-тактных и 4-тактных моторов.

Принцип работы

Поскольку цилиндр роторного двигателя имеет впускные и выпускные окна, то надобность в газораспределительном механизме отпала, при этом сам процесс работы сохранил все четыре такта по отдельности.

Теперь рассмотрим, как все это происходит внутри статора. Углы ротора постоянно контактируют с цилиндром статора, обеспечивая герметичное пространство между сторонами ротора.

Овальная форма цилиндра статора обеспечивает изменение пространства между стенкой цилиндра и двумя близлежащими вершинами ротора.

Далее рассмотрим действие внутри цилиндра только с одной стороны ротора. Итак, при вращении ротора, одна из его вершин, проходя сужение овала цилиндра, открывает впускное окно и в полость между стороной треугольника ротора и стенкой цилиндра начинает поступать горючая смесь или воздух. При этом движение продолжается, эта вершина достигает и проходит высокую часть овала и дальше идет на сужение. Возможность постоянного контакта вершины ротора обеспечивается его эксцентриковым движением.

Впуск воздуха производится до тех пор, пока вторая вершина ротора не перекроет впускное окно. В это время первая вершина уже прошла высоту овала цилиндра и пошла на его сужение, при этом пространство между цилиндром и стороной ротора начинает значительно сокращаться в объеме – происходит такт сжатия.

В момент, когда сторона ротора проходит максимальное сужение, в пространство между стороной ротора и стенкой цилиндра подается искра, которая воспламеняет горючую смесь, сжатую между зауженной стенкой цилиндра и стороной ротора.

Особенностью роторного двигателя является то, что воспламенение производится не перед прохождением стороны так называемой «мертвой точки», как это делается в поршневом двигателе, а после ее прохождения. Делается это для того, чтобы энергия, выделенная при сгорании, воздействовала на ту часть стороны ротора, которая уже прошла ВМТ (верхняя мёртвая точка). Этим обеспечивается вращение ротора в нужную сторону.

После прохождения свечи, первая вершина ротора начинает открывать выпускное окно, и постепенно, пока вторая вершина не перекроет выпускное окно – производится отвод газов.

Такты двигателя

Следует отметить, что был описан весь процесс, сделанный только одной стороной ротора, все стороны проделывают процесс один за другим. То есть, за одно вращение ротора производится одновременно три цикла – пока в полость между одной стороной ротора и цилиндра запускается воздух или горючая смесь, в это время вторая сторона ротора проходит ВМТ, а третья – выпускает отработанные газы.

Теперь о вращении вала, на эксцентрик которого надет ротор. За счет этого эксцентрика полный оборот вала производится меньше чем за один оборот ротора. То есть, за один полный цикл вал сделает три оборота, при этом отдавая полезное действие дальше. В поршневом двигателе один цикл происходит за два оборота коленчатого вала и только один полуоборот при этом является полезным. Этим обеспечивается высокий выход КПД.

Если сравнить роторный двигатель с поршневым, то выход мощности с одной секции, которая состоит из одного ротора и статора, равна мощности 3-цилиндрового двигателя.

А если учитывать, что Mazda устанавливала на свои авто двухсекционные роторные моторы, то по мощности они не уступают 6-цилиндровым поршневым моторам.

Схема устройства РПД

В конструкцию РПД входят следующие элементы:

1. Ротор с 3 выпуклыми гранями, выполняющими функции поршня. За счет углублений увеличивается скорость вращения, образуется больше пространства для воздушно-топливной смеси.
2. Пластины из металла, закрепленные на вершинах каждой из сторон. Их предназначение — формирование полостей в корпусе, где происходят рабочие процессы силовой установки.
3. 2 металлических кольца на гранях ротора служат для образования камерных стенок.
4. В центре конструкции располагаются 2 больших колеса с большим количеством зубьев, вращающихся вокруг шестерней меньшего диаметра. Зубчатая передача соединена с приводным устройством, закрепленном на выходном валу. Направление и траектория движения внутри камеры зависят от этого соединения.
5. Корпус ротора. Изготавливается в форме условного овала. Такая конфигурация обеспечивает постоянный контакт вершин треугольника со стенками капсулы, создавая 3 изолированных объема газа.
6. Окна впрыска и выхлопа. Клапанов не имеют. Впускное отверстие соединено с системой подачи топлива, а выпускное — с выхлопной трубой.
7. Выходной вал с эксцентриковой конструкцией. На нем расположены особые кулачки, смещенные относительно осевой линии. На каждый из этих выступов надевается отдельный ротор. Благодаря несимметричной установке, происходит неравномерное распределение силы давления. Это приводит к образованию крутящего момента, вызывающего стабильную работу силовой установки, основанную на оборотах вала.

5 основных слоев, скрепленных по окружности длинными шурупами, составляют стандартную конструкцию двухроторного двигателя. При этом создаются условия для свободной циркуляции охлаждающей жидкости внутри системы. Движущиеся части, представленные 2 роторами и эксцентриковым выходным валом, располагаются между 2 стационарными участками.

Мощность и ресурс

По сравнению со стандартным ДВС, роторный агрегат характеризуется большей удельной мощностью, которая измеряется в л.с./кг. Это объясняется меньшей массой подвижных деталей, составляющих конструкцию РПД. Обоснование — отсутствие газораспределительного механизма, клапанной системы, коленчатого вала и шатунов.

Кроме того, однороторный двигатель преобразует энергию сгорания топлива во вращательное движение на протяжении ¾ тактов рабочего цикла. Для поршневых моторов этот показатель снижен до ¼.

В результате при вместимости цилиндров 1,3 л современный РПД серийного производства развивает мощность до 220 л.с. А если базовая конструкция дополнена турбинным надувом, то до 350 л.с.

До 2011 г. только японские промышленники концерна «Мазда» выпускали автомобили с двигателями роторного типа. А потом и они сняли агрегат с производства. Вероятная причина — заниженный ресурс силовой установки. До первого капитального ремонта транспортные средства проезжают всего 100 тыс. км. При аккуратном стиле вождения и бережном отношении пробег увеличивается до 200 тыс. км.

Уязвимое звено — уплотнители ротора, страдающие от перегрева и высоких нагрузок. Кроме этих факторов на них оказывают негативное влияние детонация и износ подшипников, расположенных на эксцентриковом валу.

Автора!

Создателем известного нам РПД принято считать Феликса Ванкеля, однако сам он предлагал несколько иную конструкцию: в его двигателе ротор и корпус вращались вокруг неподвижного вала. Такая схема упрощала работу уплотнительных соединений камер сгорания и не требовала противовесов для уравновешивания, хотя при этом возникали огромные проблемы с подводом впускных и выпускных каналов, а также с передачей напряжения на вращающие свечи. Поэтому в серию пошел РПД, предложенный Вальтером Фройде, в то время как Ванкель сосредоточился на исследованиях механических уплотнений.

Проблемы доставляет и очень неравномерный нагрев корпуса. Это в поршневом двигателе вспышки чередуются по цилиндрам, а после рабочего хода камера охлаждается на такте впуска. В роторном же вспышки происходят только в одной части двигателя, причем происходят постоянно, в то время как противоположная часть непрерывно охлаждается всасываемым воздухом. Такой перепад температур деформирует картер двигателя, заставляя еще на этапе проектирования учитывать это отклонение формы в процессе прогрева. Разумеется, все это не способствует лучшей работе уплотнительных соединений и долговечности материалов. В итоге преимущества конструктивной простоты РПД нивелируются его малым ресурсом – пробег до капремонта редко превышает 100 тыс. км.

Окончательным же приговором роторным двигателям стала экология. Низкая экономичность означает большие выбросы CO2, а неоптимальный процесс сгорания повышает уровни токсичных соединений, к которым подмешиваются еще и продукты горения масла. И все это на фоне повального стремления к экологической чистоте, на что автопроизводители расходуют огромные средства. В результате даже Mazda, потратившая немало усилий на раскрутку роторной идеологии, была вынуждена от нее отказаться.

Конец истории? Видимо, да. Но окончательно прощаться с роторными моторами все же рано: пускай им уже и не занять основное место под капотом, они вполне могут быть востребованы в качестве резервного генератора для подзарядки батарей электромобиля. Впрочем, все ДВС со временем ожидает та же участь.

Фазы работы

Как действует роторный двигатель? Принцип работы (gif-изображения и схему РПД вы можете увидеть ниже) данного мотора заключается в следующем. Функционирование двигателя состоит из четырех повторяющихся циклов, а именно:

1. Подачи топлива. Это первая фаза работы двигателя. Она происходит в тот момент, когда вершина ротора находится на уровне отверстия подачи. Когда камера открыта для основного отсека, ее объем приближается к минимуму. Как только ротор вращается мимо нее, в отсек попадает топливно-воздушная смесь. После этого камера снова становится закрытой.
2. Сжатия. Когда ротор продолжает свое движение, пространство в отсеке уменьшается. Таким образом, происходит сжатие смеси из воздуха и топлива. Как только механизм проходит отсек со свечей зажигания, объем камеры снова уменьшается. В этот момент происходит воспламенение смеси.
3. Воспламенения. Зачастую роторный двигатель (ВАЗ-21018 в том числе) имеет несколько свечей зажигания. Это обусловлено большой длиной камеры сгорания. Как только свеча воспламеняет горючую смесь, уровень давления внутри увеличивается в десятки раз. Таким образом, ротор снова приводится в действие. Далее давление в камере и количество газов продолжают расти. В этот момент происходит перемещение ротора и создание крутящего момента. Так продолжается до тех пор, пока механизм не пройдет выхлопной отсек.
4. Выпуска газов. Когда ротор проходит данный отсек, газ под высоким давлением начинает свободно перемещаться в выхлопную трубу. При этом движение механизма не прекращается. Ротор стабильно вращается до тех пор, пока объем камеры сгорания снова не упадет до минимума. К этому времени из мотора выдавится оставшееся количество отработавших газов.

Именно такой имеет роторный двигатель принцип работы. ВАЗ-2108, на который также монтировался РПД, как и японская «Мазда», отличался тихой работой мотора и высокими динамическими характеристиками. Но в серийное производство данная модификация так и не была запущена. Итак, мы выяснили, какой имеет роторный двигатель принцип работы.

История Ванкеля

Жизнь Феликса Генриха Ванкеля не была простой, рано оставшись сиротой (отец будущего изобретателя погиб в первой мировой войне), Феликс не мог собрать средства для обучения в университете, а рабочую специальность не позволяла получить сильная близорукость.

Это побудило Ванкеля на самостоятельное изучение технических дисциплин, благодаря чему в 1924 году ему пришла в голову идея создать роторный двигатель с вращающейся камерой внутреннего сгорания.

После войны она достается в качестве репарации французам, а сам изобретатель попадает в тюрьму, как пособник гитлеровского режима. Лишь в 1951 году, Феликс Генрих Ванкель устраивается на работу в компанию по производству мотоциклов «NSU» и продолжает исследования.

Достоинства и недостатки

Теперь о достоинствах роторных моторов, а их вполне много. Выходит, что одна секция по мощности равна 3-цилиндровому мотору, при этом она в габаритных размерах значительно меньше. Это сказывается на компактности самых моторов. Об этом можно судить по модели Mazda RX-8. Этот автомобиль, обладая хорошим показателем мощности, имеет средне моторную компоновку, чем удалось добиться точной развесовки авто по осям, влияющую на устойчивость и управляемость авто.

Помимо компактных размеров в этом двигателе отсутствует газораспределительный механизм (ГРМ), ведь все фазы газораспределения выполняются самим ротором. Это значительно уменьшило металлоемкость конструкции, и как следствие – массу двигателя.

Из-за ненадобности поршней и ГРМ снижено количество подвижных частей в двигателе, что сказывается на надежности конструкции.

Сам двигатель из-за отсутствия разнонаправленных движений, которые есть в поршневом моторе, при работе меньше вибрирует.

Но и недостатков у такого двигателя тоже хватает. Начнем с того, что система смазки у него идентична с системой 2-тактного двигателя. То есть, смазка поверхности цилиндра производится вместе с топливом. Но только организация подачи масла несколько иная. Если в 2-тактном двигателе масло для смазки добавляется прямо в топливо, то в роторном оно подается через форсунки, а потом оно уже смешивается с топливом.

Использование такого типа смазки привело к тому, что для двигателя подходит только минеральное масло или специализированное полусинтетическое. При этом в процессе работы масло сгорает, что негативно сказывается на составе выхлопных газов. По экологичности роторный двигатель сильно уступает 4-тактному поршневому двигателю.

При всей простоте конструкции роторный мотор обладает сравнительно небольшим ресурсом. У той же Mazda пробег до капитального ремонта составляет всего 100 тыс. км. В первую очередь «страдают» апексы – аналоги компрессионных колец в поршневом двигателе. Апексы размещаются на вершинах ротора и обеспечивают плотное прилегание вершины к стенке цилиндра.

Недостатком является также невозможность проведения восстановительных работ. Если у ротора изношены посадочные места апексов – ротор полностью заменяется, поскольку восстановить эти места невозможно.

То же касается и цилиндра статора. При его повреждении расточка практически невозможна из-за сложности выполнения такой работы.

Из-за большой скорости вращения эксцентрикового вала, его вкладыши изнашиваются значительно быстрее.

В общем, при значительно простой конструкции, из-за сложности процессов его работы роторный двигатель оказывается по надежности значительно хуже поршневого.

Но в целом, роторный двигатель не является тупиковой ветвью развития двигателей внутреннего сгорания. Та же Mazda постоянно совершенствует данный тип мотора. К примеру, мотор, устанавливаемый на RX-8 по токсичности уже мало отличается от поршневого, что является большим достижением.

Теперь они стараются еще и увеличить ресурс. Однако это скорее всего будет достигнуто за счет использования особых материалов изготовления элементов двигателя, а также из-за высокой степени обработки поверхностей, что еще больше осложнит и увеличит стоимость ремонта.

Одни головоломки

Получается, что за счет отличного наполнения РПД оказывается все-таки сопоставим по литровой мощности с поршневым мотором, одновременно сильно уступая ему в экономичности. Тем не менее в равенство литровой мощности поначалу трудно поверить. Какой поршневой агрегат сравнится c ротором Mazda RX-8, выдающим 230 л.с. с двух секций общим объемом 1,3 л.? Это же 176 «лошадей» с литра!

Так-то оно так, но нужно помнить, что за один оборот вала роторный двигатель отрабатывает весь рабочий объем, а поршневой – только половину, причем и тот и другой способны выдать за этот оборот полную мощность. Таким образом, при сравнении удельной мощности объем поршневого двигателя справедливо делить на два. Возьмем, например, Nissan 350Z – одного из конкурентов RX-8. Его 300-сильный V6 имеет объем 3,5 л, то есть 1,75 л на одном обороте и 171 «лошадку» с литра. Практически как у RX-8! При этом, несмотря на 30-процентное преимущество в мощности и чуть более тяжелый кузов, он расходует столько же топлива в смешанном цикле, сколько и RX-8.

Пытаясь как-то снизить расход топлива в роторе, инженеры пробовали применить непосредственный впрыск, но неудачная форма камеры сгорания мешала организовать вихревое смесеобразование, лишая возможности работы на обедненной смеси. Задумывались и о дизельном топливе, но успеха это направление тоже не принесло: слишком велики нагрузки на ротор, да и уплотнение рабочих камер организовать труднее, ведь степень сжатия должна быть почти в два раза больше.

А уплотнения и без того, отдельная головная боль. Если в поршневом двигателе кольца всегда находятся под одним и тем же углом к поверхности трения, то в роторном рабочий угол радиальных пластин постоянно меняется. Меняется и усилие их прижима к поверхности корпуса – оно определяется центробежной силой, а потому сильно зависит от оборотов. А как организовать их смазку? Только впрыскиванием масла в рабочую камеру подобно двухтактным поршневым моторам. Но это влечет значительный расход масла на угар (около 1 л на 1000 км) и повышает риск закоксовывания уплотнений. Достаточно сказать, что именно из-за того, что оказалось невозможно хорошо герметизировать рабочие камеры, было отброшено множество других более замысловатых роторных конструкций, обладавших рядом преимуществ. В привычном же нам РПД задачу удалось до некоторой степени решить, хотя уплотнения все же остаются слабым местом мотора.

Виды преобразователей

Почему так важно рассмотреть виды, чтобы понять, чем отличается статор электродвигателя от подвижной его части. Все дело в том, что конструктивных особенностей у электродвижков немало, то же самое касается и генераторов (это преобразователи механической энергии в электрическую, электродвигатели имеют обратную функциональность).

Итак, электрические двигатели делятся на аппараты переменного и постоянного тока. Первые в свою очередь разделяются на синхронные, асинхронные и коллекторные. У первых угловая скорость вращения статора и ротора равны. У вторых два эти показателя неравны. У коллекторных видов в конструкции присутствует так называемый преобразователь частоты и количества фаз механического типа, который носит название коллектор. Отсюда и название агрегата. Именно он напрямую связан с обмотками ротора двигателя и его статора.

Машины постоянного тока на роторе имеют тот же коллектор. Но в случае с генераторами он выполняет функции преобразователя, а в случае с электродвигателями функции инвертора.

Если электрический агрегат – это машина, в которой вращается только ротор, то его название – одномерный. Если в нем вращаются в противоположные стороны сразу два элемента, то этот аппарат носит название двухмерный или биротативный.

Знакомство с оборудованием

Незнакомое слово «рекуператор» происходит от латинского «recuperatio», которое означает «возвращение». В нашем случае это часть тепла зимой или прохлады летом. Роторный рекуператор, как и его пластинчатый «коллега», совершает теплообмен: передает тепло от выходящего отработанного воздуха приточному холодному. Или, наоборот, забирает часть тепла от входящего, смешивая его с комфортными прохладными исходящими массами. Результат его рекуперативной зимней «деятельности» — снижение затрат на электроэнергию, тратящуюся на отопление помещений.

Устройство

Все приборы отличаются конструктивно, призваны выполнять свои задачи, которые в большей степени отличаются масштабами. Если сравнивать два популярных вида устройств — роторный и пластинчатый рекуператор, то последний предназначается для небольших помещений. Первый, герой этой статьи, способен справиться с более серьезной задачей — сделать комфортным помещение достаточно большой площади.

Рассматриваемый теплообменник состоит из стального оцинкованного (алюминиевого для небольших моделей) корпуса, ременного привода и ротора. Основа прибора — барабан, вращающийся с помощью двигателя. Этот цилиндр сделан из двух видов алюминиевой фольги: гладкой и гофрированной (60-120 мкм). Они намотаны друг на друга. В состав роторной конструкции входят осевые подшипники, датчик для контроля вращения ротора, а также уплотнительная лента, изолирующая воздушные потоки.

Внутри барабана располагаются каналы — коаксиальные и треугольные. Его устанавливают перпендикулярно движению воздушных масс. Исходящий воздух оставляет тепло в том секторе ротора, через который проходит. Вращаясь, прибор передает тепловую энергию приточным массам, а сам нагретый сектор охлаждается.

Характеристики

КПД роторных рекуператоров — 70-85% (87%). Помимо сохранения тепла устройства выполняют еще одну работу: они передают влагу. Для помещений, где постоянно повышен (или понижен) уровень влажности, такое дополнительное оборудование — наилучший вариант.

Полностью изолировать исходящие и входящие потоки друг от друга невозможно технически. Но такую задачу не ставят, потому что смешивается всего около 5%, либо цифра эта немногим больше. Есть возможность изменять скорость вращения теплообменника: для регулировки продуктивности используют преобразователи частоты.

Роторные конструкции более эффективны, чем их пластинчатые соперники, но из-за сложности конструкции и более высокого КПД стоят они совсем недешево. Однако оборудование, благодаря высокой эффективности, окупается за 1-2 года. Его устанавливают в качестве дополнительного элемента вентиляционной системы в помещениях средней площади: в гаражи, офисы, частные дома, на небольших складах.

Полноценное проведение диагностического осмотра мотора

Для того, чтобы осмотреть статор и другие центральные элементы электродвигателя, используют специальные козлы, оснащенные двумя катками в верхней своей части. Последние упрощают вращение деталей.

Самостоятельный ремонт мотора следует начинать с тщательного изучения всей технической документации. Далее определяется степень износа подшипников, обнаруживаются и устраняются иные дефекты.

Проверить ротор двигателя необходимо на предмет состояния всех металлических элементов, крепления пластин к валу, качества замкнутой проводки и, наконец, должного функционирования вентиляторов.

Технические работы ведутся с использованием набора специальных ключей, обыкновенного тестера и механизмов для подъема. Главное не забыть отключить мотор от сети. Все узлы очищаются от слоя пыли при помощи щеточек и обдуваются сжатым воздухом. В дальнейшем мелкие детали и все их крепления желательно складывать в отдельный ящик, чтобы избежать пропажи.

Ротор электродвигателя разбирается с учетом следующих рекомендаций. Как только щит будет отделен от корпуса двигателя, его сдвигают вдоль вала, стараясь не повредить изоляцию обмоток. Для этих целей используют картон высокой плотности, размещая его между статором и ротором, а впоследствии укладывая на него детали.

С вала также снимаются пружины и подшипники. Демонтируется обмотка короткозамкнутого типа и сердечник. Главным требованием при выемке ротора является аккуратное движение вдоль оси.

При проверке вентиляторов обращают внимание на целостность лопастей и надежность их крепления. Делается процедура при помощи молотка. Дефектные детали заменяются. Нельзя нарушать балансировку, поэтому перед осмотром необходимо сделать заметку на роторе, чтобы при сборе каждый элемент встал на свое место.

Расход масла

Также роторный двигатель очень требователен к обслуживанию.

Расход масла у него составляет более 500 миллилитров на 1 тысячу километров, что заставляет заливать жидкость каждые 4-5 тыс. километров пробега. Если вовремя не произвести замену, мотор попросту выйдет из строя. То есть к вопросу обслуживания роторного двигателя нужно подходить более ответственно, иначе малейшая ошибка чревата дорогостоящим ремонтом агрегата.

Ремонт

Ремонтные работы всего устройства выполняются с целью восстановления его функциональности и работоспособности. Иногда требуется замена некоторых деталей. Например, при нагреве статора по разным причинам, может образоваться нагар на конструкции якоря электродвигателя.

Последовательность шагов тогда следующая:демонтаж двигателя;

• очистные работы;
• разборка всех узлов;
• восстановление поврежденных частей;
• покраска;
• сборка двигателя и проверка его в нагрузочном режиме.

Если оборудование представлено фазным типом, то требуются ремонтные работы отдельным его узлам, в том числе и щеточно-коллекторному.

Если стержень имеет трещины, то он подлежит восстановлению или замене. Делается это так: на месте трещины проводится надрез и высверливание отверстий от точки этого надреза до торца замыкающего кольца. Та часть, которая оказалась высверленной, заполняется медным сплавом.

Не стоит забывать и о проверке двигателя на обрыв и короткое замыкание. Сопротивление ротора и статора проверяются при помощи омметра, сверяясь при этом с техническими характеристиками в инструкции по эксплуатации. Однако прибор должен быть крайне чувствителен ввиду стремления сопротивления к нулю в обмотках мощных моделей моторов.

Сложность производства деталей

Кроме того, стоит отметить высокую стоимость производства деталей данного двигателя, которая объяснялась сложностью изготовления ротора. Для того чтобы данный механизм правильно прошел эпитрохоидальную кривую, нужна высокая геометрическая точность (для цилиндра в том числе). Поэтому при изготовлении роторных двигателей невозможно обойтись без специализированного дорогостоящего оборудования и особых знаний в технической области. Соответственно, все эти затраты заранее закладываются в цену автомобиля.

Существует ли тюнинг Renesis

Многие автовладельцы хотели бы несколько доработать роторный двигатель «Мазда RX8». Отзывы же говорят о нецелесообразности тюнинга. Это связано в первую очередь с его высоко стоимостью и сложностью. Влияет также и ресурс РПД, который и так достаточно низкий, а еще больше его уменьшить вряд ли кто-то захочет.

Именно поэтому на данный автомобиль чаще пытаются установить другой мотор, нежели тюнинговать этот. Правда, в большинстве случаев такие попытки ни к чему не приводят. РПД имеет небольшую массу, в данном случае 110 кг. Единственный более или менее вменяемый вариант — установить РПД от RX-7, который считается более живучим. Хотя 90% владельцев катаются на том, что поставили на заводе, то бишь в стоке, и остаются весьма довольны.

Поиск СТО — целая наука

Даже сегодня далеко не каждый автосервис возьмется за ремонт такого двигателя. В России таких СТО, может, и насобирается десяток, которые располагаются в основном в крупных городах, таких как Москва или Санкт-Петербург. Ну а что же делать владельцам такого автомобиля в провинции, совершенно непонятно. Это один из ключевых факторов, которые не дают людям покупать машины с подобным мотором.

Но даже если сервис с такими специалистами и найдется, то где же взять запчасти? Их придется заказывать и, скорее всего, ждать нужно будет долго. Конечно, роторный двигатель «Мазда RX8», ресурс которого и так невелик, может уменьшиться благодаря неквалифицированным сотрудникам сервиса. Поэтому куда-нибудь отдавать авто тоже не хочется. Скорее всего, и заявленная сумма на ремонт РПД будет просто удивительной, но это уже зависит от наглости конкретно взятого моториста.

Разновидности

На данный момент существует пять разновидностей данных типов агрегатов:

1. Роторные моторы с возвратно-вращательными движениями вала.
2. С равномерным вращением вала. При этом в его конструкции не используются какие-либо уплотнительные механизмы. Расположение камер сгорания у них спирального типа.

3. Агрегаты с пульсирующе-вращательным движением, направленным в 1 сторону.
4. С планетарным вращением вала, без уплотнительных элементов. Яркий пример тому – двигатель Ванкеля.
5. РПД с равномерной работой рабочих элементов и спиральным типом расположения камер сгорания.

Роторные двигатели: особенности, плюсы и минусы

У каждого великого изобретения своя история рождения. Многие технологии и устройства появились на свет благодаря неуемному труду талантливых мастеров своего дела. Не так давно мир узнал о роторном двигателе. Однако не все владельцы автомобилей знакомы с историей его появления и принципами функционирования.

История зарождения и принцип работы двигателя

Роторно-поршневый двигатель появился вследствие взаимовыгодного сотрудничества двух инженеров – Вальтера Фройде и Феликса Ванкеля. Конструкция двигателя была разработана в 1957 году. Каждый из специалистов внес свой вклад в создание этого прибора. Инженерная концепция и базовая схема, на основании которой разрабатывался роторный агрегат принадлежала Вальтеру Фройде, тогда как вопросом уплотнения вращающихся клапанов занимался его коллега Феликс Ванкель.

На практике роторные изделия стали использоваться уже в середине 1958 года. Изобретение обладало вращающейся камерой. Конструкция оказалось неудобной в использовании, поэтому в базовые схемы были внесены некоторые корректировки. На просторах советского союза поначалу не охотно принимали новое изобретение. Только в 80-х годах на автомобиле ВАЗ – 2108 был установлен роторный агрегат. На территории западных стран ситуация складывалась не лучше. Новинка не привлекла местное население. После топливного кризиса, произошедшего в 1973 году, автолюбители стали больше присматриваться к машинам с экономными видами двигателя.

Принцип работы такого агрегата имеет свои нюансы. Во-первых, агрегат находится в овальном цилиндре и имеет треугольную форму. У этой конструкции напрочь отсутствует шатуны, коленвал, головки блока и противовесы. Подобные элементы наблюдаются на обычных поршневых автомобильных устройствах. Сам двигатель насажен на вал и соединен с зубчатым колесом. Последняя деталь системы сцеплена со статором.

Принцип функционирования ротора заключен в его вращении вокруг статора по специальной эпитрохоидальной кривой. Лопасти устройства поочередно перекрывают камеры цилиндра. Именно в этих камерах происходит сгорание топлива. Ротор не совершает поступательные движения в обратную сторону. Задача прибора с помощью своих лопастей правильно распределить поступившую горючею смесь, а затем выпустить отработанные газы.

Настало время взглянуть на сильные и слабые стороны роторного изобретения.

Преимущества роторного устройства

У широко используемого прибора наблюдается немало положительных качеств. Так достоинствами двигателя считают:

• Габариты конструкции. Роторные двигатели в два раза меньше по размерам, нежели обычные поршневые агрегаты. Поразительная компактность устройства позволила опытным конструкторам добиться идеальной развесовки по осям. Это, в свою очередь, положительно сказывается на устойчивости авто во время движения.
• Высокий уровень сбалансированности РПД. Мотор такого двигателя обладает качественной силовой установкой. Роторные конструкции меньше остальных подвержены вибрации.
• У представленного двигателя высокая удельная мощность. Это возможно благодаря простоте конструкции. В роторно-поршневом моторе не наблюдается коленчатый вал и шатуны. К тому же движущиеся части небольшие по весу.
• Высокие обороты агрегата позволяют на низкой передаче развить скорость до 100 к/м в час.
• Автомобильная техника известна своим небольшим рабочим объемом. Двигатель функционирует абсолютно бесшумно. Возможно использование топлива с невысоким октановым числом.

И все же у простой конструкции с незамысловатым принципом работы имеется парочка недостатков.

Недостатки изобретения

Так называемые минусы касаются самой конструкции и процесса ее функционирования. Недостатками изобретения Ванкеля считают:

• Перепады давления в камерах сгорания. Постоянные скачки давления быстро изнашивают уплотнения между форсунками устройства. В итоге силовой агрегат может нуждаться в капитальном ремонте.
• Маленький объем линзовидной камеры сгорания с большой площадью вызывает перегрев двигателя.
• Большой расход топлива на низких оборотах. На 100 км пробега понадобится 20 литров бензина. Такие условия бьют по карману владельца транспортного средства. Поэтому многие из них считают невыгодным использование подобного двигателя.
• Роторный двигатель строго нуждается в регулярной замене моторного масла. Несоблюдение этого требования может серьезно навредить роторному агрегату. В некоторых случаях понадобится его менять на новый. К эксплуатации и обслуживанию такого устройства следует подходить серьезно.
• Использование роторного двигателя вредит окружающей среде. Малая длина хода и скорость вращения ротора способствует выталкиванию вредных, горячих газов. Вместе с маслом продукты сгорания пагубно сказываются на экологии.
• Высокая стоимость. Изготовление деталей такого двигателя сложный и кропотливый процесс. Требуется задействовать дорогостоящее и высокоточное оборудование. Привлечение качественного и современного материала увеличивает стоимость автомобильной конструкции.

Когда автовладелец решает приобрести двигатель для машины, очень важно понять, как правильно его выбрать, к чему присмотреться. Помимо стоимости рекомендуют учитывать мощность агрегата, а также вид привода мотора. Не стоит упускать из виду вопрос расхода горючего. Двигатель должен быть полностью исправным и подлежать ремонту в случае возникновения неполадок в его работе.

Вывод

Надежный и качественный двигатель – залог беззаботной и долгой езды на автомобиле. Роторные конструкции, как показывает статья, имеют незамысловатый принцип работы. При этом не могут обойтись без должно и своевременного ухода. Покупая представленный двигатель, автовладелец должен помнить о всех нюансах такой конструкции.

принцип работы, плюсы и минусы устройства

Роторный двигатель внутреннего сгорания, созданный как альтернатива классическим поршневым агрегатам, отличался компактными размерами и высокой мощностью. Технологические сложности и высокая себестоимость не позволили мотору завоевать популярность. Серийный выпуск был освоен всего несколькими автомобильными заводами, а внедрение турбокомпрессоров и использование систем непрерывной регулировки фаз газораспределения поставили крест на дальнейшем развитии оригинальной конструкции.

Что такое роторный двигатель

В ДВС с коленчатым валом сгорающая топливовоздушная смесь воздействует на поршень и шатун, которые совершают возвратно–поступательное движение. Недостатками силовых установок поршневого типа является механическая неуравновешенность деталей, вызывающая вибрации.

Но производители поршневых моторов нашли способы устранения дефекта путем установки балансирных валов или маховиков с усовершенствованной конструкцией.

Кто изобрел

Концепцию работоспособного роторно–поршневого двигателя предложил немецкий инженер и изобретатель Вальтер Фройде, являвшийся сотрудником компании NSU (затем фирма вошла в состав марки Audi). Одновременно похожий проект разработал и Феликс Ванкель, также трудившийся в NSU. В конструкции установок использовался треугольный ротор с профилем Рело, позволивший избежать вибраций от движения поршней традиционного ДВС. Ротор вращается в цилиндре статора со специальным профилем, обеспечивающим чередование тактов и защиту от выхода газов.

История Ванкеля

Жизнь Феликса Генриха Ванкеля не была простой, рано оставшись сиротой (отец будущего изобретателя погиб в первой мировой войне), Феликс не мог собрать средства для обучения в университете, а рабочую специальность не позволяла получить сильная близорукость.

Это побудило Ванкеля на самостоятельное изучение технических дисциплин, благодаря чему в 1924 году ему пришла в голову идея создать роторный двигатель с вращающейся камерой внутреннего сгорания.

После войны она достается в качестве репарации французам, а сам изобретатель попадает в тюрьму, как пособник гитлеровского режима. Лишь в 1951 году, Феликс Генрих Ванкель устраивается на работу в компанию по производству мотоциклов «NSU» и продолжает исследования.

Внешний вид

Оригинальная схема роторно–поршневого мотора позволила отказаться от массивного блока цилиндров, вместо которого используется цилиндрический картер с двойной стенкой для циркуляции охлаждающей жидкости. Двигатель Ванкеля уже и короче поршневого движка, что позволяет снизить габариты моторного отсека. Мотор работает на смеси, приготовляемой в карбюраторе или при помощи форсунок для непосредственного впрыска бензина. На валу устанавливается шкив для привода навесных агрегатов и муфта сцепления для передачи мощности к коробке скоростей.

Достоинства и недостатки роторных ДВС

Сильные стороны
Улучшенную динамическую характеристику, позволяющую быстро разогнать автомобиль без переключения скоростей при частоте вращения вала до 8000 об/мин

Отсутствие вибраций при работе, характерных для традиционных поршневых двигателей, что обеспечивает повышение комфортности

Меньшие габариты, роторный двигатель Ванкеля отличается от традиционных моторов уменьшенными в 1,5–2 раза размерами при одинаковом рабочем объеме. Компактность роторной установки позволяет применять агрегат на малогабаритной технике (преимущество нивелировано созданием классических двигателей с маленьким объемом и наддувом)

Повышенную удельную мощность, обеспечиваемую снижением массы подвижных частей и новым принципом работы. Агрегат выдает полезную мощность на протяжении 3/4 оборота вала, у мотора традиционной конструкции с 4 цилиндрами передача потока мощности осуществляется на протяжении 1/4 оборота

Простоту конструкции, в роторных силовых агрегатах используется в 15–20 раз меньше деталей, чем в поршневых двигателях (без учета компонентов навесной системы)

Увеличенную на 20–25% частоту вращения выходного вала, достигаемую за счет отсутствия преобразования одного вида движения в другой

Слабые стороны

Недостаточная прочность и долговечность конструкции. Роторы вращаются и передают момент через эксцентриковый редуктор, который подвергается воздействию механических и термических нагрузок. Является ключевым минусом РПД, ограничивающим развитие и распространение двигателя Ванкеля

Система смазки роторно–поршневого мотора требует частой замены масла. Даже при своевременном обслуживании ресурс уплотнителей камеры сгорания не превышает 50 тыс. км. При несвоевременном обслуживании происходит поломка ротора или картера, что приводит к необходимости капитального ремонта агрегата

Зависимость эффективности работы от состояния уплотнителей, при вращении ротора в изношенном моторе увеличиваются утечки газа между камерами. Образующиеся при сгорании топлива газы имеют повышенную токсичность, которую невозможно снизить каталитическим нейтрализатором. Инженеры Mazda смогли устранить дефект путем внедрения колец из высоколегированной стали

Склонность роторных моторов к перегреву, поскольку цикл сгорания длится на протяжении 3/4 оборота ротора и происходит в камере, имеющей невыгодную конфигурацию свода. По этой причине КПД поршневого двигателя выше, чем у роторного аналога

Сложность капитального ремонта силового агрегата по сравнению с классическим ДВС и меньший ресурс

Повышенная стоимость производства комплектующих, для обработки деталей требуется оборудование с повышенной точностью

Сложность технического обслуживания роторного агрегата по сравнению со стандартной конструкцией

Машины на РПД

Автомобили с таким типом двигателя используются по сей день.

Mazda RX 8

В Мазде не просто слепо верили в перспективу такого двигателя, они его постоянно совершенствовали. И делали это довольно успешно, им удалось добиться, чтобы двигатель объемом всего 1,3 литра выдавал мощность на 215 лошадиных сил. С таким же объемом был еще более мощный вариант — на 231 лошадку. Но продажи таких автомобилей начали падать, поэтому в конце 2011 года производить RX-8 перестали.

Ваз 2109-90

На момент создания возможности этого авто на роторном двигателе впечатляли. Его устанавливали на полицейские экипажи, чтобы они были быстрыми и мощными. Показатель мощности — 140 лошадиных сил, разгон до сотни километров в час составлял 8 секунд, максимальная скорость — две сотни километров в час. Такие машины не стали популярными, они обходились дорого и не были достаточно надежными. Их использование было выгодным только в виду высокий скоростных характеристик, они обгоняли любой советский автомобиль и многие иномарки.

Mercedes C111

Его презентовали в 1970 году, в него установлен роторный двигатель на три секции объемом 1,8 литра. Мощность — 280 лошадиных сил. Максимальная скорость — 275 километров в час, причем до первой сотни разгоняется за пять секунд.

Ваз 21019 Аркан

Если бегло глянуть на эту машину, то можно перепутать его с ВАЗом 21011. Если судить по тому, что внутри, то это скорее ВАЗ-411. Это роторный мотор из двух секций, благодаря которому авто может развивать мощность до 120 лошадок. Разогнаться он может до 160 километров в час, это в теории, на практики удавалось разогнать и до более высоких скоростей. В советские времена это был один из самых скоростных автомобилей, ни одна другая отечественная машина не могла его обогнать. Превзойти Аркан могли бы, пожалуй, только иностранные авто из спортивного класса, в которых все рассчитано на скорость.

Мощность и рабочий такт

При работе мотора Ванкеля используется стандартный 4–тактный цикл, газораспределение осуществляется кромками ротора. Поступающий поток имеет сниженную турбулентность, что приводит к неравномерному сгоранию смеси и выбросу части топлива с потоком отработавших газов. За один рабочий цикл ротора соединенный с ним эксцентриковый вал выполнит 3 оборота.

При вращении происходит изменение объема камер, что позволяет отказаться от установки клапанного механизма с принудительным приводом.

Фазы работы

Как действует роторный двигатель? Принцип работы (gif-изображения и схему РПД вы можете увидеть ниже) данного мотора заключается в следующем. Функционирование двигателя состоит из четырех повторяющихся циклов, а именно:

1. Подачи топлива. Это первая фаза работы двигателя. Она происходит в тот момент, когда вершина ротора находится на уровне отверстия подачи. Когда камера открыта для основного отсека, ее объем приближается к минимуму. Как только ротор вращается мимо нее, в отсек попадает топливно-воздушная смесь. После этого камера снова становится закрытой.
2. Сжатия. Когда ротор продолжает свое движение, пространство в отсеке уменьшается. Таким образом, происходит сжатие смеси из воздуха и топлива. Как только механизм проходит отсек со свечей зажигания, объем камеры снова уменьшается. В этот момент происходит воспламенение смеси.
3. Воспламенения. Зачастую роторный двигатель (ВАЗ-21018 в том числе) имеет несколько свечей зажигания. Это обусловлено большой длиной камеры сгорания. Как только свеча воспламеняет горючую смесь, уровень давления внутри увеличивается в десятки раз. Таким образом, ротор снова приводится в действие. Далее давление в камере и количество газов продолжают расти. В этот момент происходит перемещение ротора и создание крутящего момента. Так продолжается до тех пор, пока механизм не пройдет выхлопной отсек.
4. Выпуска газов. Когда ротор проходит данный отсек, газ под высоким давлением начинает свободно перемещаться в выхлопную трубу. При этом движение механизма не прекращается. Ротор стабильно вращается до тех пор, пока объем камеры сгорания снова не упадет до минимума. К этому времени из мотора выдавится оставшееся количество отработавших газов.

Именно такой имеет роторный двигатель принцип работы. ВАЗ-2108, на который также монтировался РПД, как и японская «Мазда», отличался тихой работой мотора и высокими динамическими характеристиками. Но в серийное производство данная модификация так и не была запущена. Итак, мы выяснили, какой имеет роторный двигатель принцип работы.

Как на ВАЗе роторный двигатель внедряли

Изобретение двигателя внутреннего сгорания стало переломным моментом в истории машиностроения. На текущий момент при помощи поршневого ДВС приводятся в действие мотоциклы, легковые машины и многочисленная промышленная техника. Правда, это не значит, что он имеет совершенную конструкцию. Существуют и другие типы двигателей внутреннего сгорания, например, роторные. Их тоже устанавливали на автомобили, даже ВАЗ сделал такую попытку.

Нераскрытый потенциал

При наличии подходящей конструкции поршневой двигатель внутреннего сгорания может выдать огромную мощность. Поэтому ДВС устанавливают и в компактную технику, и в большие промышленные машины. Фактически единственными его недостатками являются размер и вес, поэтому существуют известные сложности с установкой мощных двигателей в ограниченный объём моторного отсека.

Разработать новый вид двигателей попытался Феликс Ванкель в 1930-х годах. Он решил использовать роторную конструкцию, где в камере сгорания вращается треугольный ротор, толкаемый газами от сжигаемого топлива. Мотор казался интересным и обещал большие перспективы. Ванкель провёл много времени со специалистами из BMW за его тестированием, а результаты были неутешительными: ему требовались многочисленные доработки, но с имеющимся на тот момент уровнем развития техники произвести их было практически нереально. Только в конце 1950-х годов Ванкель смог собрать рабочую модель роторного двигателя. В 1963 году его поставили на серийный седан NSU Prince Spyder.

Как показала практика, РПД (роторно поршневой двигатель) при своих компактных размерах способен выдавать гораздо большую мощность, не уступая в этом огромным и тяжёлым V8. Правда, были и неприятные моменты. Из-за своей конструкции роторный мотор обладал несколькими серьёзными родовыми болячками: он требовал огромной точности сборки, а в ходе эксплуатации быстро появлялись люфты и неисправности. Степень износа по сравнению с поршневыми ДВС была чрезвычайно велика. Тем не менее нашлись ситуации, когда достоинства РПД перевешивали быстрый износ.

ВАЗовский ротор

Заинтересовались новой разработкой и ВАЗовские специалисты. Двигатель стал отличным шансом уменьшить общий вес автомобиля и улучшить его эксплуатационные показатели при сохранении мощности на прежнем уровне. Тем более что исследования в области роторных моторов велись давно силами НАМИ, ВНИИмотопрома и НАТИ. Инженеры ВАЗа решили не заниматься копированием уже существующего двигателя Ванкеля и отказались от приобретения лицензионного. Вместо этого они занялись разработкой собственного варианта. Правда, для этого им пришлось тщательно изучить рабочий образец. Завод приобрёл автомобиль Mazda RX-2 с установленным на нём роторным мотором. Силовую установку демонтировали, разобрали до винтика и изучили едва ли не под микроскопом, после чего собрали и для испытаний в «естественной среде» установили на «Жигули».

Правда, инженерам пришлось столкнуться с серьёзными проблемами, которые впоследствии так никогда и не были решены полностью: с большим расходом топлива и быстрым износом уплотнений. Эту родовую болезнь всех РПД не удалось в итоге победить ни одному производителю, рискнувшему связаться с их проектированием и производством. Несмотря на это специалистам к 1976 году удалось собрать и продемонстрировать первый рабочий образец роторного двигателя ВАЗ-311. Он имел множество недостатков и часто выходил из строя, поэтому инженеры потратили много лет на его доводку. Лишь в 1982 году был готов предсерийный силовой агрегат. РПД мощностью 70 лошадиных сил установили на обычный ВАЗ-21011. «Жигули» с индексом 21018 должны были пойти в серийное производство. Для масштабного тестирования изготовили 50 моторов, оснастили ими десяток машин и отправили на испытания. К сожалению, закончились они плохо: через полгода не осталось ни одного рабочего экземпляра, у всех сыпались подшипники, выходили из строя уплотнители, да и расход топлива сказался запредельным.

После многочисленных выговоров от начальства решили перейти к более надёжной двухсекционной конструкции. К тому же, такие РПД были гораздо мощнее. В результате выделились две ветки автомобилей: гражданские и «догонялки». Первые большой популярности так и не получили. Расход топлива по-прежнему был большим, а надёжность оставляла желать лучшего. Зато спецмашины нашли своё место в рядах КГБ, МВД и ГАИ, здесь на подобные мелочи можно было не обращать внимания.

Работы по улучшению роторных двигателей велись постоянно, разрабатывались моторы для разных моделей, даже для «Оки». Машины выпускались только для внутреннего рынка, а объём их производства был далеко не таким большим, как с обычными ДВС. Последним РПД стал ВАЗ-415, в 1997 году его сертифицировали для монтажа на обычные автомобили, предназначенные для массмаркета. Правда, модификация с роторным двигателем была существенно дороже, а расход топлива составлял до 14 литров на каждую сотню.

РПД устанавливали на несколько моделей, включая и ВАЗ-2108, но даже имеющийся на них небольшой спрос стремительно падал. Причина же была очень простой: заявленный ресурс двигателя составлял 125 тысяч километров, а рассыпаться он начинал уже с 50 тысяч. Эпоха роторных моторов для ВАЗа закончилась на рубеже 1990-2000 годов, а работавшее над ними конструкторское бюро прекратило существование.

Пока что неизвестно, что получится из этого начинания, но ВАЗ решил выпустить «Ларгус» с электрическим двигателем.

роторный двигатель — Перевод на английский — примеры русский

Премиум

История

Избранное

Реклама

Скачать для Windows Это бесплатно

Загрузите наше бесплатное приложение

Реклама

Реклама

Нет объявлений с Премиум

Английский

Арабский
Немецкий
Английский
испанский
Французский
иврит
итальянский
Японский
Голландский
польский
португальский
румынский
Русский
Шведский
турецкий
украинец
китайский

португальский

Синонимы
арабский
Немецкий
Английский
испанский
Французский
иврит
итальянский
Японский
Голландский
польский
португальский
румынский
Русский
Шведский
турецкий
украинец
китайский язык
Украинский

Эти примеры могут содержать нецензурные слова, основанные на вашем поиске.

Эти примеры могут содержать разговорные слова на основе вашего поиска.

мотор ротативо м

двигатель giratório

моторы вращающиеся

Роторный двигатель

мотор ротаторио

7-цилиндровый giratório

Некоторые считают, что Nagare может быть оснащен будущим водородным роторным двигателем Mazda .

Alguns acreditam Que или Nagare pode ser equipado com um futuro Mazda com мотор rotativo movido a hidrogênio.

АТФ-синтаза, по сути, является роторный двигатель .

Синтез АТФ на зеленом моторе rotativo .

Были также опытные образцы ВАЗ-2108 с роторным двигателем .

Там в качестве эксперимента используется двигатель ВАЗ-2108 с мотором и двигателем .

Первоначально он был оснащен двигателем Gnome Omega 9 мощностью 50 л.с. (37 кВт).Роторный двигатель 0045 , который позже был заменен более мощным роторным двигателем.

Equipado inicialmente com um motor giratório de 50 hp, que mais tarde foi substituído por modelos mais potentes.

В Японии он был представлен в марте 1978 года, заменив Savanna RX-3, и присоединился к единственным оставшимся продуктам Mazda с роторным двигателем и двигателем , называемым Mazda Cosmo, которое было двухдверным роскошным купе, и роскошным седаном Mazda Luce.

No Japão, foi introduzido em março de 1978, substituindo o Savanna RX-3, e juntou-se aos outros produtos rotativos de motores rotativos restantes da Mazda, chamados Mazda Cosmo, que эра um cupê de luxo de duas portas e o sedã de люкс Мазда Люс.

По состоянию на 2006 год [обновление] двигатель Ванкеля является единственным успешным беспоршневым роторным двигателем , но было предложено много подобных концепций, которые находятся на разных стадиях разработки.

Ao longo da história do motor de combustão interna, muitos conceitos e protótipos de motores rotativos têm sido propostos e estão em diferentes estágios de desenvolvimento.

Роторный двигатель Wankel — настоящее приключение для Citroën 1960-х годов.

Motor rotativo Wankel: aventura Citroën dos anos 60.

К счастью, доктор Феликс Ванкель изобрел роторный двигатель .

Фелизменте, д-р Феликс Ванкель изобрел двигатель rotativo .

Представляем роторный двигатель Mazda SKYACTIV-R в виде прекрасного концепта спортивного автомобиля RX-VISION.

Апрезентамос о двигатель rotativo SKY ACTIV-R от Mazda представляет собой спортивный концепт-кар RX-VISION.

Работа над роторным двигателем , который приводил в действие многие ранние самолеты примерно до 1920 года.

O trabalho no motor giratório , que equipou muitos dos primeiros aviões até 1920.

По словам Мазды, его 9Роторный двигатель 0045 по лицензии NSU-Wankel позволял RX-7 GSL разгоняться от 0 до 50 (80 км/ч) за 6,3 секунды.

Подключенный к Mazda, с двигателем rotativo , licenciado pela NSU-Wankel, разрешено ускорение RX-7 GSL от 0 до 50 (80 км/ч) и 6,3 секунды.

Fokker A.III Военное обозначение невооруженного разведывательного самолета MK с двигателем Oberursel U.9 мощностью 80 л.с.0045 роторный двигатель ; построено 5 (см. MK/MG).

Fokker A.III Designação военный для M.K’ авиационный десантно-экипаж с двигателем giratório Oberursel U. де 80 л.с.; 5 конструктивных форм (версия MK/MG).

Вскоре они приступили к разработке одного из первых специально разработанных авиационных двигателей, объединив несколько цилиндров Gnome в роторный двигатель .

Eles logo começaram o desenvolvimento do primeiro motor especificamente destinado à aviação, combinando varios cilindros Gnome num двигатель giratório .

Военное обозначение невооруженного разведывательного самолета ML с тремя тросами на крыле и роторным двигателем Oberursel U. мощностью 80 л.с. ; по крайней мере один был построен.

Designação militar para o M.L avião desarmado com três cabos de sustentação em cada asa equipado com um motor giratório Oberursel U. de 80 л.с.; ao menos um foi construído.

Роторный двигатель 3A , изначально предназначенный для Mazda Chantez

Вращающийся двигатель 3A, оригинальный для Mazda Chantez

Продолжая серию, теперь настала очередь роторного двигателя с вашей Mazda RX-7.

Продолжайте серию, агора foi a vez do мотор ротативо com seu Mazda RX-7.

Маргарет Найт была великим изобретателем и продолжала делать то, что приходило ей в голову естественным образом, дав нам еще много инноваций, таких как роторный двигатель и станок для раскроя обуви.

Маргарет Найт foi um grande изобретатель e continuou a fazer o que ela veio naturalmente, dando-nos muitas mais inovações, tais como o motor rotativo e maquinas de corte do sapato.

Другой французский инженер, Луи Верде, сконструировал свой собственный небольшой роторный двигатель в 1910 году, который не нашел большого применения.

Um outro engenheiro francês, Louis Verdet, projetou seu próprio motor, um pequeno motor giratório em 1910, sem muito sucesso de uso no início.

В 1889 г. он изобрел роторный двигатель , который, по-видимому, привлек так мало внимания, что его принцип пришлось заново открывать братьям Сегенам в 1908 году.

Em 1889 ele inventou o motor giratório , sem no entanto atrair muita atenção, tanto que o seu princípio de funcionamento precisou ser «redescoberto» pelos irmãos Seguin em 1908.

Большой прогресс произошел с появлением семицилиндрового двигателя Gnome Omega братьев Сегин с воздушным охлаждением 9.Роторный двигатель 0045 , выставленный на Парижском авиасалоне в 1908 году и впервые установленный на самолете в 1909 году.

Um grande avanço veio com a introdução do Gnome Omega dos irmãos Seguin, um motor giratório exibido na Salão Aéreo de Paris в 1908 году, e tendo equipado um avião pela primeira vez em 1909.

Возможно неприемлемый контент

Примеры используются только для того, чтобы помочь вам перевести искомое слово или выражение в различных контекстах. Они не отбираются и не проверяются нами и могут содержать неприемлемые термины или идеи. Пожалуйста, сообщайте о примерах, которые нужно отредактировать или не отображать. Грубые или разговорные переводы обычно выделены красным или оранжевым цветом.

Зарегистрируйтесь, чтобы увидеть больше примеров
Это простой и бесплатный

регистр
Соединять

Ничего не найдено для этого значения.

Результатов: 72. Точно: 72. Прошедшее время: 157 мс.

Дополнительные функции в нашем бесплатном приложении

Голос и фото перевод, офлайн функции, синонимы , спряжение , обучение игры

Документы

Корпоративные решения

Спряжение

Синонимы

Проверка грамматики

Помощь и о

Индекс слов: 1-300, 301-600, 601-900

Индекс выражений: 1-400, 401-800, 801-1200

Индекс фраз: 1-400, 401-800, 801-1200

03

03 принцип работы роторно-поршневого двигателя Ванкеля, история создания и развития. Роторно-клапанный двигатель Что лучше роторно-поршневой двигатель

В 1957 году немецкие инженеры Феликс Ванкель и Вальтер Фройде продемонстрировали первый работающий роторный двигатель. Спустя семь лет его улучшенная версия заняла свое место под капотом немецкого спортивного автомобиля «NSU-Spyder» — первого серийного автомобиля с таким двигателем. Многие купились на новинку автомобильные компании — «Мерседес-Бенц», «Ситроен», «Дженерал Моторс». Даже ВАЗ долгие годы выпускал автомобили с двигателями Ванкеля небольшими партиями. Но единственной компанией, которая решилась на крупносерийное производство роторных двигателей и долго от них не отказывалась, несмотря ни на какие кризисы, была Mazda. Его первая модель с роторным двигателем — «Космо Спорт (110S)» — появилась в 1967.

ЧУЖОЕ СРЕДИ СВОИХ

В поршневом двигателе энергия сгорания топливовоздушной смеси сначала преобразуется в возвратно-поступательное движение поршневой группы, и только потом во вращение коленчатого вала. В роторном двигателе это происходит без промежуточной ступени, а значит с меньшими потерями.

Есть две версии бензинового 1,3-литрового атмосферника 13B-MSP с двумя роторами (секциями) — стандартной мощности (192 л.с.) и форсированной (231 л.с.). Конструктивно это сэндвич из пяти корпусов, образующих две герметичные камеры. В них под действием энергии сгорания газов вращаются роторы, закрепленные на эксцентриковом валу (похожем на коленчатый вал). Это движение очень сложное. Каждый ротор не просто вращается, а катится своим внутренним зубчатым колесом вокруг неподвижного зубчатого колеса, закрепленного в центре одной из боковых стенок камеры. Эксцентриковый вал проходит через все сэндвич-корпуса и стационарные шестерни. Ротор движется таким образом, что на каждый оборот приходится три оборота эксцентрикового вала.

В роторном моторе осуществляются те же циклы, что и в четырехтактном поршневом агрегате: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. При этом он не имеет сложного газораспределительного механизма – привода ГРМ, распределительных валов и клапанов. Все его функции выполняют впускные и выпускные окна в боковых стенках (корпусах) — и сам ротор, который при вращении открывает и закрывает «форточки».

Принцип работы роторного двигателя показан на схеме. Для простоты приведен пример двигателя с одной секцией — вторая функционирует так же. Каждая сторона ротора образует со стенками корпусов свою рабочую полость. В положении 1 объем полости минимален, и это соответствует началу такта впуска. При вращении ротора открываются впускные окна и топливно-воздушная смесь всасывается в камеру (позиции 2-4). В положении 5 рабочая полость имеет максимальный объем. Затем ротор закрывает впускные каналы и начинается такт сжатия (позиции 6-9).). В положении 10, когда объем полости снова минимален, происходит воспламенение смеси с помощью свечей и начинается рабочий цикл. Энергия сгорания газов приводит во вращение ротор. Расширение газов идет в положение 13, а максимальный объем рабочей полости соответствует положению 15. Далее, в положение 18, ротор открывает выпускные окна и выталкивает выхлопные газы. Затем цикл начинается снова.

Остальные рабочие полости работают аналогично. А так как полостей три, то за один оборот ротора приходится целых три рабочих цикла! А учитывая, что эксцентриковый (коленчатый) вал вращается в три раза быстрее ротора, на выходе мы получаем один рабочий ход (полезную работу) за один оборот вала для односекционного двигателя. У четырехтактного поршневого двигателя с одним цилиндром это соотношение в два раза ниже.

По соотношению числа рабочих ходов на один оборот выходного вала двухсекционный 13Б-МСП аналогичен обычному четырехцилиндровому поршневому двигателю. Но при этом из рабочего объема 1,3 литра он выдает примерно такую ​​же мощность и крутящий момент, как и поршневой с 2,6 литра! Секрет в том, что роторный двигатель имеет в несколько раз меньше подвижных масс — вращаются только роторы и эксцентриковый вал, да и то в одну сторону. В поршне часть полезной работы идет на привод сложного механизма газораспределения и вертикальное движение поршней, которое постоянно меняет свое направление. Еще одной особенностью роторного двигателя является его более высокая стойкость к детонации. Именно поэтому он более перспективен для работы на водороде. В роторном двигателе разрушительная энергия ненормального сгорания рабочей смеси действует только в направлении вращения ротора — это следствие его конструкции. А у поршневого мотора она направлена ​​в сторону, противоположную движению поршня, что вызывает плачевные последствия.

Двигатель Ванкеля: ЭТО НЕ ПРОСТО

Хотя роторный двигатель имеет меньше элементов, чем поршневой, в нем используются более сложные конструктивные решения и технологии. Но между ними можно провести параллели.

Корпуса роторов (статоров) изготавливаются по вставной технологии из листового металла: В корпус из алюминиевого сплава вставляется специальная стальная подложка. Это делает конструкцию легкой и прочной. Стальная основа покрыта хромом с микроскопическими канавками для лучшего удерживания масла. По сути такой статор напоминает привычный цилиндр с сухой гильзой и хонинговкой на ней.

Боковые корпуса изготовлены из специального чугуна. Каждый из них имеет впускные и выпускные отверстия. А на крайних (передней и задней) закреплены неподвижные шестерни. У моторов предыдущих поколений эти окна были в статоре. То есть в новом дизайне увеличены их размеры и количество. Благодаря этому улучшились характеристики входа и выхода рабочей смеси, а на выходе — экономичность двигателя, его мощность и топливная экономичность. Боковые корпуса в паре с роторами по функциональности можно сравнить с газораспределительным механизмом поршневого двигателя.

Ротор по сути тот же поршень и шатун одновременно. Изготовлен из специального чугуна, полый, максимально облегченный. По бокам есть канавообразная камера сгорания и, конечно же, уплотнения. Внутрь ротора вставлен подшипник — своего рода шатунный подшипник коленчатого вала.

Если обычный поршень обходится всего тремя кольцами (два компрессионных и одно маслосъемное), то у ротора таких элементов в несколько раз больше. Таким образом, апексы (уплотнения законцовок ротора) выполняют роль первых компрессионных колец. Они изготовлены из чугуна с электронно-лучевой обработкой – для повышения износостойкости при контакте со стенкой статора.

Наконечники состоят из двух элементов — основного уплотнителя и уголка. Они прижимаются к стенке статора пружиной и центробежной силой. Боковые и угловые уплотнения действуют как вторые компрессионные кольца. Они обеспечивают газонепроницаемый контакт между ротором и боковыми кожухами. Как и вершины, они прижаты к стенкам тел своими пружинами. Боковые уплотнения выполнены из металлокерамики (на них приходится основная нагрузка), а угловые уплотнения изготовлены из специального чугуна. А еще есть изоляционные уплотнители. Они предотвращают попадание части выхлопных газов во впускные каналы через зазор между ротором и боковым кожухом. Имеются сходства с обеих сторон маслосъемных колец ротора — сальники. Они задерживают масло, подаваемое в его внутреннюю полость для охлаждения.

Система смазки также сложна. В нем есть как минимум один радиатор для охлаждения масла при работе двигателя на высоких нагрузках и несколько типов масляных форсунок. Некоторые встроены в эксцентриковый вал и охлаждают роторы (по сути, они выглядят как форсунки охлаждения поршней). Другие встроены в статоры — по паре на каждый. Форсунки расположены под углом и направлены в сторону боковых стенок корпуса — для лучшей смазки боковых уплотнений корпуса и ротора. Масло попадает в рабочую полость и смешивается с топливовоздушной смесью, обеспечивая смазку остальных элементов, и сгорает вместе с ней. Поэтому важно использовать только разрешенные производителем минеральные масла или специальную полусинтетику. Неподходящие смазочные материалы будут генерировать большое количество углеродистых отложений во время сгорания, что приведет к детонации, пропускам зажигания и потере компрессии.

Топливная система довольно проста, за исключением количества и расположения форсунок. Два — перед впускными отверстиями (по одному на ротор), столько же — во впускном коллекторе. .. В коллекторе форсированного двигателя есть еще два патрубка.

Камеры сгорания очень длинные, и чтобы сгорание рабочей смеси было эффективным, приходилось использовать по две свечи на каждый ротор. Они отличаются друг от друга длиной и электродами. На провода и свечи нанесена цветная маркировка во избежание неправильной установки.

НА ПРАКТИКЕ

Срок службы двигателя 13B-MSP составляет около 100 000 км. Как ни странно, он страдает теми же проблемами, что и поршневая.

Первое слабое звено похоже сальники ротора испытывают сильный нагрев и большие нагрузки. Это действительно так, но до естественного износа они будут убиты детонацией и истощением подшипников эксцентрикового вала и роторов. Причем страдают только торцевые уплотнения (апексы), а боковые изнашиваются крайне редко.

Детонация деформирует вершины и их посадочные места на роторе. В результате, помимо уменьшения компрессии, уголки уплотнения могут выпадать и повреждать поверхность статора, не поддающуюся механической обработке. Скучать бесполезно: во-первых, сложно найти необходимое оборудование, во-вторых, запчастей на увеличенный размер просто нет. Роторы не подлежат ремонту, если канавки для вершины повреждены. Как обычно, корень беды в топливе. Честный 98-й бензин найти не так просто.

Быстрее всего изнашиваются коренные подшипники эксцентрикового вала. Видимо из-за того, что он вращается в три раза быстрее роторов. В результате роторы смещаются относительно стенок статора. И вершины роторов должны быть равноудалены от них. Рано или поздно углы вершин выпадают и разрывают поверхность статора. Эту беду никак нельзя предвидеть — в отличие от поршневого мотора, роторный практически не стучит даже при износе вкладышей.

У двигателей с форсированным наддувом бывают случаи, когда из-за очень бедной смеси происходит перегрев апекса. Пружина под ним прогибает его — в результате компрессия значительно падает.

Вторая слабость — неравномерный нагрев корпуса. Верхняя часть (где происходят такты впуска и сжатия) холоднее, чем нижняя часть (такты сгорания и выпуска). Однако кузов деформируется только у форсированных двигателей с наддувом мощностью более 500 л.с.

Как и следовало ожидать, мотор очень чувствителен к типу масла. Практика показала, что синтетические масла, пусть и специальные, при сгорании образуют много нагара. Он накапливается на апексе и уменьшает компрессию. Нужно использовать минеральное масло — оно выгорает почти бесследно. Сервисмены рекомендуют менять его каждые 5000 км.

Масляные форсунки в статоре выходят из строя в основном из-за попадания грязи во внутренние клапаны. Атмосферный воздух попадает в них через воздушный фильтр, и несвоевременная замена фильтра приводит к проблемам. Клапаны форсунок нельзя промывать.

Проблемы с холодным пуском двигателя, особенно зимой, вызваны потерей компрессии из-за износа апексов и появлением отложений на электродах свечей из-за некачественного бензина.

Свечей хватает в среднем на 15 000–20 000 км.

Вопреки распространенному мнению, производитель рекомендует глушить двигатель как обычно, а не на средних оборотах. «Знатоки» уверены, что при выключении зажигания в рабочем режиме все остаточное топливо выгорает и это облегчает последующий холодный пуск. По словам сервисменов, толку от таких ухищрений ноль. Но хотя бы небольшой прогрев перед началом движения мотору будет действительно полезен. Теплое масло (не менее 50º) будет меньше изнашиваться.

При качественной дефектовке роторного двигателя и последующем ремонте отходит еще 100 000 км. Чаще всего требуется замена статоров и всех уплотнений ротора – за это придется заплатить не менее 175 000 рублей.

Несмотря на вышеперечисленные проблемы, в России достаточно любителей роторных машин — что уж говорить о других странах! Хотя сама Mazda сняла с производства роторную «восьмерку» и не спешит с ее преемником.

Mazda RX-8: ИСПЫТАНИЕ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ

В 1991 году Mazda-787V с роторным двигателем выиграла гонку «24 часа Ле-Мана». Это была первая и единственная победа автомобиля с таким двигателем. Кстати, сейчас не все поршневые моторы доживают до финиша в «длинных» гонках на выносливость.

С изобретением двигателя внутреннего сгорания прогресс в развитии автомобилестроения шагнул вперед. Несмотря на то, что общее устройство ДВС оставалось прежним, эти агрегаты постоянно совершенствовались. Наряду с этими моторами появились более прогрессивные агрегаты роторного типа. Но почему они так и не получили широкого распространения в автомобильном мире? Ответ на этот вопрос рассмотрим в статье.

История агрегата

Роторный двигатель был спроектирован и испытан разработчиками Феликсом Ванкелем и Вальтером Фройде в 1957 году. Первым автомобилем, на который был установлен этот агрегат, был спортивный автомобиль NSU Spider. Исследования показали, что при мощности мотора в 57 лошадиных сил этот автомобиль имел возможность разгоняться до колоссальных 150 километров в час. Производство автомобилей Spider, оснащенных 57-сильным роторным двигателем, продолжалось около 3 лет.

После этого этим типом двигателя оснащали автомобиль НСУ Ро-80. Впоследствии роторные двигатели стали устанавливать на Ситроены, Мерседесы, ВАЗы и Шевроле.

Одним из самых распространенных автомобилей с роторным двигателем является японская модель Mazda Cosmo Sport. Также этим двигателем японцы стали оснащать модель RX. Принцип работы роторного двигателя («Мазда» RX) заключался в постоянном вращении ротора с изменением хода. Но об этом чуть позже.

В настоящее время японский автопроизводитель не занимается серийным производством автомобилей с роторными двигателями. Последней моделью, на которую устанавливался такой мотор, стала Mazda RX8 Spirit R. Однако в 2012 году производство этой версии автомобиля было прекращено.

Устройство и принцип работы

Каков принцип работы роторного двигателя? Этот тип двигателя отличается 4-тактным циклом действия, как на классическом двигателе внутреннего сгорания. Однако принцип работы роторно-поршневого двигателя несколько отличается от обычного поршневого.

В чем главная особенность этого мотора? Роторный двигатель Стирлинга имеет в своей конструкции не 2, не 4 и не 8 поршней, а только один. Называется ротор. Вращает заданный элемент в цилиндре особой формы. Ротор установлен на валу и соединен с зубчатым колесом. Последний имеет зубчатую муфту со стартером. Элемент вращается по эпитрохоидальной кривой. То есть лопасти ротора поочередно охватывают полость цилиндра. В последнем сжигается топливо. Принцип работы роторного двигателя (в том числе Mazda Cosmo Sport) заключается в том, что за один оборот механизм проталкивает три лепестка жестких кругов. По мере вращения детали в корпусе три отсека внутри меняют свой размер. За счет изменения габаритов в камерах создается определенное давление.

Рабочие фазы

Как работает роторный двигатель? Принцип работы (gif-изображения и схему РПД вы можете видеть ниже) этого мотора следующий. Работа двигателя состоит из четырех повторяющихся циклов, а именно:

1. Подача топлива. Это первая фаза работы двигателя. Это происходит, когда верхняя часть ротора находится на уровне загрузочного отверстия. Когда камера открыта к основному отделению, ее объем приближается к минимуму. Как только ротор вращается мимо него, в отсек поступает топливно-воздушная смесь. Затем камера снова закрывается.
2. Компрессия … По мере движения ротора пространство в отсеке уменьшается. Таким образом, смесь воздуха и топлива сжимается. Как только механизм проходит свечной отсек, объем камеры снова уменьшается. В этот момент смесь воспламеняется.
3. Зажигание . Часто роторный двигатель (в том числе ВАЗ-21018) имеет несколько свечей зажигания. Это связано с большой длиной камеры сгорания. Как только свеча воспламеняет горючую смесь, уровень давления внутри увеличивается в десятки раз. Таким образом, ротор снова активируется. Далее давление в камере и количество газов продолжают расти. В этот момент ротор движется и создается крутящий момент. Так продолжается до тех пор, пока механизм не пройдет выпускной отсек.
4. Выпуск газа. Когда ротор проходит это отделение, газ высокого давления начинает свободно двигаться в выхлопную трубу… При этом движение механизма не останавливается. Ротор вращается равномерно до тех пор, пока объем камеры сгорания снова не упадет до минимума. К этому времени из двигателя будет выдавлено оставшееся количество выхлопных газов.

Это принцип работы роторного двигателя. ВАЗ-2108, на который также устанавливался РПД, как и на японскую Mazda, отличался тихой работой двигателя и высокими динамическими характеристиками. Но эта модификация так и не была запущена в серийное производство. Итак, мы выяснили, какой принцип работы имеет роторный двигатель.

Недостатки и преимущества

Не зря этот мотор привлек внимание стольких автопроизводителей. Его особый принцип работы и конструкция имеют ряд преимуществ перед другими типами двигателей внутреннего сгорания.

Итак, каковы плюсы и минусы роторного двигателя? Начнем с явных преимуществ. Во-первых, роторный двигатель имеет наиболее сбалансированную конструкцию, а потому при работе практически не вызывает высоких вибраций. Во-вторых, этот мотор имеет меньший вес и большую компактность, в связи с чем его установка особенно актуальна для производителей спортивных автомобилей. Кроме того, небольшой вес агрегата позволил конструкторам добиться идеальной развесовки по осям. Таким образом, автомобиль с этим двигателем становится более устойчивым и маневренным на дороге.

И, конечно же, вместительность конструкции. Несмотря на одинаковое количество тактов, конструкция этого двигателя намного проще, чем у поршневого аналога. Для создания роторного двигателя требовалось минимальное количество узлов и механизмов.

но козырь этого двигателя не в массе и низких вибрациях, а в высоком КПД… За счет особого принципа работы роторный двигатель имел большую мощность и коэффициент полезного действия.

Теперь о недостатках. Их оказалось гораздо больше, чем достоинств. Основной причиной, по которой производители отказались от покупки таких моторов, был их большой расход топлива. В среднем такой агрегат тратил до 20 литров топлива на сто километров пути, а это, согласитесь, немалый расход по нынешним меркам.

Сложность изготовления деталей

Кроме того, стоит отметить высокую стоимость изготовления деталей данного двигателя, что объяснялось сложностью изготовления ротора. Для того чтобы этот механизм правильно проходил эпитрохоидальную кривую, требуется высокая геометрическая точность (в том числе и для цилиндра). Поэтому при изготовлении роторных двигателей не обойтись без специализированного дорогостоящего оборудования и специальных знаний в технической области. Соответственно, все эти расходы включены в стоимость автомобиля заранее.

Перегрев и высокие нагрузки

Также из-за особой конструкции данный агрегат часто подвергался перегреву. Вся проблема заключалась в двояковыпуклой форме камеры сгорания.

В отличие от этого классические ДВС имеют сферическую конструкцию камеры. Топливо, сгорающее в двояковыпуклом механизме, преобразуется в тепловую энергию, которая расходуется не только на рабочий ход, но и на нагрев самого цилиндра. В конечном итоге частое «кипение» узла приводит к быстрому износу и выходу из строя.

Ресурс

Не только цилиндр выдерживает большие нагрузки. Исследования показали, что при работе ротора значительная часть нагрузок приходится на уплотнения, расположенные между соплами механизмов. Они подвержены постоянному падению давления, поэтому максимальный ресурс двигателя составляет не более 100-150 тысяч километров.

После этого мотору требуется капитальный ремонт, стоимость которого иногда эквивалентна покупке нового агрегата.

Расход масла

Также роторный двигатель очень требователен к обслуживанию.

Расход масла более 500 миллилитров на 1000 км пробега, что вынуждает заливать жидкость каждые 4-5 тыс. км пробега. Если вовремя не произвести замену, мотор просто выйдет из строя. То есть к вопросу обслуживания роторного двигателя нужно подходить более ответственно, иначе малейшая ошибка чревата дорогостоящим ремонтом агрегата.

Разновидности

На данный момент существует пять типов данных типов агрегатов:

Роторный двигатель (ВАЗ-21018-2108)

История создания роторных двигателей внутреннего сгорания ВАЗ берет начало с 1974 года. Создано конструкторское бюро РПД. Однако первый двигатель, разработанный нашими инженерами, имел конструкцию, аналогичную двигателю Ванкеля, которым оснащались импортные седаны NSU Ro80. Советский аналог получил название ВАЗ-311. Это самый первый советский роторный двигатель. Принцип работы на автомобилях ВАЗ этого двигателя имеет тот же алгоритм действия РПД Ванкеля.

Первым автомобилем, на который стали устанавливать данные двигатели, была модификация ВАЗ 21018. Автомобиль практически ничем не отличался от своего «предка» — модели 2101 — за исключением используемого двигателя внутреннего сгорания. Под капотом новинки находился односекционный РПД мощностью 70 лошадиных сил. Однако в результате исследований всех 50 образцов модели были обнаружены многочисленные поломки двигателей, что вынудило Волжский завод отказаться от использования этого типа ДВС на своих автомобилях на несколько следующих лет.

Основной причиной неисправности отечественного РПД были ненадежные пломбы. Однако советские конструкторы решили спасти этот проект, представив миру новый 2-секционный роторный двигатель ВАЗ-411. Впоследствии был разработан двигатель внутреннего сгорания ВАЗ-413. Их основные различия заключались в силе. Первый экземпляр развивал до 120 лошадиных сил, второй – около 140. Однако в серию эти агрегаты больше не включались. Завод решил устанавливать их только на служебные автомобили, используемые в ГИБДД и КГБ.

Двигатели для авиации, «восьмерок» и «девяток»

В последующие годы разработчики пытались создать роторный двигатель для отечественной малой авиации, но все попытки не увенчались успехом. В результате конструкторы вновь приступили к разработке двигателей для легковых (теперь уже переднеприводных) автомобилей ВАЗ 8 и 9 серии. В отличие от своих предшественников, вновь разработанные двигатели ВАЗ-414 и 415 были универсальными и могли использоваться на заднеприводных автомобилях. водить такие автомобили, как «Волга», «Москвич» и так далее.

Характеристики РПД ВАЗ-414

Впервые этот двигатель появился на «девятках» только в 1992 году. По сравнению со своими «предками» этот мотор имел следующие преимущества:

• Высокая удельная мощность, что позволяло машине набирать «сотню» всего за 8-9 секунд.
• Большая эффективность. Из одного литра сгоревшего топлива можно было получить до 110 лошадиных сил (и это без всякого форсирования и дополнительной расточки блока цилиндров).
• Высокий потенциал наддува. При правильном тюнинге удалось увеличить мощность двигателя на несколько десятков лошадиных сил.
• Высокоскоростной двигатель. Такой двигатель был способен работать даже при 10 000 об/мин. При таких нагрузках мог функционировать только роторный двигатель. Принцип работы классических двигателей внутреннего сгорания не позволяет эксплуатировать их длительное время на высоких оборотах.
• Относительно низкий расход топлива. Если предыдущие экземпляры «кушали» около 18-20 литров топлива на «сотню», то этот агрегат потреблял всего 14-15 в среднем рабочем режиме.

Текущая ситуация с РПД на Волжском автозаводе

Все описанные выше двигатели не получили большой популярности, и вскоре их производство было свернуто. В дальнейшем Волжский автомобильный завод не планирует возрождать разработку роторных двигателей. Так что РПД ВАЗ-414 так и останется скомканной бумажкой в ​​истории отечественного машиностроения.

Итак, мы выяснили, какой принцип работы и устройство имеет роторный двигатель.

» У большинства людей ассоциируются с цилиндрами и поршнями, системой газораспределения и кривошипно-шатунным механизмом. Это связано с тем, что подавляющее большинство автомобилей оснащены классическим и самым популярным типом двигателя – поршневым.

Сегодня речь пойдет о роторно-поршневом двигателе Ванкеля, который обладает целым набором выдающихся технических характеристик, и в свое время должен был открыть новые перспективы в автомобилестроении, но не смог занять достойное место и не стал массивный.

История создания

Эолипил считается самой первой роторной тепловой машиной. В первом веке нашей эры он был создан и описан греческим инженером-механиком Героном Александрийским.

Конструкция эолипила достаточно проста: вращающаяся бронзовая сфера расположена на оси, проходящей через центр симметрии. Водяной пар, используемый в качестве рабочего тела, вытекает из двух сопел, установленных в центре шара друг напротив друга и перпендикулярно оси насадки.

Механизмы водяных и ветряных мельниц, использующие силу стихии в качестве энергии, также можно отнести к роторным двигателям древности.

Классификация роторных двигателей

Рабочая камера роторного двигателя внутреннего сгорания может быть герметично закрыта или иметь постоянное сообщение с атмосферой, когда лопатки рабочего колеса ротора отделяют ее от окружающей среды. По этому принципу построены газовые турбины.

Среди роторно-поршневых двигателей с закрытыми камерами сгорания специалисты выделяют несколько групп. Деление может происходить по: наличию или отсутствию уплотнительных элементов, по режиму работы камеры сгорания (прерывисто-пульсирующий или непрерывный), по типу вращения рабочего органа.

Следует отметить, что большинство описанных конструкций не имеют действующих образцов и существуют на бумаге.
Они были классифицированы русским инженером И.Ю. Исаев, который сам занят созданием совершенного роторного двигателя. Он проанализировал патенты в России, Америке и других странах, всего более 600.

Роторный двигатель внутреннего сгорания с возвратно-поступательным движением

Ротор в таких двигателях не вращается, а совершает возвратно-поступательное качание дуги. Лопатки на роторе и статоре неподвижны, между ними происходят такты расширения и сжатия.

С пульсационно-вращательным, однонаправленным движением

Два вращающихся ротора расположены в корпусе двигателя, между их лопатками в моменты сближения происходит сжатие, а в момент удаления — расширение. Из-за неравномерного вращения лопастей требуется разработка сложного механизма центровки.

С уплотняющими заслонками и возвратно-поступательными движениями

Схема, успешно применяемая в пневмодвигателях, где вращение осуществляется сжатым воздухом, не прижилась в двигателях внутреннего сгорания из-за высоких давлений и температур.

С уплотнениями и возвратно-поступательными движениями корпуса

Схема аналогична предыдущей, только уплотняющие заслонки расположены не на роторе, а на корпусе двигателя. Недостатки те же: невозможность обеспечения достаточной герметичности лопастей корпуса с ротором при сохранении их подвижности.

Двигатели с равномерным перемещением рабочих и других органов

Наиболее перспективные и совершенные типы роторных двигателей. Теоретически они могут развивать самые высокие обороты и набирать мощность, но пока создать единую рабочую схему ДВС не удалось.

С планетарным, вращательным движением рабочего органа

К последним относится наиболее известная широкой публике схема роторно-поршневого двигателя инженера Феликса Ванкеля.

Хотя существует огромное количество других конструкций планетарного типа:

• Umpleby
• Грей и Дреммонд
• Маршалл
• Пролет
• Рено (Рено)
• Томас (Томас)
• Веллиндер и Скуг
• Сенсо (Sensand)
• Майяр
• Ферро

История Ванкеля

Жизнь Феликса Генриха Ванкеля была нелегкой, рано осиротев (отец будущего изобретателя погиб в Первую мировую войну), Феликс не мог собрать средства на учебу в университете, а его рабочая профессия помешала не допустить, чтобы у него развилась сильная близорукость.

Это подтолкнуло Ванкеля к самостоятельному изучению технических дисциплин, поэтому в 1924 году ему пришла в голову идея создать роторный двигатель с вращающейся камерой внутреннего сгорания.

В 1929 году он получил патент на изобретение, которое стало первым шагом к созданию знаменитого РПД Ванкеля. В 1933 году изобретатель, оказавшись в рядах противников Гитлера, полгода проводит в тюрьме. Выйдя на свободу, они заинтересовались разработкой роторного двигателя в BMW и стали финансировать дальнейшие исследования, выделив для работы мастерскую в Ландау.

После войны он достается французам в качестве репараций, а сам изобретатель попадает в тюрьму как пособник гитлеровского режима. Только в 19В 51 год Феликс Генрих Ванкель устроился на работу в компанию по производству мотоциклов NSU и продолжил свои исследования.

В том же году он начал сотрудничать с главным конструктором NSU Вальтером Фройде, который сам давно занимается исследованиями в области разработки роторно-поршневого двигателя для гоночных мотоциклов. В 1958 году на испытательном стенде проходит первый прототип двигателя.

Как работает роторный двигатель

Силовой агрегат, разработанный Фройде и Ванкелем, представляет собой ротор в форме треугольника Рело. Ротор планетарно вращается вокруг шестерни, закрепленной в центре статора — неподвижной камеры сгорания. Сама камера выполнена в виде эпитрохоиды, отдаленно напоминающей восьмерку с вытянутым наружу центром; он действует как цилиндр.

Двигаясь внутри камеры сгорания, ротор образует полости переменного объема, в которых происходят такты двигателя: впуск, сжатие, зажигание и выпуск. Камеры герметично отделены друг от друга уплотнениями — апексами, износ которых является слабым местом роторно-поршневых двигателей.

Воспламенение топливно-воздушной смеси осуществляется сразу двумя свечами зажигания, так как камера сгорания имеет вытянутую форму и большой объем, что замедляет скорость сгорания рабочей смеси.

На роторном двигателе используется угол сдвига, а не угол опережения, как на поршневом двигателе. Это нужно для того, чтобы воспламенение произошло чуть позже, и сила взрыва толкнула ротор в нужном направлении.

Конструкция Ванкеля позволила значительно упростить двигатель, отказаться от многих деталей. Отпала необходимость в отдельном газораспределительном механизме, значительно уменьшились вес и габариты мотора.

Преимущества

Как упоминалось ранее, роторный двигатель Ванкеля не требует такого количества деталей, как поршневой двигатель, поэтому он имеет меньшие размеры, вес и удельную мощность (количество «лошадей» на килограмм веса).

Отсутствует кривошипно-шатунный механизм (в классическом исполнении), что позволило снизить массу и вибронагрузку. Благодаря отсутствию возвратно-поступательных движений поршня и малой массе подвижных частей двигатель может развивать и выдерживать очень высокие обороты, практически мгновенно реагируя на нажатие педали газа.

Роторный двигатель внутреннего сгорания производит мощность за три четверти каждого оборота выходного вала, в то время как поршневой двигатель производит только одну четверть.

недостатки

Именно потому, что двигатель Ванкеля, при всех его преимуществах, имеет большое количество недостатков, сегодня только Mazda продолжает его развивать и совершенствовать. Хотя патент купили сотни компаний, включая Toyota, Alfa Romeo, General Motors, Daimler-Benz, Nissan и другие.

Малый ресурс

Основной и самый существенный недостаток — низкий ресурс двигателя. В среднем по России он равен 100 тысячам километров. В Европе, США и Японии этот показатель удваивается, благодаря качеству топлива и грамотному обслуживанию.

Наибольшую нагрузку испытывают металлические пластины, вершинами являются торцевые радиальные уплотнения между камерами. Они должны выдерживать высокие температуры, давления и радиальные нагрузки. На RX-7 высота вершины 8,1 мм, замена рекомендуется при износе до 6,5, на RX-8 уменьшена на заводе до 5,3, допустимый износ не более 4,5 миллиметров.

Важно следить за компрессией, состоянием масла и масляных форсунок, подающих смазку в камеру двигателя. Основные признаки износа двигателя и предстоящего капремонта — низкая компрессия, расход масла и затрудненный горячий пуск.

Низкая экологичность

Поскольку система смазки роторно-поршневого двигателя предполагает непосредственный впрыск масла в камеру сгорания, а также из-за неполного сгорания топлива, автомобильные выхлопы обладают повышенной токсичностью. Это затрудняло прохождение экологических проверок, которые необходимо было пройти для продажи автомобилей на американском рынке.

Чтобы решить проблему, инженеры Mazda создали тепловой реактор, сжигающий углеводороды перед выбросом в атмосферу. Впервые он был установлен на автомобиль Mazda R100.

Вместо того, чтобы свернуть производство, как другие, Mazda в 1972 г. начала продавать автомобили с системой снижения вредных выбросов для роторных двигателей REAPS (Rotary Engine Anti-Pollution System).

Высокий расход

Все автомобили с роторными двигателями отличаются высоким расходом топлива.

Кроме Мазды были еще Мерседес С-111, Корвет ХР-882 Четырехроторный (четырехсекционный, объем 4 литра), Ситроен М35, но это в основном экспериментальные модели, и в связи с разразившимся нефтяным кризисом в 80-е годы их производство было приостановлено…

Малая длина хода ротора и серповидная форма камеры сгорания не позволяют полностью выгорать рабочей смеси. Выходное отверстие открывается еще до момента полного сгорания, газы не успевают передать всю силу давления на ротор. Поэтому температура выхлопных газов этих двигателей так высока.

История отечественного РПД

В начале 80-х годов техникой заинтересовался и СССР. Правда, патент не купили, и на все решили пойти своим умом, иными словами — скопировать принцип работы и устройство роторного двигателя mazda.

Для этих целей было создано конструкторское бюро, а в Тольятти цех серийного производства. В 1976 году был создан первый опытный образец односекционного двигателя ВАЗ-311 мощностью 70 л. с. из. установлено на 50 автомобилей. За очень короткое время они выработали ресурс. Плохая балансировка РЭМ (роторно-эксцентрикового механизма) и быстрый износ апексов дали о себе знать.

Однако разработкой заинтересовались спецслужбы, для которых куда более важным ресурсом были динамические характеристики моторов. В 1982 году свет увидел двухсекционный роторный двигатель ВАЗ-411, с шириной ротора 70 см и мощностью 120 л.с. с., и ВАЗ-413 с ротором 80 см и мощностью 140 л. из. Позднее двигателями ВАЗ-414 оснащались автомобили КГБ, ГИБДД и МВД.

С 1997 года на автомобилях общего пользования устанавливается силовой агрегат ВАЗ-415, появляется Волга с трехсекционным РПД ВАЗ-425. Сегодня в России автомобили не оснащаются такими моторами.

Список автомобилей с роторно-поршневым двигателем

Список роторных двигателей Mazda

Тип A	Описание
40А	Первый испытательный стенд, радиус ротора 90 мм
Л8А	Система смазки с сухим картером, радиус ротора 98 мм, объем 792 см3 см
10А (0810)	Двухсекционный, 982 куб. см, мощность 110 л. с., смешение масла с топливом для смазки, масса 102 кг
10А (0813)	100 л. с., увеличение массы до 122 кг
10А (0866)	105 л. стр., Технология сокращения выбросов REAPS
13А	Для переднеприводного Р-130, объемом 1310 куб. см, 126 л. сек., радиус ротора 120 мм
12А	Объем 1146 куб. см, материал ротора закален, ресурс статора увеличен, уплотнения выполнены из чугуна
12А турбо	Полупрямой впрыск, 160 л.с.
12Б	Одинарный распределитель зажигания
13Б	Самый массовый двигатель, объем 1308 куб.см. см, низкий уровень выбросов
13Б-РЕСИ	135 л. с., RESI (Rotary Engine Super Injection) и впрыск Bosch L-Jetronic
13B-DEI	146 л. с., регулируемый впуск, системы 6PI и DEI, впрыск с 4 форсунками
13Б-РЕ	235 л. с., большие турбины HT-15 и малые HT-10
13B-РЭВ	280 л. с., 2 секвентальные турбины Hitachi HT-12
13B-MSP Ренезис	Экологичный и экономичный, может работать на водороде
13Г/20В	Трехроторные моторы для автоспорта, 1962 куб.см. см, мощность 300 л. из.
13Дж / Р26Б	Четырехроторный, для автогонок, объемом 2622 куб. см, мощность 700 л. из.
16X (Ренесис 2)	300 л. с., концепт-кар Taiki

Правила эксплуатации роторного двигателя

1. замена масла каждые 3-5 тыс.км. Расход 1,5 литра на 1000 км считается нормальным.
2. следят за состоянием масляных форсунок, их средний ресурс 50тыс.
3. менять воздушный фильтр каждые 20тыс.
4. используют только специальные свечи, ресурс 30-40 тысяч километров.
5. заправить бак бензином не ниже АИ-95, но лучше АИ-98.
6. мерить компрессию при замене масла. Для этого используется специальное устройство, компрессия должна быть в пределах 6,5-8 атмосфер.

При работе с компрессией ниже этих показателей стандартного ремкомплекта может не хватить — придется менять всю секцию, а возможно и весь двигатель.

Сегодня

На сегодняшний день ведется серийное производство моделей mazda RX-8, оснащенных двигателем Renesis (сокращение от Rotary Engine + Genesis).

Конструкторам удалось вдвое снизить расход масла и на 40% расход топлива, а экологический класс довести до уровня Евро-4. Двигатель объемом 1,3 л развивает мощность 250 л.с. из.

Несмотря на все достижения, японцы не останавливаются на достигнутом. Вопреки утверждениям большинства экспертов о том, что у РПД нет будущего, они не перестают совершенствовать технику, и не так давно представили концепт спортивного купе RX-Vision, с роторным двигателем SkyActive-R.

Система газораспределения которых реализована за счет вращения цилиндра. Цилиндр совершает вращательное движение, попеременно проходя впускной и выпускной патрубки, при этом поршень совершает возвратно-поступательное движение.

Британская компания RCV Engines была создана в 1997 году специально для изучения, тестирования и, наконец, вывода на рынок всего одного изобретения. Оно, собственно, и зашифровано в названии компании: «Rotary Cylinder Valve» — RCV. На сегодняшний день компания из Уимборна не только усовершенствовала технологию, но и доказала, что новая концепция работает. Уже запущено в серийное производство линейка небольших четырехтактных моторов рабочим объемом от 9,5 до 50 «кубов», предназначенных для моделей самолетов, газонокосилок, ручных бензопил и аналогичной техники. Но 1 февраля 2006 года компания представила первый образец 125-кубового двигателя для скутеров, благодаря чему многим дал повод впервые познакомиться с этой малоизвестной техникой — RCV.

Изобретатели заявляют о снижении себестоимости двигателей (на несколько процентов) за счет уменьшения количества деталей, повышения их удельной мощности как на единицу объема, так и на единицу веса, по сравнению с аналогами двигателей того же класса (на 20%).

Принцип работы

Итак, перед нами четырехтактный двигатель, не имеющий привычных клапанов и всей системы их привода. Вместо этого англичане заставили рабочий цилиндр самого двигателя работать как газораспределитель, который в двигателях RCV вращается вокруг своей оси.

В этом случае поршень совершает точно такие же движения, как и раньше. А вот стенки цилиндра вращаются вокруг поршня (цилиндр закреплен внутри мотора на двух подшипниках).

На краю цилиндра устроен патрубок, открывающийся попеременно на входное или выходное отверстие. Здесь также предусмотрено скользящее уплотнение, которое работает аналогично поршневым кольцам — оно позволяет цилиндру расширяться при нагреве, не теряя своей герметичности.

Свеча центрирована и вращается вместе с цилиндром. Судя по всему, здесь используется скользящий графитовый контакт, хорошо известный автолюбителям по старым механическим распределителям зажигания.

Во вращение цилиндр приводят только три шестерни: одна на цилиндре, одна на коленвале и одна промежуточная. Естественно, скорость вращения цилиндра вдвое меньше скорости коленчатого вала.

см. также

Источники

Написать отзыв о статье «Роторно-клапанный двигатель»

Отрывок, характеризующий Роторно-клапанный двигатель

По мере приближения противника к Москве взгляд москвичей на свое положение не только не становился серьезнее , а, наоборот, еще более легкомысленной, как это всегда бывает с людьми, видящими приближающуюся большую опасность. Когда приближается опасность, в душе человека всегда одинаково сильно говорят два голоса: один очень резонно говорит, что человек должен обдумать самое свойство опасности и средства избавления от нее; другой еще разумнее говорит, что слишком тяжело и мучительно думать об опасности, тогда как не в силах человека все предвидеть и уйти от общего хода дел, а потому лучше отвернуться от трудного пока не придет и думать о приятном. В одиночку человек чаще всего отдается первому голосу, в обществе, наоборот, второму. Так было теперь и с жителями Москвы. Давно мы так не веселились в Москве, как в этом году.
Ростопчинские плакаты с изображением наверху питейного дома, целующегося мужика и московского мещанина Карпушки Чигирина, который, будучи в дружине и выпив лишний крюк на поке, прослышав, что Бонапарт хочет в Москву, получил рассердились, обругали всех французов нехорошими словами, вышли из питейного дома и выступили под орлом перед собравшимся народом, читались и обсуждались наравне с последней бурей Василия Львовича Пушкина.
В клубе, в угловой комнате, собирались читать эти плакаты, и некоторым нравилось, как Карпушка подшучивал над французами, говоря, что они от капусты пухнут, кашей зарастают, от капусты задыхаются, что они все карлики, и эта женщина бросала в них вилы. … Некоторые не одобряли такой тон и говорили, что он вульгарен и глуп. Говорили, что Ростопчин изгнал из Москвы французов и даже всех иностранцев, что среди них были шпионы и агенты Наполеона; но рассказали это главным образом для того, чтобы передать остроумные слова, сказанные Ростопчиным, когда их посылали. Иностранцев отправили на барже в Нижний, и Растопчин сказал им: «Rentrez en vous meme, entrez dans la barque et n» en faites pas une barque ne Charon. [Войдите сами и в эту лодку и постарайтесь, чтобы эта лодка не стала для вас лодкой Харона.] Сказали, что уже выслали из Москвы все присутственные места, и тут же добавили шутку Шиншина, что Москва должна быть благодарна Наполеон только за это. потратил на своих дружинников, а что лучше в поступке Безухова, так это то, что он сам наденет мундир и поедет впереди полка и ничего не возьмет за места с тех, кто на него посмотрит.

Роторный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, принципиально отличающийся от обычного поршневого двигателя.
В поршневом двигателе в одном и том же объеме пространства (цилиндра) совершаются четыре такта: впуск, сжатие, рабочий такт и выпуск. Роторный двигатель совершает одни и те же ходы, но все они происходят в разных частях камеры. Это можно сравнить с наличием отдельного цилиндра для каждого такта, когда поршень постепенно перемещается от одного цилиндра к другому.

Роторный двигатель был изобретен и разработан доктором Феликсом Ванкелем и иногда называется двигателем Ванкеля или роторным двигателем Ванкеля.

В этой статье мы объясним, как работает роторный двигатель. Во-первых, давайте посмотрим, как это работает.

Принцип работы роторного двигателя

Ротор и корпус роторного двигателя Mazda RX-7. Эти детали заменяют поршни, цилиндры, клапаны и распределительный вал поршневого двигателя.

Как и поршневой двигатель, роторный двигатель использует давление, которое создается при сгорании топливовоздушной смеси. В поршневых двигателях это давление накапливается в цилиндрах и приводит в движение поршни. Шатуны и коленчатый вал преобразуют возвратно-поступательные движения поршня во вращательное движение, которое можно использовать для вращения колес автомобиля.

В роторном двигателе давление сгорания создается в камере, образованной частью корпуса, закрытой сбоку треугольным ротором, который используется вместо поршней.

Ротор вращается по траектории, напоминающей линию, проведенную спирографом. Благодаря такой траектории все три вершины ротора контактируют с корпусом, образуя три разделенных объема газа. Ротор вращается, и каждый из этих объемов попеременно расширяется и сжимается. Это позволяет воздушно-топливной смеси поступать в двигатель, производить сжатие, полезную работу расширения и выхлоп.

Mazda RX-8

Mazda стала пионером в массовом производстве автомобилей с роторными двигателями. RX-7, поступивший в продажу в 1978 году, был, пожалуй, самым успешным автомобилем с роторным двигателем. Но ему предшествовал ряд автомобилей с роторными двигателями, грузовиков и даже автобусов, начиная с Cosmo Sport 1967 года. Правда, RX-7 не выпускался с 1995 года, но идея роторного двигателя не угасла.

Mazda RX-8 оснащена роторным двигателем RENESIS. Этот двигатель был назван лучшим двигателем 2003 года. Это атмосферный двухроторный двигатель мощностью 250 л. с.

Конструкция роторного двигателя

Роторный двигатель имеет систему зажигания и впрыска топлива, аналогичную используемой в поршневых двигателях. Устройство роторного двигателя принципиально отличается от поршневого двигателя.

Ротор

Ротор имеет три выпуклые стороны, каждая из которых действует как поршень. Каждая сторона ротора утоплена для увеличения скорости ротора, что дает больше места для воздушно-топливной смеси.

В верхней части каждой грани находится металлическая пластина, которая делит пространство на камеры. Стенки этих камер образуют два металлических кольца с каждой стороны ротора.

В центре ротора находится шестерня с внутренними зубьями. Он сопрягается с шестерней, закрепленной на корпусе. Это сопряжение задает траекторию и направление вращения ротора в корпусе.

Корпус (статор)

Корпус имеет овальную форму (точнее форму эпитрохоиды). Форма камеры разработана таким образом, что три вершины ротора всегда соприкасаются со стенкой камеры, образуя три изолированных объема газа.

В каждой части тела происходит один из процессов внутреннего сгорания. Пространство тела разделено на четыре полосы:

• Вход
• Сжатие
• Часы рабочие
• Выпуск

Впускной и выпускной порты расположены в корпусе. Клапанов в портах нет. Выходной порт напрямую соединен с выхлопной системой, а впускной порт напрямую соединен с дроссельной заслонкой.

Вторичный вал

Вторичный вал (обратите внимание на эксцентриковые кулачки)

Вторичный вал имеет закругленные кулачки, расположенные эксцентрично, т.е. со смещением от центральной оси. Каждый ротор сопряжен с одним из этих выступов. Выходной вал аналогичен коленчатому валу в поршневых двигателях. При вращении ротор толкает кулачки. Так как кулачки установлены несимметрично, сила, с которой на них давит ротор, создает крутящий момент на выходном валу, заставляя его вращаться.

Сбор роторного двигателя

Роторный двигатель собирается слоями. Двухроторный двигатель состоит из пяти слоев, скрепленных длинными болтами по кругу. Теплоноситель проходит через все части конструкции.

Два внешних слоя имеют уплотнения и подшипники для выходного вала. Они также изолируют две части корпуса, в которых размещены роторы. Внутренние поверхности этих деталей гладкие, что обеспечивает надлежащее уплотнение роторов. Впускной порт подачи расположен на каждой из концевых частей.

Часть корпуса, в которой расположен ротор (обратите внимание на расположение выпускного отверстия)

Следующий слой включает в себя овальный корпус ротора и выпускное отверстие. В этой части корпуса установлен ротор.

Центральная секция имеет два впускных отверстия, по одному на каждый ротор. Он также разделяет роторы, чтобы его внутренняя поверхность была гладкой.

В центре каждого ротора находится шестерня с внутренним зацеплением, которая вращается вокруг меньшей шестерни, установленной на корпусе двигателя. Он определяет траекторию вращения ротора.

Мощность роторного двигателя

Центральное впускное отверстие для каждого ротора

Подобно поршневым двигателям, роторный двигатель внутреннего сгорания использует четырехтактный цикл. Но в роторном двигателе этот цикл другой.

За один полный оборот ротора эксцентриковый вал делает три оборота.

Основным элементом роторного двигателя является ротор. Он действует как поршень в обычном поршневом двигателе. Ротор установлен на большом круглом кулачке на выходном валу. Кулачок смещен от центральной линии вала и действует как кривошип, позволяя ротору вращать вал. Вращаясь внутри корпуса, ротор толкает кулачок по окружности, трижды поворачивая его за один полный оборот ротора.

Размер камер, образованных ротором, изменяется по мере его вращения. Это изменение размера обеспечивает насосное действие. Далее мы рассмотрим каждый из четырех тактов роторного двигателя.

Впуск

Такт впуска начинается, когда кончик ротора проходит через впускное отверстие. В момент прохождения апекса через входное отверстие объем камеры близок к минимуму. Далее объем камеры увеличивается, и топливовоздушная смесь подсасывается.

По мере дальнейшего вращения ротора камера изолируется и начинается такт сжатия.

Сжатие

При дальнейшем вращении ротора объем камеры уменьшается, и топливовоздушная смесь сжимается. Когда ротор проходит через свечи зажигания, объем камеры близок к минимуму. В этот момент происходит воспламенение.

Рабочие часы

Многие роторные двигатели имеют две свечи зажигания. Камера сгорания имеет достаточно большой объем, поэтому при наличии одной свечи воспламенение происходило бы медленнее. Когда воздушно-топливная смесь воспламеняется, создается давление, которое приводит в движение ротор.

Давление сгорания вращает ротор в сторону увеличения объема камеры. Газы сгорания продолжают расширяться, вращая ротор и вырабатывая энергию, пока верхняя часть ротора не пройдет через выпускное отверстие.

Выпуск

Когда ротор проходит через выходное отверстие, продукты сгорания под высоким давлением выходят в выхлопную систему. По мере дальнейшего вращения ротора объем камеры уменьшается, выталкивая оставшиеся выхлопные газы в выпускное отверстие. К моменту, когда объем камеры приближается к минимуму, верхняя часть ротора проходит через впускное отверстие, и цикл повторяется.

Следует отметить, что каждая из трех сторон ротора всегда задействована в одном из тактов цикла, т.е. за один полный оборот ротора осуществляется три рабочих цикла. За один полный оборот ротора выходной вал делает три оборота. на один оборот вала приходится один цикл.

Отличия и проблемы

По сравнению с поршневым двигателем роторный двигатель имеет определенные отличия.

Меньше движущихся частей

В отличие от поршневого двигателя, в роторном двигателе используется меньше движущихся частей. Двухроторный двигатель имеет три движущиеся части: два ротора и выходной вал. Даже самый простой четырехцилиндровый двигатель использует не менее 40 движущихся частей, включая поршни, шатуны, распределительный вал, клапаны, клапанные пружины, коромысла, зубчатый ремень и коленчатый вал.

За счет уменьшения количества движущихся частей повышается надежность роторного двигателя. По этой причине некоторые производители используют на своих самолетах роторные двигатели вместо поршневых.

Плавная работа

Все части роторного двигателя постоянно вращаются в одном направлении, а не меняют постоянно направление движения, как поршни в обычном двигателе… В роторных двигателях для гашения вибраций используются сбалансированные вращающиеся противовесы.

Подача энергии также более плавная. В связи с тем, что каждый такт цикла происходит за время оборота ротора на 90 градусов, а выходной вал делает три оборота за каждый оборот ротора, каждый цикл цикла происходит при повороте выходного вала на 270 градусов. Это означает, что двигатель с одним ротором развивает мощность при 3/4 оборота выходного вала. В одноцилиндровом поршневом двигателе процесс сгорания происходит при 180 градусах через каждый второй оборот, т.е. 1/4 каждого оборота коленчатого вала (выходной вал поршневого двигателя).

Медленная работа

В связи с тем, что ротор вращается со скоростью, равной 1/3 скорости вращения выходного вала, основные движущиеся части роторного двигателя движутся медленнее, чем детали поршневого двигателя. Это также обеспечивает надежность.

Проблемы

Роторные двигатели имеют ряд проблем:

• Сложное производство в соответствии с нормами выбросов.
• Себестоимость производства роторных двигателей выше по сравнению с поршневыми, так как количество производимых роторных двигателей меньше.
• Расход топлива автомобилей с роторными двигателями выше по сравнению с поршневыми двигателями, в связи с тем, что термодинамический КПД снижен из-за большого объема камеры сгорания и низкой степени сжатия.

Роторный двигатель: принцип работы, особенности

Двигатель – основа любого транспортного средства. Без него движение автомобиля невозможно. В настоящее время наиболее распространены поршневые двигатели внутреннего сгорания. Если говорить о большинстве автомобилей повышенной проходимости, то это рядные четырехцилиндровые. Однако есть автомобили с такими моторами, где классическая поршневая отсутствует в принципе. Эти моторы имеют совершенно другое устройство и принцип работы. Их называют поворотными ДВС. Что такое агрегаты, каковы их особенности, плюсы и минусы? Рассмотрим в нашей текущей статье.

Характеристика

Роторный двигатель — одна из разновидностей тепловых ДВС. Впервые такой мотор был разработан еще в далеком 19 веке. Сегодня роторный двигатель используется на Mazda RH-8 и на некоторых спортивных автомобилях. У такого мотора есть ключевая особенность – в нем нет возвратно-поступательных движений, как в обычных ДВС.

Здесь вращение осуществляется специальным треугольным ротором. Заключается в частном случае. Похожую схему практиковала в 50-х годах прошлого века немецкая компания NSU. Автором такого стал ФЕЛИКС ВАНКЕЛЬ. Именно по его схеме работают все современные роторные двигатели (Mazda Px не исключение).

Устройство

В конструкцию блока питания входят:

• Корпус.
• Выходной вал.
• Ротор.

Сам корпус является основной рабочей камерой. На роторном двигателе он имеет овальную форму. Такая необычная конструкция камеры сгорания обусловлена ​​использованием треугольного ротора. Так, при контакте его со стенками образуются изолированные замкнутые контуры. Именно в них осуществляются рабочие часы. Это:

• впуск.
• Сжатие.
• Воспаление и рабочий ход.
• Выпуск.

Среди особенностей РДВС стоит отметить отсутствие классических впускных и выпускных клапанов. Вместо них используются специальные отверстия. Они находятся по бокам камеры сгорания. Эти отверстия напрямую связаны с системой газоотвода и системой питания.

Ротор

Основой конструкции данного типа является ротор. Он выполняет функцию поршня в этом двигателе. Однако ротор в единственном экземпляре, тогда как поршней может быть от трех до двенадцати и более. По форме этот элемент напоминает некий треугольник с закругленными краями.

Такие кромки нужны для более герметичного и качественного уплотнения камеры сгорания. Так достигается правильное сгорание топливной смеси. В верхней части лица и по бокам имеются специальные пластины. Они выполняют функцию компрессионных колец. Ротор также содержит зубья. Они служат для вращения привода, который также будет использовать выходной вал. О назначении последних поговорим ниже.

Дерево

Такого коленчатого вала в роторно-поршневом двигателе нет. Вместо этого используется выходной элемент. Относительно его центра имеются специальные выступы (кулачки). Они расположены несимметрично. Крутящий момент от ротора, который передается на кулачок, заставляет вал вращаться вокруг своей оси. Так создается энергия, необходимая для движения приводов и колес в автомобиле.

Гусеничный

Каков принцип работы роторного двигателя? Алгоритм действий, несмотря на схожие такты с поршневым двигателем, отличается. Таким образом, начало биения происходит при прохождении одним из концов ротора входного канала корпуса КНО. В данный момент под действием вакуума в камеру всасывается горючая смесь. При дальнейшем вращении ротора происходит тактическое сжатие смеси. Это происходит, когда второй конец проходит входное отверстие. Постепенно увеличивают давление смеси. В конце концов, он воспламеняется. Но он ориентирован не на силу сжатия, а на искру свечи зажигания. После этого рабочий такт ротора перемещается.

Поскольку камера сгорания в таком двигателе имеет овальную форму, в конструкции целесообразно использовать две свечи. Это позволяет быстро корректировать смесь. Так, фронт пламени ложится более равномерно. Кстати, в обычном поршневом ДВС две свечи на одну камеру сгорания могут иметь обе (такая конструкция встречается крайне редко). Однако для роторного двигателя это необходимость.

После воспламенения в камере высокое давление газов. Усилие настолько велико, что позволяет прокручивать ротор на эксцентрике. Это способствует созданию крутящего момента на выходном валу. Когда вершина ротора приближается к выпускному отверстию, мощность и давление газов уменьшаются. Они спонтанно бросаются в выпускной канал. После того, как камера полностью освободилась, начинается новый процесс. Работа роторного двигателя начинается с такта впуска, сжатия, зажигания, а затем рабочего такта.

О системе смазки и питания

Данный агрегат не имеет отличий по системе подачи топлива. Здесь также используется погружной насос, подающий бензин под давлением из бака. Но система смазки имеет свои особенности. Так, масло для трущихся деталей двигателя подается непосредственно в камеру сгорания. Для смазки есть специальное отверстие. Но возникает вопрос: куда тогда девается масло, если оно проникает в камеру сгорания? Здесь принцип работы аналогичен двухтактному двигателю. Смазка попадает в камеру и сгорает с бензином. Такая схема работы используется на каждом роторно-лопастном двигателе и поршневом в том числе. Из-за особой конструкции смазочной системы такие моторы не могут соответствовать современным экологическим нормам. Это одна из нескольких причин, почему роторные двигатели на вазе и других моделях автомобилей серийно не используются. Однако сначала отметим преимущества ПДП.

Плюсы

Этот тип двигателей имеет много преимуществ. Во-первых, этот мотор имеет небольшой вес и габариты. Он позволяет сэкономить место на открытом пространстве и разместить двигатель в любом автомобиле. Также малый вес способствует более правильному расходованию автомобиля. Ведь большая часть массы на автомобиле с классической ДВС сосредоточена в передней части кузова.

Во-вторых, у роторно-поршневого двигателя высокая удельная мощность. По сравнению с классическими моторами этот показатель выше в полтора-два раза. Также у роторного двигателя более широкий диапазон крутящего момента. Он доступен практически с холостым ходом, тогда как обычный в-пяти человек нужно раскрутить до четырех-пяти тысяч. Кстати, роторный двигатель гораздо легче набирает высокие обороты. Это еще один плюс.

В-третьих, такой двигатель имеет более простую конструкцию. Нет ни клапанов, ни пружин, ни кривошипно-соединительного механизма вообще. При этом привычной системы газораспределения с ремнем и распределительным валом нет. Именно отсутствие КШМ способствует более легкой частоте вращения роторного двигателя. Такой мотор за доли секунды раскручивается до восьми-десяти тысяч. Ну и еще плюс — меньшая склонность к детонации.

Минусы

Теперь поговорим о недостатках, из-за которых использование роторных двигателей стало ограниченным. Первый минус – высокие требования к качеству масла. Хоть мотор и работает как двухтактник, в него нельзя заливать дешевую «минералку». Детали и механизмы силового агрегата подвержены значительным нагрузкам, поэтому необходимо поддерживать ресурс плотной масляной пленкой между трущимися парами. Кстати, регламент замены смазки составляет шесть тысяч километров.

Следующий недостаток касается быстрого износа уплотнительных элементов ротора. Это связано с малым пакетом контактов. Из-за износа уплотнительных элементов образуются высокие перепады давления. Это негативно сказывается на работе роторного двигателя и расходе масла (и соответственно экологических показателях).

Перечисляя недостатки, стоит упомянуть о расходе топлива. По сравнению с цилиндро-поршневым двигателем, роторный не имеет экономии топлива, особенно на средних и низких оборотах. Ярким примером тому является «Мазда RX-8». При объеме 1, 3 литра этот мотор потребляет не менее 15 литров бензина на сотню. Что примечательно, наибольшая топливная экономичность достигается на высоких оборотах ротора.

Также роторные двигатели склонны к перегреву. Это происходит благодаря специальной линзообразной камере сгорания. Он плохо отводит тепло по сравнению со сферическим (как на обычных ИКА), поэтому при эксплуатации всегда нужно следить за датчиком температуры. В случае перегрева ротор деформируется. При работе он будет образовывать значительные луковицы. В результате моторесурс подходит к концу.

Несмотря на простоту конструкции и отсутствие кривошипно-соединительного механизма, этот двигатель сложен в ремонте. Такие двигатели большая редкость и мало кто из мастеров имеет с ними опыт. Поэтому многие автосервисы отказываются от «капитализации» таких моторов. А те, кто занимается роторами, просят за это баснословные деньги. Вы должны заплатить или установить новый двигатель. Но это не гарантия высокого ресурса. Такие моторы имеют максимум 100 тысяч километров пробега (даже при умеренной эксплуатации и своевременном обслуживании). И моторы «Мазда РХ-8» не превышали исключения.

Роторный двигатель ВАЗ

Всем известно, что такие моторы в свои годы использовал японский производитель Mazda. Однако мало кто знает тот факт, что РПД применялся и в Советском Союзе на ВАЗ «Классика». Такой мотор был разработан по заказу Министерства спецслужб. ВАЗ-21079, оснащенный таким двигателем, был аналогом знаменитой черной «Волги-догонялки» с восьмицилиндровым двигателем.

Разработка роторно-поршневого двигателя для ВАЗ началась в середине 70-х годов. Задача стояла не из легких — создать роторный двигатель, который будет превосходить по всем показателям традиционный поршневой двигатель. Разработкой нового силового агрегата занимались специалисты авиапредприятий Самары. Борис Сидорович Поспелов был начальником сборочного бюро.

Разработка силовых агрегатов велась одновременно с изучением роторных двигателей зарубежных образцов. Первые экземпляры не отличались высокими эксплуатационными показателями и в серию не пошли. Спустя несколько лет было создано несколько вариантов РПЦ для классической вазы. Мотор ВАЗ-311 был признан лучшим из них. Этот двигатель имел те же геометрические параметры, что и японский мотор 1HB. Максимальная мощность агрегата составляла 70 лошадиных сил. Несмотря на несовершенство конструкции, руководство решило выпустить первую промышленную партию РПД, которые устанавливались на служебные автомобили ВАЗ-2101. Однако вскоре обнаружилась масса недоработок: двигатель породил волну рекламы, разразился скандал и значительно сократилось количество работников конструкторского бюро. Из-за частых поломок первый роторный двигатель ВАЗ-311 был снят с производства.

Но на этом история советского РПД не закончилась. В 1980-х годах инженерам все же удалось создать роторный двигатель, значительно превосходивший по характеристикам поршневой двигатель. Итак, это был роторный двигатель ВАЗ-4132. Агрегат развивал мощность 120 лошадиных сил. Это придало автомобилю ВАЗ-2105 отличные динамические характеристики. С этим двигателем машина разгонялась до сотни за 9 секунд. А максимальная скорость «ловли» составляла 180 километров в час. Среди основных достоинств следует отметить высокий крутящий момент двигателя, доступный на всем диапазоне оборотов, и высокую литровую мощность, которая достигается без какого-либо форсирования.

В 90-е годы АвтоВАЗ занимался разработкой нового роторного двигателя, который должен был устанавливаться на «девятку». Итак, в 1994 году был выпущен новый силовой агрегат ВАЗ-415. Мотор имел рабочий объем в 1300 кубических сантиметров и две камеры сгорания. Степень сжатия каждого составляла 9, 4. Эта силовая установка способна раскручиваться до десяти тысяч оборотов. При этом мотор отличался небольшим расходом топлива. В среднем агрегат потреблял 13-14 литров на сотню в смешанном цикле (это хороший показатель для старых для сегодняшних маршей роторных ДВС). При этом двигатель отличался небольшой расчетной массой. Без навесного оборудования он весил всего 113 килограммов.

Расход масла двигателя ВАЗ-415 составляет 0,6 процента от удельного расхода топлива. Ресурс ДВС до капитального ремонта — 125 тысяч километров. Мотор, устанавливаемый на «девятку», показал хорошие динамические характеристики. Итак, разгон до сотни занимал всего девять секунд. А максимальная скорость составляет 190 километров в час. Также были опытные образцы ВАЗ-2108 с роторным двигателем. Благодаря меньшему весу поворотная «восьмерка» разгоняется до ста всего за восемь секунд. А максимальная скорость во время испытаний составила 200 километров в час. Однако в серию эти моторы не пошли. На вторичном рынке и на разборках найти их тоже не могу.

обобщить

Итак, мы выяснили, что это представляет собой роторный двигатель. Как видите, это очень интересная разработка, направленная на получение максимальной эффективности и мощности. Однако из-за своей конструкции роторные механизмы быстро изнашиваются. Это сказалось на ресурсе двигателя. Даже японский РПД не более ста тысяч километров. Также эти моторы предъявляют высокие требования к смазочным материалам и не могут соответствовать современным экологическим нормам. Поэтому роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания не получили особой популярности в области автомобилестроения.

Сечение двигателя Ваз 2108 | Скачать чертежи, чертежи, блоки Autocad, 3D модели

• Русский

• Автокад

• Автомобильная промышленность

• Образовательный

Узнайте, как скачать этот материал

Подпишитесь, чтобы получать информацию о новых материалах:

t. me/alldrawings

vk.com/alldrawings

Описание

В архив только чертеж общего вида

5

2 Содержание проекта

mash_avtomstroy52.rar

[

183 КБ

]

маш_автомстрой52

Список_¦1. dwg

[

319КБ

]

Аналогичные материалы

Поворотный кулак ВАЗ 2108.

Поперечное сечение двигателя V6 (двигатель-прототип: УТД-20)

Двигатель ВАЗ — 2108 — чертежи

Поперечное сечение двигателя ВАЗ 2106 (Чертеж двигателя)

Передний амортизатор ВАЗ 2108

Двигатель в сборе ВАЗ 2108

Рулевая рейка ВАЗ 2108

Чертежи двигателя ВАЗ 2103 (поперечный, продольный разрез)

Бесплатная загрузка на сегодня

Обновление через: 8 часов 40 минут

Железнодорожный кран «Сокол-80.01»

Устройство временных, подкрановых путей и ограждений площадки

Жилой дом в трех проекциях

Концепция водоснабжения города с населением 25 000 человек

Прочие материалы

Чертеж современного испарителя с естественной циркуляцией и камерой нагрева

КП по строительной архитектуре на тему: двухблочная секция рядовая 2-х этажная, 12-ти кв.

ОДНОРОТОРНАЯ МОЛОТКОВАЯ ДРОБИЛКА

План-схема агрегатного участка технического обслуживания и ремонта автомобилей

Завод по производству роторно-поршневых двигателей. Как работает двигатель Ванкеля?

Основные типы двигателей внутреннего сгорания и паровых машин имеют один общий недостаток. Он заключается в том, что возвратно-поступательное движение требует преобразования во вращательное движение. Это, в свою очередь, обусловливает низкую производительность, а также достаточно высокий износ деталей механизмов, входящих в состав различных типов двигателей.

Довольно много людей задумывалось над тем, как создать такой мотор, в котором движущиеся части только вращались бы. Однако только одному человеку удалось решить эту проблему. Феликс Ванкель, механик-самоучка, стал изобретателем роторно-поршневого двигателя. При жизни этот человек не получил ни специальности, ни высшего образования. Рассмотрим далее роторно-поршневой двигатель Ванкеля.

Краткая биография изобретателя

Феликс Григорьевич Ванкель родился в 1902 году, 13 августа, в маленьком городке Лар ​​(Германия). В Первую мировую войну отец будущего изобретателя погиб. Из-за этого Ванкелю пришлось бросить учебу в гимназии и устроиться продавцом в книжный магазин при издательстве. В результате у него появилась страсть к чтению. Феликс самостоятельно изучал технические характеристики двигателей, автомобилестроения, механики. Он черпал знания из книг, которые продавались в магазине. Считается, что реализованная позже схема двигателя Ванкеля (точнее, идея его создания) посетила во сне. Неизвестно, правда это или нет, но точно можно сказать, что изобретатель обладал незаурядными способностями, тягой к механике и своеобразным взглядом на многие вещи.

Первые типы двигателей

Изобретатель, поняв, как можно осуществить все 4 такта обычного двигателя при вращении, приступил к конструированию. В 1924 году Ванкель создал небольшую мастерскую. Она также служила лабораторией. Именно здесь Феликс Ванкель начал изучать роторно-поршневые системы. В 1936 году собранная изобретателем модель заинтересовала компанию BMW. Ванкель получил деньги, ему выделили собственную лабораторию в Линдау.

Там он должен был разрабатывать прототипы авиадвигателей. Однако до самого конца Второй мировой войны ни один роторный двигатель Ванкеля не был запущен в серийное производство. Вероятно, это было связано с тем, что доведение конструкции до работоспособного состояния и налаживание серийного производства требовало много времени.

Послевоенные годы

После разгрома фашизма лаборатория была закрыта, а все оборудование, которое там находилось, было перевезено во Францию. В результате Ванкель остался без работы. Этому способствовало его прежнее членство в Национал-социалистической партии. Но через небольшой промежуток времени Феликса пригласили в НГУ в качестве инженера-конструктора. Это предприятие на тот момент считалось старейшим производителем автомобилей и мотоциклов.

Прототип

В 1957 году благодаря поддержке Вальтера Фреде (ведущего инженера НГУ) на автомобиль впервые поставили роторно-поршневой двигатель. Мотор устанавливался на NSU Prinz. Однако первоначальный дизайн был очень далек от совершенства. Это было настолько сложно, что даже для замены свечей зажигания приходилось разбирать почти весь двигатель. Кроме того, конструкция была очень ненадежной, неэкономичной и имела очень низкий КПД. В связи с этим двигатель Ванкеля в серию не пошел. На конвейер пошли автомобили с традиционным двигателем внутреннего сгорания. Тем не менее, роторно-поршневой двигатель доказал не только право на существование, но и продемонстрировал внушительный для того времени потенциал. Перспективы его использования были настолько заманчивы, что ничто не могло остановить инженеров-конструкторов. Сам изобретатель понимал, что его детище нуждается в доработке, он стремился к тому, чтобы и эксплуатация, и ремонт двигателя вызывали как можно меньше трудностей. С этого момента началась активная работа по доведению мотора до эксплуатационного качества.

Двигатель Ванкеля: конструкция

Что такое двигатель? В центре ротора имеется круглое отверстие. Он изнутри покрыт зубьями, как на шестерне. В отверстие вставляется вал меньшего диаметра. У него тоже есть зубы. Они предотвращают проскальзывание вала. Соотношения диаметров выбираются таким образом, чтобы перемещение вершин треугольников осуществлялось по одной замкнутой кривой. Называется «эпитрохоид». Задача Ванкеля состояла в том, чтобы сначала понять, что работа такого механизма возможна. Потом он должен был все точно и правильно рассчитать. В результате поршень, выполненный в виде треугольника Рело, отсекает три камеры переменного положения и объема.

Особенности

Конструктивные характеристики двигателя значительно превосходят обычные двигатели. В частности, герметизация камер обеспечивается концевыми и радиальными уплотнительными пластинами. Они прижимаются к «цилиндру» с помощью ленточных пружин, давления газов и центробежных сил. Особого внимания заслуживают характеристики двигателя с точки зрения производительности. За весь цикл вал делает 3 полных оборота. В обычном поршневом двигателе такого результата можно добиться с помощью шести цилиндров.

Введение в промышленность

После первой успешной демонстрации в 1957 году двигатель Ванкеля заинтересовал крупнейшие автогиганты того времени. Таким образом, Curtiss-Wright стала первой компанией, купившей лицензию. Через год изобретение стали использовать такие известные предприятия, как Mazda, Friedrich Krupp, MAN и Daimler-Benz. За достаточно короткий срок лицензии приобрели около сотни компаний, в том числе с мировым именем: Ford, BMW, Porsche, Rolls-Royce.

Преимущества

Каковы преимущества двигателя Ванкеля? Принцип работы мотора заключается в том, что реализация любого четырехтактного цикла осуществляется без использования газораспределительного механизма. Это значительно упрощает конструкцию двигателя. В обычном 4-тактном поршневом двигателе элементов примерно на тысячу больше. Огромный интерес крупнейших предприятий автомобилестроения вызвал потенциал конструкции. Несомненными достоинствами являются простота изготовления, простой ремонт двигателя, компактность и небольшой вес. Все это способствует улучшению управляемости машины, облегчает расположение трансмиссии.

Компактность мотора позволяет создать комфортный и достаточно просторный салон. Усовершенствованные модели двигателей способны развивать большую мощность при достаточно экономичном расходе топлива. Например, современный мотор объемом 1300 см 3 имеет мощность 220 л. С. Если оснастить двигатель Ванкеля турбокомпрессором, можно получить мощность до 350 л.с. С. Еще одним преимуществом конструкции является очень низкий уровень вибрации и шума. Двигатель Ванкеля механически сбалансирован. Снижение шума и вибрации достигается малым количеством деталей (их на 40% меньше, чем в традиционных моторах). Также стоит отметить динамические характеристики мотора. На пониженной передаче без особой нагрузки можно разогнать машину до 100 км/ч на высоких скоростях. В конструкции мотора отсутствует механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение во вращательное. Благодаря этому двигатель Ванкеля может выдерживать высокие обороты по сравнению с традиционными двигателями внутреннего сгорания.

Конец эйфории

В 1964 году был выпущен автомобиль NSU Spyder, а вслед за ним и легендарная модель Ro 80. И сейчас клубов для любителей этих автомобилей в мире довольно много. Затем с конвейера сошли такие модели, как Corvette XP, Mercedes C-111, Citroen M35. Однако единственной компанией, взявшейся за серийное производство, стала Mazda. С 1967 года она выпустила 2-3 новые машины с РПД. Двигатель Ванкеля устанавливался на легкие самолеты, снегоходы и лодки. В 1973, эйфория закончилась. В то время нефтяной кризис был в самом разгаре. Именно в этот период проявился главный недостаток РПД — малоэффективность. За исключением Mazda, все производители свернули программы по выпуску автомобилей с роторными двигателями. Однако выпускать такие автомобили продолжала только Mazda. Компания значительно сократила продажи в Америке.

Недостатки РПД: недолговечность и ненадежность

Наряду с достоинствами роторные двигатели имели и существенные недостатки. Во-первых, они были очень недолговечны. Так, одна из первых моделей РПД при испытаниях отработала весь ресурс за 2 часа. Более удачный прототип смог выдержать 100 часов. Однако это не обеспечивало нормальной работы машины. Основной проблемой был неравномерный износ внутренней поверхности патронника. В процессе работы на нем образовались поперечные борозды. Они получили весьма красноречивое название: «метки дьявола». После получения лицензии в Mazda сформировали специальный отдел, который занимался усовершенствованием мотора. Вскоре выяснилось, что при вращении ротора пробки, расположенные на его вершинах, начинают вибрировать. Из-за этого появляются эти борозды. Сегодня проблема прочности и надежности решена. Для этого в производстве используются качественные покрытия, в том числе керамические.

Высокая токсичность выхлопа

Это еще один недостаток РПД. По сравнению с традиционными двигателями двигатель Ванкеля выделяет меньше оксидов азота, но во много раз больше углеводородов, за счет неполного сгорания топлива. Инженеры Mazda быстро нашли эффективное решение проблемы. Специалисты создали «тепловой реактор». Это «дожигание» углеводородов. Mazda R 100 была первым автомобилем, в котором использовался этот элемент. В 1968 году была выпущена еще одна модель «теплового реактора» — Familia Presto Rotary. Эта машина, одна из немногих, сразу прошла достаточно жесткую экологическую проверку, выдвинутую США в 1919 г.70 для импортных автомобилей.

Эконом

Это еще одна проблема с РПД. Отчасти это следует из вышеизложенного. Расход топлива у стандартного РПД намного выше, чем у двигателя внутреннего сгорания. Эту проблему снова решили специалисты Mazda. Реализовав комплекс мер, включающий переделку карбюратора и термореактора, добавление теплообменника в выхлопную систему, создание нового зажигания и разработку каталитического конвектора, инженеры добились снижения расхода топлива на 40%. Это привело к выпуску RX-7 в 1919 г.78.

отечественного производства

Помимо Mazda, АвтоВАЗ также выпускал автомобили с РПД. В 1974 году на заводе было сформировано специальное конструкторское бюро. В Тольятти началось строительство цехов серийного производства РПД. В связи с тем, что изначально предполагалось, что ВАЗ будет просто копировать западные технологии, было решено воспроизвести двигатель Mazda. При этом совершенно не учитывались многолетние разработки отечественных институтов двигателестроения.

Переговоры между Ванкелем и советскими официальными лицами велись довольно долго. Некоторые встречи проходили непосредственно в Москве. Однако денег не хватало, поэтому некоторые технологии не могли быть использованы. В 1976 году был выпущен первый односекционный двигатель ВАЗ-311. Его мощность составляла 65 л. С. В течение следующих пяти лет конструкция была доработана. После этого завод изготовил 50 прототипов автомобилей с двигателем Ванкеля. Они моментально рассеялись среди сотрудников предприятия. Однако вскоре выяснилось, что мотор в машинах только внешне похож на японский. Его конструкция была крайне ненадежной. В течение полугода были заменены все двигатели, сокращен штат конструкторского бюро.

Однако мотор отечественного производства спасли спецслужбы. Не слишком беспокоились о ресурсе конструкции и расходе топлива. Их больше привлекали динамические характеристики двигателя. В короткие сроки из двух двигателей ВАЗ-311 была собрана одна двухсекционная. Его мощность увеличилась почти вдвое – до 120 л.с. С. Двигатель поставили на специальный агрегат — ВАЗ-21019. Эта модель получила неофициальное название «Аркан».

Перепрофилирование

Спецзаказ вдохнул в конструкторское бюро вторую жизнь. ВАЗ начал выпускать двигатели для авто и водных видов спорта. Машины стали часто занимать первые места. Спортивные чиновники, в свою очередь, были вынуждены запретить использование РПД. В 1987 году Шнякин сменил Поспелова (руководителя КБ). Он недолюбливал наземный транспорт, тяготея больше к авиации. С начала его руководства СКБ переориентировало свою деятельность на производство двигателей для самолетов. Это была неверная стратегия, так как в стране производится гораздо меньше самолетов, чем автомобилей. Завод также получал прибыль в основном от продажи автомобилей.

Следующей ошибкой стала переориентация на маломощные двигатели. Японцы устанавливают РПД на спортивные автомобили. А ВАЗ выпускал малолитражные модели Оки, несмотря на то, что динамичные двигатели целесообразнее было бы ставить на более быстрые машины. Так или иначе, на отечественных дорогах было несколько микроавтобусов «Ока» с РПД. К 1998 году наконец была завершена гражданская версия двухцилиндрового 1,3-литрового роторного двигателя. Устанавливался на модели ВАЗ 2107-2109 и 2105.

Наконец-то

Почему ведущие мировые производители до сих пор полностью не перешли на выпуск машин с РПД? Дело в том, что для изготовления таких моторов в первую очередь нужна очень точная технология, включающая в себя множество различных нюансов. Не каждая, даже крупная компания, может пойти по пути Mazda. Кроме того, речь идет об аппаратной части. Для производства двигателя Ванкеля необходимы высокоточные станки для токарной обработки поверхностей с эпитрохоидой. Для того оборудования, которое используется сегодня на заводах, такая работа вполне выполнима. Сегодня только Mazda занимается серьезными исследованиями RPD. Инженеры компании постоянно совершенствуют конструкцию, решая множество различных задач. Роторные двигатели японского производства соответствуют мировым стандартам надежности, расхода топлива и экологичности.

Особых технических новшеств на массовых советских автомобилях не было — ни дизеля, ни АКПП, ни гидропневматической подвески, ни турбонаддува. В огромной стране любые автомобили пользовались спросом – и по разным причинам серийно выпускались достаточно простые и ремонтопригодные конструкции.

Еще более удивительно, что «у Советов была своя гордость», а какой роторно-поршневой двигатель, предназначенный для легковых автомобилей! Тем более, что «роторная тема» обросла слухами, домыслами и легендами еще в начале восьмидесятых, и даже появление в свободной продаже автомобилей ВАЗ с РПД в сумасшедшие девяностые не поставило точки над i.

Предшественники: Феликс Генрих Ванкель

Феликс Ванкель, немецкий инженер-самоучка, начал разработку роторно-поршневого двигателя еще в двадцатые годы, но в довоенный период ему не удалось довести до совершенства опытные образцы авиадвигателей, несмотря при поддержке BMW и Министерства авиации.
После Второй мировой войны оборудование Ванкеля было демонтировано и вывезено во Францию. Несмотря на это, инженер-конструктор не прекратил работу над собственным РПД — теперь уже при поддержке НГУ. К середине пятидесятых годов Ванкель завершил теоретическую часть и в 1957 изготовили опытный образец, по результатам 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 и NSU Ro 80 бизнес-класса седан также был оснащен инновационным двигателем.

1
/ 4

2
/ 4

3
/ 4

4
/ 4

1
/ 2

2
/ 2

Когда Audi «унаследовала» бренд NSU и его разработки, она даже выпустила прототип Audi KKM на базе «сотки» второго поколения. В дальнейшем тема двигателей Ванкеля в Audi не получила продолжения.

Однако довольно быстро особенности РПД помешали ему одержать рыночную победу над традиционными поршневыми ДВС с кривошипно-шатунным механизмом. Тем не менее, за годы серийного выпуска двигателей Ванкеля многие крупные автопроизводители приобрели патент на право выпуска таких агрегатов, некоторые из которых стали развивать «роторную тему» ​​всерьез и надолго. Пожалуй, самым известным производителем РПД является японская компания Mazda, создавшая двигатель Renesis.

1
/ 8

2
/ 8

Mazda сразу же начала оснащать свои спортивные купе двигателями необычной конструкции.

3
/ 8

Mazda сразу же начала оснащать свои спортивные купе двигателями необычной конструкции.

4
/ 8

Mazda сразу же начала оснащать свои спортивные купе двигателями необычной конструкции.

5
/ 8

Mazda сразу же начала оснащать свои спортивные купе двигателями необычной конструкции.

6
/ 8

Mazda сразу же начала оснащать свои спортивные купе двигателями необычной конструкции.

7
/ 8

Mazda сразу же начала оснащать свои спортивные купе двигателями необычной конструкции.

8
/ 8

Mazda сразу же начала оснащать свои спортивные купе двигателями необычной конструкции.

1
/ 2

2
/2

Mazda Roadpacer — под таким названием японцы продавали в США австралийский седан Holden с его РПД!

1
/ 3

2
/ 3

За десятилетия производства именно японская компания Mazda «довела до ума» ротор — разумеется, насколько это было возможно.

3
/ 3

За десятилетия производства именно японская компания Mazda «довела до ума» ротор — разумеется, насколько это было возможно.

Сделано в СССР

Как на ВАЗе возникла идея начать выпуск роторно-поршневых двигателей?
В СССР в середине ХХ века прорабатывались различные альтернативные конструкции поршневых двигателей — разумеется, не для автомобилестроения, а для авиации. Потенциально такие моторы могли обеспечить более высокую отдачу, что было особенно ценно в самолетостроении. Непосредственно к теме РПД в Советском Союзе приступили еще в «довазовский» период — по указанию Минавтопрома и Минсельхоза три НИИ (НАМИ, НАТИ и ВНИИмотопром) начали НИР по созданию РПД .

Статьи / История

Важная птица: история развития ГАЗ-13 Чайка

Кстати, Никита Сергеевич Хрущев, развенчивавший культ личности Сталина, тоже использовал в качестве транспортного средства американскую технику. В личном пользовании будущего Первого секретаря ЦК КПСС с 1944 по 1949 год находился…

13780

2

21
09.12.2016

Поэтому разработка Ванкеля и ее практическое внедрение на серийных автомобилях в СССР не остались незамеченными. Более того, легкий и мощный двигатель мог бы стать востребованным для некоторых автомобилей специального назначения — например, так называемых «догонялок» или спортивных автомобилей.

Традиционно для автомобилестроения СССР волевое решение могло быть принято только «на самом верху» — то есть на уровне министерства.

Однако за ротор на ВАЗе взялись по приказу генерального директора Волжского автозавода в 1973 году — казалось бы, по собственному усмотрению. Но не все так просто: прежде чем перейти к новому проекту — строительству Волжского автогиганта, еще в 1965 году Виктор Николаевич Поляков занимал должность заместителя министра автомобильной промышленности СССР, а в 1975 г. полностью вернулся в министерское кресло, возглавив Минавтопром СССР. Таким образом, можно утверждать, что работа над ротором была одобрена «без двух минут» министром автомобильной промышленности и его бывшим заместителем в одном лице.

Итак, после выхода соответствующего приказа Генерального директора было создано специальное конструкторское бюро, задачей которого была не только разработка двигателей собственной конструкции, но и устранение «родовых недостатков» двигателя Ванкеля, о чем уже знали советские конструкторы.

В отличие от западных коллег, под «собственной разработкой» в СССР действительно подразумевалась разработка собственного варианта, а не покупка патента или готовой лицензии. Как и в случае с АКПП, за неимением вариантов советские инженеры были вынуждены сделать свой вариант односекционного двигателя Ванкеля, разобрав для этого один японский РПД. Однако предварительно для «полевых испытаний» на «Жигули» третьей модели был установлен двигатель, снятый со специально купленной для работы на роторе Mazda RX-2.

1
/ 4

2
/ 4

Mazda RX-2 стала донором для ВАЗ как конструкции, так и самого первого РПД, устанавливаемого на Жигули

3
/ 4

Mazda RX-2 стала донором для ВАЗ как конструкции, так и самого первого РПД, устанавливаемого на Жигули

4
/ 4

Mazda RX-2 стала донором для ВАЗ как конструкции, так и самого первого РПД, устанавливаемого на Жигули

Уже на ранних этапах ВАЗ столкнулся с тем, что, несмотря на свою компактность и высокую мощность Легкий и мощный РПД был не очень экономичным и экологичным, а также отличался частым выходом из строя уплотнителей. На самом деле с этой проблемой десятилетиями боролись все, кто брался за двигатели Ванкеля, начиная с самого немецкого инженера — носителя этой фамилии. И, кстати, именно низкая надежность уплотнений стала причиной быстрого выхода из строя двигателей на НСУ Ро-80, что вынудило производителя вскоре прекратить выпуск этой машины и «закрыть роторную тему».

Первый опытный образец СКБ РПД под обозначением ВАЗ-301 был готов уже в 1976 году, но о каком-либо запуске несущего винта в Тольятти говорить было рано – конструкция оказалась явно «сырой».

ВАЗовский вариант роторно-поршневого двигателя оценил даже… сам Феликс Ванкель, специально посетивший для этого Волжский автомобильный завод. «Отец ротора» утвердил общую компоновку тольяттинского РПД.

Уже в 1982 был продемонстрирован ВАЗ-21018 — обычный ВАЗ-21011 с двигателем ВАЗ-311 мощностью 70 л.с.

С целью выявления конструктивных недостатков в реальных условиях была изготовлена ​​партия из 50 двигателей, которые были установлены на пять десятков Жигулей, но всего через полгода все двигатели, кроме одного (!), Пришлось заменить на традиционные. Сальники и подшипники быстро выходили из строя, а вдобавок мотор получился плохо сбалансированным и довольно прожорливым.

На земле и в небе

После первой серьезной аварии и последовавших за ней дисциплинарных взысканий ВАЗ не прекратил работу над роторами, а решил окончательно перейти с односекционной конструкции на двухсекционную. Такой мотор потенциально был не только мощнее, но и надежнее.

К тому времени советский ротор потенциально уже имел вполне осязаемую область применения — например, для установки на служебные автомобили спецподразделений ГИБДД, МВД и КГБ. На ведомственных автомобилях такие недостатки, как не лучшая топливная экономичность, отходили на второй план, и решающее значение имели высокие динамические показатели. Очень важно, что при эксплуатации на служебных автомобилях специалисты ВАЗ могли получать подробную информацию в виде стандартизированных отчетов о выявленных на практике недостатках и дефектах, но в более-менее одинаковых условиях, что обеспечивало определенную объективность оценки.

Время от времени советская пресса скупо сообщала о моторе необычной конструкции.

К 1983 году были разработаны два новых двухсекционных РПД — ВАЗ-411 мощностью 110-120 л.с. и 140-сильный ВАЗ-413. Предполагалось, что роторы будут устанавливаться не только на «родные» «Жигули» различных для завода моделей, но и на другие автомобили силовых структур — в частности, «Волгу». Разумеется, установка такого силового агрегата на седан Горьковского автозавода потребовала соответствующей доработки крепления и некоторых агрегатов трансмиссии.

1
/ 3

2
/ 3

ВАЗ-21059 — поворотная «пятерка». По-прежнему никаких отличий от обычного снаружи.

3
/ 3

ВАЗ-21059 — поворотная «пятерка». По-прежнему никаких отличий от обычного снаружи.

В то же время на практически готовые РПД обратили внимание и авиаторы, которые поручили Тольяттинскому бюро разработать вариант для использования на вертолетах и ​​легких самолетах.

Однако роторно-поршневым типом двигателя заинтересовались многие другие предприятия, заказавшие разработку агрегатов для катеров, амфибий и даже мотоциклов в Тольятти! Эти услуги завод оказывал по договорам на условиях широко распространенного в то время хозрасчета, поэтому деятельность СКБ не была для ВАЗа убыточной. Также опытные образцы авиадвигателей ВАЗ-416 и ВАЗ-426 были разработаны уже в эпоху функционирования НТК ВАЗ в середине девяностых годов.

Различные виды применения РПД позволили конструкторам понять, что конструктивные решения автомобильных и авиационных двигателей не могут быть полностью идентичными из-за существенной разницы режимов работы двигателей на воздушном и автомобильном транспорте.

Статьи / История

Комплекс родов «антилопа»: история создания ВАЗ-2110

Задолго до выхода трехдверного хэтчбека 2108 разработчикам стало ясно, что новый седан нужен для замены откровенно устаревших Жигулей. Мнения разделились: часть конструкторов придерживалась мнения, что…

49960

11

10
20.12.2015

Поэтому одновременная разработка «единого» ротора не имеет практического смысла — скорее, работы могут быть совмещены по технологической и производственной базе, а не по конкретным решениям.

РПД и передний привод

Возникает вопрос: а как быть с переднеприводными автомобилями? Неужели ВАЗ не обратил внимание на собственную «восьмерку»?

Конечно, обратил внимание: работа над РПД для принципиально нового семейства началась, когда ВАЗ-2108 только готовился к производству — в 1979, но к теме «переднеприводного ротора» вернулись конкретно в начале перестройки, заключив договор с Запорожским автомобильным заводом. И уже к 1987 году были разработаны прототипы ВАЗ-414 для переднеприводных автомобилей ВАЗ и ЗАЗ, а в Тольятти создали версию своего 40-сильного РПД под индексом 1185 даже для… Оки! Но в дальнейшем руководство отдало предпочтение авиационному направлению, и работы по автомобильным РПД были приостановлены.

Мелкосерийное производство необычной модификации Жигулей на базе «пятерки» продолжалось вплоть до распада СССР, хотя государственные закупки таких автомобилей правоохранительными органами были совсем небольшими, а автомобилей с роторами под капотом не было продается «на сторону».

Но вскоре заводу стало совсем не до собственных новых разработок — в конце восьмидесятых государственная поддержка автозаводов была свернута, и заводчанам было нечем заняться — например, созданием перспективного или .

Новейший автомобиль РПД ВАЗ

ВАЗ вернулся к теме роторных автомобильных двигателей только в российский период деятельности завода, найдя возможность «выйти из-под ног» интересной разработки еще в трудные девяностые годы. Ведь в мире в то время уже давно существовали «подогретые» модификации обычных городских хэтчбеков, с которыми ВАЗ РПД был вполне сопоставим по развиваемой мощности.

Наличие такого мотора на автомобилях семейства 2108 могло «поднять» покупательский интерес — по крайней мере, в Тольятти на это рассчитывали.

Даже в сложных условиях новый РПД для Самары был освоен довольно быстро — к счастью, двигатель ВАЗ-415 не пришлось разрабатывать с нуля. В некоторых источниках утверждается, что доводочные работы при его превращении в серийный продукт проводились достаточно наскоро или не очень удачно, в результате чего мотор все же сохранил ряд недостатков, присущих остальным РПД ВАЗ. Однако есть и другое мнение, что этот мотор, наоборот, вобрал в себя все достоинства прошлых разработок – и достаточный ресурс, известный по 413-му мотору, и доставшуюся от ВАЗ-414 «плотную» компоновку.

Практически одновременно обновилась и классика: в 1992 году на базе «семерки» началось производство модификации Жигулей ВАЗ-21079 со 140-сильным двигателем ВАЗ-4132.

1
/ 3

2
/ 3

Седьмая модель была последним Жигулем с РПД

3
/3

Седьмой моделью стали последние Жигули с РПД

Однако в 1997 году ВАЗ-415 наконец-то получил сертификат, позволяющий устанавливать его на обычные товарные автомобили, которые вскоре появились в автосалонах.

«На гражданке»: став доступным простым смертным, РПД тут же появился на страницах российских автоизданий

Разумеется, цена автомобиля увеличилась на вполне ощутимые по тем временам 2,2-2,5 тысячи долларов, зато динамика восьмерки улучшилась на порядок. Ведь 120-140 «роторных» лошадиных сил позволяли набирать сотню с места за 8-9 секунд, а реальная максимальная скорость приближалась к заветным 200 км/ч. Расход топлива, разумеется, при этом колебался от 8 до 14 литров. Зато компактный роторный мотор раскручивался до умопомрачительных 8 тысяч оборотов, обеспечивая «пилоту» ощущения, несравнимые с ускорением обычного «зубила».

РПД-415 под капотом ВАЗ-2108 смотрится вполне органично. Но при этом мотор заметно компактнее родного. Фото: Александр Подзолков

РПД всегда славился своим «горячим характером», поэтому маслорадиатор ему был нужен как воздух. Или вода. В общем, для охлаждения. Фото: Александр Подзолков

Вид снизу намекает, что это какая-то очень сложная «восьмерка». Фото: Александр Подзолков

Микропроцессорное зажигание можно было встретить и на ВАЗ-2108 с обычным ДВС. Но очень редко. Фото: Александр Подзолков

Увы, при этом малопонятный большинству ротор оставался «вещью в себе» — технологии его ремонта простые механики не знали, а запчасти не продавались ни в одном магазине за углом.

Кроме того, к тому времени он уже набирал обороты на обычных вазовских двигателях, а на РПД за мощность еще отвечал архаичный карбюратор «Солекс».

Смесь РПД готовил знакомым Солексом, но со своими корректировками. «Газовый сектор» имел дополнительный рычаг для привода дозирующего маслонасоса-лубрикатора. Фото: Александр Подзолков

Вид ВАЗ-415 сверху с демонтированным карбюратором. Фото: Александр Подзолков

И, несмотря на наличие микропроцессорной системы зажигания (МПСЗ), ротор не мог похвастаться покладистостью и (главное!) долговечностью обычного поршневого ДВС. Ведь при заявленном ресурсе в 125 000 км многие двигатели начинали быстро «умирать» после 50 000 км, чему способствовало использование «неправильного» масла. Как и у японских автомобилей Mazda с РПД, при этом резко ухудшался запуск двигателя и увеличивался расход масла на угар, а в дальнейшем двигатель мог и вовсе выйти из строя.

Герметичность уплотнений — больное место любого РПД, не только ВАЗ-415. Фото: Александр Подзолков

Многочисленные тюнинговые компании, появлявшиеся в Тольятти и вокруг него как грибы после дождя, в то время предлагали тюнинговые программы для обычных моторов разного бюджета и степени вмешательства, что позволяло снять почти такую ​​же мощность, как и у ротор без заметной потери ресурса. А вот РПД с традиционной системой питания было невозможно втиснуть в грядущие экологические нормы Евро-2, которым без проблем соответствовал вновь освоенный вазовский впрыск.

Ввиду не серийности производства в дальнейшем ни работа, ни производство самого РПД не представляли для ВАЗ большого интереса, так как, как и в истории Мазды, могли быть продиктованы только имиджевыми соображениями. Что в случае с Тольяттинским автозаводом не было достаточно веским аргументом…

По ряду перечисленных причин уже в начале 2000-х ротор ВАЗ стал резко терять обороты. Да, ВАЗ-415 успел примерить даже «десятку» и «пятнашку» в модификациях 2110-91 и 2115-91 соответственно, но 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 много работали над роторной темой

После 2004 года деятельность КБ в рамках работ по двигателям РПД была окончательно прекращена, и примерно в 2007 году , оборудование было частично вывезено и утилизировано. Кажется, на этом была поставлена ​​окончательная точка в истории советско-российского ротора.

Вы жалеете, что не получилось поворотных ВАЗов?

Когда автомобили с поршневыми двигателями внутреннего сгорания уже были широко распространены во всем мире, некоторые инженеры пытались разработать роторные двигатели, которые были бы такими же эффективными и мощными. Значительных успехов добились специалисты из Германии, что неудивительно, ведь именно в этой стране был изобретен автомобиль.

Немного истории

В 1957 году мир увидел первый роторно-поршневой двигатель. Впоследствии он был назван в честь одного из разработчиков — Феликса Ванкеля. Второй человек, Вальтер Фрейде, участвовавший в процессе изобретения, незаслуженно попал в тень соавтора. Оба инженера были представителями немецкой компании NSU, производившей автомобили и мотоциклы.

Через год выпущен первый автомобиль с РПД. К сожалению, модель новой машины не удовлетворила даже главных конструкторов. Двигатель был доработан, и в конце 60-х на свет появился седан, получивший звание «Автомобиль года». Это был Ро-80 той же фирмы НСУ. До 100 км он разгонялся всего за 12,8 с, развивал скорость до 180 км/ч, весил чуть больше тонны. По тем временам это были грандиозные цифры. Лицензию на производство роторных двигателей стали тут же приобретать одна автомобильная компания за другой.

Неизвестно, как сложилась бы судьба изобретения Ванкеля, если бы в 1973 году не начался энергетический кризис и резко выросли цены на нефть. Роторный двигатель внутреннего сгорания ел слишком много топлива, поэтому от его использования стали отказываться.

В конце 90-х только Россия и Япония выпускали автомобили с двигателями Ванкеля. Российские автомобили ВАЗ, оснащенные РПД, малоизвестны, а вот японские модели сумели добиться всемирной популярности.

В настоящее время автомобили с роторными двигателями производит только Mazda. Японским специалистам удалось усовершенствовать автомобильный двигатель до такой степени, что он стал потреблять в 2 раза меньше масла и на 40% меньше топлива. Выбросы также были снижены, и теперь двигатель соответствует европейским экологическим стандартам. Новым витком в развитии РПД стало использование в качестве топлива водорода.

Основы роторного двигателя

Чтобы понять, как работает роторный двигатель, нужно понять его устройство. Двумя важными частями РДП являются ротор и статор. Ротор, закрепленный на валу, вращается вокруг неподвижной шестерни — статора. Соединение с шестерней происходит через зубчатое колесо. Ротор изготовлен из легированной стали и помещен в цилиндрический корпус.

Ротор двигателя в поперечном сечении имеет треугольную форму, его края выпуклые, а три вершины постоянно соприкасаются с внутренней поверхностью корпуса. Таким образом, пространство цилиндра разделено на три камеры. В результате вращения изменяется объем камер. В какой-то момент из-за формы профиля корпуса стало четыре камеры.

• На первом этапе топливо подается в одну из камер через отверстие (впускное окно).
• Далее объем камеры с топливом уменьшается, впускное окно полностью закрывается, и начинается сжатие топлива.
• На следующем этапе формируются четыре камеры, зажигаются свечи (их две), воспламеняется топливо и совершается полезная работа мотора.
• При дальнейшем вращении ротора открывается выпускное окно, в которое выходят продукты сгорания (выхлопные газы).

Как только выпускной порт закрывается, впускной открывается, и цикл повторяется.

Один рабочий цикл выполняется за один полный оборот вала. Чтобы поршневой двигатель мог выполнять ту же работу, он должен быть двухцилиндровым.

Для обеспечения герметичности на верхние части ротора устанавливаются уплотнительные пластины. Они прижимаются к цилиндру пружинами и центробежной силой, а также добавляется давление газа.

Чтобы лучше понять, как работает роторный двигатель, и что это вообще такое, необходимо изучить схему. На ней показано поперечное сечение агрегата и процессы, происходящие при движении ротора. На схеме роторного двигателя показано, какие этапы проходит ротор, играя роль поршня.

Типы роторных двигателей

Самыми старыми роторными двигателями являются водяные мельницы, в которых колесо вращается от действия воды и передает энергию валу. Устройство современного роторного двигателя, работающего на топливе, значительно сложнее. В нем камера может быть:

• герметично закрытой;
• постоянный контакт с внешней средой.

Первый тип устройств используется на транспортных средствах, а второй — в газовых турбинах. Двигатели с закрытой камерой, в свою очередь, делятся на несколько типов. Классификация роторных двигателей выглядит следующим образом.

1. Ротор вращается попеременно то в одну, то в другую сторону, движение его неравномерное.
2. Вращение происходит в одну сторону, но скорость меняется, движение пульсирующее.
3. Двигатели с уплотняющими заслонками, выполненными в виде лопаток.
4. Равномерно вращающийся ротор с заслонками, которые перемещаются вместе с ротором и действуют как уплотнение.
5. Двигатели с ротором, совершающим планетарное движение.

Также есть еще два типа роторных двигателей, в которых основной элемент вращается равномерно. Они отличаются организацией рабочей камеры и конструкцией уплотнений. Двигатель Ванкеля относится к пятому пункту в списке выше.

Преимущества РПД

Рассмотрев устройство роторного двигателя и принцип работы, можно понять, что он полностью отличается от поршневого двигателя. Роторный двигатель внутреннего сгорания более компактен, состоит из меньшего количества деталей, а его удельная мощность больше, чем у поршневого двигателя.

РДП легче балансировать, чтобы свести вибрации к минимуму. Это позволяет устанавливать его на легковые автомобили, например микроавтомобили.

Количество деталей меньше, чем у поршневого двигателя почти в 2 раза. Габариты также значительно меньше, и это преимущество упрощает развесовку по осям, позволяет добиться большей устойчивости на дороге.

Традиционный поршневой двигатель совершает полезную работу всего за два оборота вала, тогда как в роторном двигателе полезная работа совершается за один оборот ротора. В этом причина быстрого разгона автомобилей с РПД.

Высокий расход топлива РПД

Устройство и принцип работы роторного двигателя удивительно просты, понятны и остроумны. Почему он не получил распространения, как поршневой двигатель внутреннего сгорания? Последнее, но не менее важное, это экономика.

Роторный двигатель внутреннего сгорания потребляет слишком много топлива. При объеме всего 1,3 литра на каждые 100 км расходуется почти 20 литров бензина. По этой причине не многие компании решились на серийное производство автомобилей с РПД.

В свете недавних событий на Ближнем Востоке, где идет ожесточенная война за ресурсы, а цены на нефть и газ все еще достаточно высоки, ограниченное использование ПДП вполне объяснимо.

Другие важные недостатки

Следующим недостатком роторно-поршневого двигателя является быстрый износ уплотнений, расположенных вдоль ребер ротора. Этот износ происходит из-за быстрого вращения и, как следствие, трения ребер о стенки камеры.

Кроме того, усложняется система смазки ребер. Mazda сделала форсунки, которые впрыскивают масло в камеру сгорания. В связи с этим повысились требования к качеству масла. Постоянной обильной смазки требует и главный вал, вокруг которого происходит движение.

Техническое решение вопросов смазки требовало особого подхода, и только японские инженеры смогли справиться с задачей после многолетних экспериментов.

Температура выхлопных газов РПД выше, чем у поршневого двигателя. Это связано с относительно короткой длиной хода кромки ротора. Едва успевает закончиться процесс горения, как край уже сдвинулся настолько, что открывается выпускное окно. В результате в выхлопную трубу уходят газы, которые не полностью передавали давление на ротор, и их температура высока. Небольшая часть несгоревшей топливной смеси также попадает в атмосферу, что негативно влияет на окружающую среду.

В роторном двигателе трудно обеспечить герметичность камеры сгорания. В процессе эксплуатации стенки статора неравномерно нагреваются и расширяются. В результате возможны утечки газа. Особенно нагревается та часть, в которой происходит горение. Чтобы решить эту проблему, разные детали изготавливаются из разных сплавов. Это, в свою очередь, усложняет и удорожает процесс производства двигателя.

На стоимость изготовления роторно-поршневых двигателей Ванкеля не лучшим образом влияет сложная форма камеры. На самом деле цилиндр не имеет овального сечения, как иногда говорят. Сечение имеет форму эпитрохоиды и требует высокоточного исполнения.

Итак, становится понятно, что у роторного двигателя есть плюсы и минусы. Их можно свести в следующую таблицу.

Из-за быстрого износа деталей ресурс роторного двигателя составляет около 65 тыс. км. Для сравнения, ресурс традиционного ДВС в 2, а то и в 3 раза больше. Обслуживание роторно-поршневых двигателей требует большей ответственности, поэтому они привлекают внимание в основном профессионалов. Отчасти инженерам удалось устранить недостатки машин с РПД, но часть из них все же осталась.

Роторно-поршневые двигатели Mazda

В то время как другие мировые производители отказались от производства роторных двигателей, Mazda продолжала над ними работать. Его специалисты усовершенствовали конструкцию и получили мощный мотор, способный конкурировать с лучшими европейскими агрегатами.

Японцы начали работать с роторно-поршневым двигателем еще в 1963 году. Они выпустили несколько моделей автобусов, грузовиков и легковых автомобилей.

С 1978 по 2003 год компания выпускала знаменитый спортивный автомобиль RX-7. Его преемником стала модель RX-8, получившая более 30 наград на международных автосалонах.

RX-8 был оснащен двигателем Renesis (Rotary Engine Genesis). В разных комплектациях автомобиль продавался по всему миру. Самые мощные модели (250 л.с., 8,5 тыс. об/мин) продавались в Северной Америке и Японии. В 2007 году на Токийском автосалоне 2007 года был представлен концепт-кар с двигателем Renesis II мощностью 300 л. с.

В 2009 году автомобили Mazda с роторным двигателем были запрещены в Европе, поскольку выбросы углекислого газа превышали существовавшие на тот момент нормы. В 2102 году серийное производство японских автомобилей с роторными двигателями было прекращено. На данный момент РПД от Mazda устанавливаются только на спортивные гоночные автомобили.

Как известно, принцип работы роторного двигателя основан на высоких оборотах и ​​отсутствии движений, отличающих двигатель внутреннего сгорания. Этим агрегат отличается от . РПД еще называют двигателем Ванкеля, и сегодня мы рассмотрим его работу и очевидные преимущества.

На видео показано устройство и принцип работы роторного двигателя Желтышева:

Удивительно, но РПД пытались ввести в эксплуатацию и в нашей стране. Такой двигатель был разработан для установки на ВАЗ 21079, предназначенный как транспортное средство для спецслужб. Но проект, к сожалению, не прижился. Как всегда не хватило госбюджетных денег, которые чудесным образом выкачиваются из казны.

Но японцам это удалось. И не хотят останавливаться на достигнутом результате. По последним данным, производитель Mazda усовершенствует двигатель и вскоре выпустит совсем другой агрегат.

Заглянем внутрь РПД

Схема работы роторного двигателя совершенно иная, чем у обычного двигателя внутреннего сгорания. Во-первых, мы должны оставить конструкцию двигателя внутреннего сгорания такой, какой мы ее знаем, в прошлом. А во-вторых, попытаться усвоить новые знания и понятия.

РПД назван так из-за ротора, то есть который движется. Это движение передает мощность на сцепление и коробку передач. По сути, ротор выталкивает энергию из топлива, которое затем передается на колеса через трансмиссию. Сам ротор обязательно изготавливается из легированной стали и имеет, как было сказано выше, форму треугольника.

На видео показан принцип работы роторно-поршневого двигателя Зуева:

Капсула, где находится ротор, является своеобразной матрицей, центром мироздания, где происходят все процессы. Другими словами, именно в этом овальном корпусе:

• сжатие смеси;
• впрыск топлива;
• подача кислорода;

воспламенение смеси

• ;
• возврат сгоревших элементов в розетку.

Одним словом, шесть в одном, если хотите.

Сам ротор установлен на специальном механизме и не вращается вокруг одной оси, а бежит. Таким образом, внутри овального тела создаются изолированные друг от друга полости, в каждой из которых протекает один из процессов. Поскольку ротор треугольный, полостей всего три.

Все начинается так. В первой образовавшейся полости происходит всасывание, то есть камера заполняется воздухом, который здесь смешивается.

После этого ротор вращается и выталкивает эту смешанную смесь в другую камеру. Здесь смесь сжимается и поджигается двумя свечами.

Затем смесь поступает в третью полость, где вытесняются части использованного топлива.

Это полный цикл РПД. Но не все так просто. Мы рассмотрели схему РПД только с одной стороны. И эти действия происходят постоянно. Другими словами, процессы происходят сразу с трех сторон ротора. В результате всего за один оборот агрегата повторяются три цикла.

Кроме того, можно было улучшить роторный двигатель. Сегодня роторные двигатели Mazda имеют не один, а два или даже три ротора, что значительно повышает производительность, особенно по сравнению с обычным двигателем внутреннего сгорания. Для сравнения: двухроторный РПД сравним с шестицилиндровым двигателем внутреннего сгорания, а трехроторный РПД сравним с двенадцатицилиндровым. Вот и получается, что японцы оказались такими дальновидными и сразу распознали преимущества роторного двигателя.

Опять же, производительность — не единственное достоинство RPD. У него их много. Как было сказано выше, роторный двигатель очень компактен и использует на тысячу деталей меньше, чем в том же двигателе внутреннего сгорания. В РПД всего две основные части — ротор и статор, но ничего проще этого не придумаешь.

Принцип работы роторно-поршневого двигателя заставил в свое время многих талантливых инженеров удивленно поднять брови. И сегодня талантливые инженеры заслуживают всевозможных похвал и одобрений. Шутка ли поверить в работоспособность, казалось бы, похороненного двигателя и дать ему вторую жизнь, да еще какую!

В далеком 1957 Немецкие инженеры Ванкель и Фройде представили миру первый роторный двигатель. Затем его приняли на вооружение большинство автомобильных компаний. Мерседесы, и даже — все они ставят роторные двигатели под капот своих машин. А ротор японцы используют и по сей день — правда, уже в современной, усовершенствованной модификации. В чем успех роторного двигателя Ванкеля?

Принцип работы роторно-поршневого двигателя

Роторный двигатель выполняет те же четыре цикла, что и его поршневой аналог: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск . Но ротор работает иначе. Поршневой двигатель выполняет четыре такта в одном цилиндре. И хотя ротационная выполняет их в одной камере, каждое из мероприятий происходит в своей отдельной части. То есть цикл как бы выполняется в отдельном цилиндре, а поршень «бегает» из одного цилиндра в другой. При этом в поворотном двигателе отсутствует газораспределительный механизм. В отличие от поршневого двигателя, всю работу выполняют впускные и выпускные отверстия, расположенные в боковых корпусах. Ротор вращается и регулирует работу окон: открывает и закрывает их.

Кстати, о роторе. Стоит ли говорить, что это основной элемент мотора, именно ротор дал название самому двигателю. Что это за деталь? Ротор имеет треугольную форму, неподвижно закреплен на эксцентриковом валу и не центрируется на нем. При вращении элемент описывает форму капсулы , а не круг из-за своего расположения. Ротор передает мощность от мотора к коробке передач и сцеплению, другими словами выталкивает сгоревшее топливо и передает вращение на трансмиссию колесам. Полость, в которой вращается ротор, выполнена в виде капсулы.

Принцип работы роторно-поршневого двигателя следующий. При вращении ротор создает вокруг себя три изолированные друг от друга полости. Это происходит из-за капсульной формы полости вокруг ротора и треугольной формы самого ротора. Первая полость всасывающая полость смешивает топливо с кислородом. Далее смесь перегоняется во вторую камеру движением ротора и там сжимается. Здесь он воспламеняется двумя свечами, расширяется и толкает поршень. Поступательным движением ротор прокручивается, открывается следующая полость, куда выходят выхлопные газы и остатки топлива.

Недостатки и преимущества роторного двигателя

Как и любой другой двигатель внутреннего сгорания, роторный двигатель имеет как плюсы, так и минусы. Во-первых, рассмотрим его преимущества перед другими двигателями.

1. Производительность роторного двигателя в несколько раз выше, чем у других. Если в обычных двигателях внутреннего сгорания за один оборот проходит , то в роторном двигателе — три (всасывание, сжатие, воспламенение). Причем современные двигатели оснащаются сразу двумя или тремя роторами, поэтому 2-х роторный двигатель можно сравнить с 6-ти цилиндровым обычным ДВС, а 3-х роторный двигатель с 12 цилиндрами.

2. Малое количество деталей . Простота конструкции двигателя (ротор и статор) позволяет использовать меньше деталей. Статистика говорит, что в двигателе внутреннего сгорания на 1000 деталей больше, чем в роторном двигателе.

3. Низкая вибрация . Ротор вращается по окружности без возвратно-поступательного движения. Соответственно вибрация практически не заметна. Кроме того, роторных двигателей обычно два, поэтому они уравновешивают работу друг друга.

4. Высокая динамика . За один оборот двигатель совершает три такта. Поэтому даже на малых оборотах двигатель развивает высокие обороты.

5. компактность и небольшой вес. Благодаря простоте конструкции и малому количеству деталей двигатель имеет небольшой вес и габариты.

Несмотря на множество достоинств, мотор имеет и ряд недостатков, не позволяющих автомобильным компаниям массово использовать его на своих автомобилях.

1. Склонность к перегреву. При сгорании рабочей смеси выделяется лучистая энергия, которая бесцельно покидает камеру сгорания и нагревает двигатель. Это связано с формой камеры, напоминающей капсулу или линзу, то есть при небольшом объеме она имеет большую рабочую поверхность. Чтобы предотвратить утечку энергии, камера должна была быть сферической.

2. Регулярная замена масла. Ротор соединен с выходным валом эксцентриковым механизмом. Такой способ соединения вызывает дополнительное давление, которое вкупе с высокими температурами нагревает двигатель. Именно поэтому нужно периодически отдавать автомобиль на капитальный ремонт и менять масло. Без замены масла двигатель выходит из строя.

3. Регулярная замена уплотнений. На небольшой площади контакта ротора с валом образуется повышенное давление. Уплотнения изнашиваются, в камерах образуются течи. В результате увеличивается токсичность выхлопа и падение эффективности. Кстати, на новых моделях эту проблему решили с помощью высоколегированной стали.

4. Высокая цена. Для роторных двигателей детали должны изготавливаться с высокой геометрической точностью. Поэтому при производстве роторных двигателей используется дорогое оборудование и дорогие материалы. В результате цена роторного двигателя высока, несмотря на кажущуюся простоту конструкции.

Использование роторных двигателей: от изобретения до наших дней

Инженеры очень долго разрабатывали роторные двигатели. Изобретатель парового двигателя Джеймс Уатт заложил основу мечты о роторном двигателе. В 1846 году инженеры уже определили форму камеры сгорания и основу работы роторного двигателя внутреннего сгорания. А вот двигатель так и остался мечтой. Но в 1924 году молодой и талантливый Феликс Ванкель начал основательную практическую работу по созданию роторного двигателя. Двадцатидвухлетний инженер только что окончил школу и поступил в издательство технической литературы. Именно тогда Ванкель начал рисовать конструкцию собственного двигателя, опираясь на обширные теоретические знания из литературы. Создав собственную лабораторию, инженер стал получать патенты на продукцию. В 1934 году Ванкель применил к первому роторному двигателю.

Но судьба распорядилась иначе. Талантливого инженера заметило начальство, и он стал работать на крупнейших автомобильных концернах нацистской Германии. Ему пришлось приостановить свои проекты. После войны инженер попал в тюрьму , как пособник нацистского режима, а его лабораторию вывезли французы. И только в 1951 году ученый восстановил имя, начав работать в мотоциклетной компании. Там он перестроил свою лабораторию и привлек к проекту роторного двигателя другого ученого по имени Вальтер Фройде. Вместе они изготовили первый роторный двигатель 1 февраля 19 г.57. Первоначально он работал на метаноле, но к июлю двигатель был переведен на бензин. В 50-е годы Германия начала оправляться от последствий войны, соответственно и автомобильные компании разбогатели.

Компания NSU, где работали Ванкель и Фрейде, готовилась к серийному выпуску автомобилей с роторным двигателем. В 1960 году в Мюнхене был показан NSU Spider с двигателем Ванкеля под капотом. А в 1968 году вышел НСУ Ро-80, который повлиял на дальнейшее автомобилестроение. Автомобиль разогнался до 180 км/ч, с места автомобиль разогнался до 100 км/ч за 12,8 с . Ро-80 стал автомобилем года, и многие концерны купили права на двигатель Ванкеля. Но из-за недостатков конструкции двигателя и дороговизны производства компании отказались от серийного производства машин с роторным двигателем. Но были прототипы.

Например, Mercedes-Benz, выпустивший автомобиль C111 в 1970 году. Стильный оранжевый автомобиль с обтекаемым надежным кузовом разгонялся до 100 км/ч за 4,8 секунды. Но прожорливость автомобиля не позволила компании наладить серийное производство С111.

Интересует ротор и. Уже в 1972 году публике был представлен первый «Корвет» с двухсекционным роторным двигателем. Четырехсекционные корветы появились в 1973 году, но в 1974 году из-за нехватки денег Chevrolet отложила работы над роторными двигателями. Соседняя Франция также приняла на вооружение двигатели Ванкеля. В 1974 году Citroen выпустил на рынок Citroen GS Birotor. Под капотом находился двухсекционный двигатель Ванкеля. Но машина не пользовалась популярностью. За два года французская компания продала всего 874 автомобиля. В 1977, Citroen отозвал роторные автомобили, чтобы уничтожить их, но вполне вероятно, что 200 из них уцелели.

В СССР тоже пытались использовать двигатель Ванкеля. На заводах ВАЗ купить лицензию не смогли, поэтому односекционный роторный двигатель скопировали с НСУ Ро-80. На его базе в 1976 году был собран двигатель ВАЗ-311. Доработка длилась 6 лет. Первым серийным ВАЗом с ротором под капотом была ВАЗ 21018. Но модель с треском провалилась. Все 50 прототипов сломались. В 1983 в СССР появились двухсекционные поворотные модели. Оснащенные таким мотором «Жигули» и «Волги» легко обогнали иномарки. Но затем конструкторское бюро отвлеклось от автомобилестроения и безуспешно пыталось использовать роторный двигатель в авиации. Это привело к тому, что развивающаяся промышленность остановилась на модели ВАЗ-415 в 1995 году.

До 2012 года серийно выпускалась модель Mazda RX-8 , с усовершенствованным двигателем Ванкеля. А вообще японцы единственные у кого роторные станки серийно выпускались с 19 года67. В 70-х годах Mazda представила марку RX, что означает использование роторных двигателей. Японцы ставят ротор на любые автомобили, включая пикапы и автобусы. Может быть, поэтому у RX-8 отличные технические и экологические показатели, что было так необычно для первых автомобилей с двигателем Ванкеля.

Бисквитное бревно. Шоколадно-кофейный рулет «Рождественское полено»

Паровые машины и двигатели внутреннего сгорания имеют один общий недостаток — возвратно-поступательное движение поршня необходимо преобразовывать во вращательное движение колес. Отсюда явно низкий КПД и высокий износ элементов механизма. Многие хотели построить двигатель внутреннего сгорания таким образом, чтобы все движущиеся части в нем только вращались — как это происходит в электродвигателях.

Однако задача оказалась не из легких, решить ее удалось только механику-самоучке, который за всю свою жизнь так и не получил ни высшего образования, ни даже рабочей специальности.

Феликс Генрих Ванкель (Felix Heinrich Wankel, 1902-1988) родился 13 августа 1902 года в маленьком немецком городке Лар. Во время Первой мировой войны умер отец Феликса, из-за чего будущему изобретателю пришлось бросить гимназию и пойти работать подмастерьем продавца в книжный магазин при издательстве. Благодаря этой работе Ванкель пристрастился к чтению книг, благодаря которым самостоятельно изучал технические дисциплины, механику и автомобилестроение.

Существует легенда, что решение проблемы пришло к семнадцатилетнему Феликсу во сне. Правда это или нет, неизвестно. Но очевидно, что у Феликса был очень незаурядный талант к механике и «чистый» взгляд на вещи. Он понял, как все четыре цикла обычного двигателя внутреннего сгорания (впрыск, сжатие, сгорание, выпуск) могут выполняться при вращении.

Довольно быстро Ванкель пришел к первой конструкции двигателя, и в 1924 году организовал небольшую мастерскую, которая одновременно служила импровизированной «лабораторией». Здесь Феликс начал проводить первые серьезные исследования в области роторно-поршневых двигателей внутреннего сгорания.

С 1921 года Ванкель был активным членом НСДАП. Выступал за партийные идеалы, был основателем Всегерманского объединения военной молодежи и юнгфюрером различных организаций. В 1932 году он вышел из партии, обвинив одного из своих бывших коллег в политической коррупции. Однако по встречному обвинению ему самому пришлось провести шесть месяцев в тюрьме. Освободившись из тюрьмы благодаря заступничеству Вильгельма Кеплера, он продолжил работу над двигателем. В 1934 году он создал первый прототип и получил на него патент. Он сконструировал для своего двигателя новые клапаны и камеры сгорания, создал несколько различных его вариантов, разработал классификацию кинематических схем различных роторно-поршневых машин.

В 1936 году BMW заинтересовался прототипом двигателя Ванкеля — Феликс получил деньги и собственную лабораторию в Линдау для разработки экспериментальных авиационных двигателей.

Однако до разгрома гитлеровской Германии ни один двигатель Ванкеля не пошел в серию. Возможно, на доведение конструкции до ума и создание серийного производства ушло слишком много времени.

После войны лабораторию закрыли, оборудование вывезли во Францию, а Феликс остался без работы (сказалось его прежнее членство в Национал-социалистической партии). Однако вскоре Ванкель все-таки получил должность инженера-конструктора в NSU Motorenwerke AG, одном из старейших производителей мотоциклов и автомобилей.

В 1957 году совместными усилиями Феликса Ванкеля и ведущего инженера NSU Вальтера Фроде на NSU Prinz впервые был установлен роторно-поршневой двигатель. Первоначальная конструкция оказалась далека от совершенства: даже для замены свечей требовалось разобрать почти весь «движок», надежность оставляла желать лучшего, а об экономичности на данном этапе говорить было грех. разработка. В результате испытаний в серию пошел автомобиль с традиционным двигателем внутреннего сгорания. Тем не менее, первый роторно-поршневой двигатель ДКМ-54 доказал свою принципиальную работоспособность, открыл направления для дальнейшей доработки и продемонстрировал колоссальный потенциал «роторных двигателей».

Итак, новый тип двигателя внутреннего сгорания наконец-то получил путевку в жизнь. В дальнейшем его ждет еще много доработок и доработок. Но перспективы роторно-поршневого двигателя настолько привлекательны, что ничто не могло помешать инженерам довести конструкцию до эксплуатационного совершенства.

Прежде чем рассматривать преимущества и недостатки роторно-поршневых двигателей внутреннего сгорания, стоит более подробно рассмотреть их конструкцию.
В центре ротора имеется круглое отверстие, покрытое изнутри зубьями наподобие шестерни. В это отверстие вставляется вращающийся вал меньшего диаметра, также с зубьями, что обеспечивает отсутствие проскальзывания между ним и ротором. Соотношения диаметров отверстия и вала выбраны так, чтобы вершины треугольника двигались по одной и той же замкнутой кривой, которая называется «эпитрохоидой» — искусство Ванкеля как инженера заключалось в том, чтобы сначала понять, что это возможно, а потом все рассчитать точно. В результате поршень в форме треугольника Рело отсекает три камеры переменного объема и положения в камере, повторяющей форму кривой, найденной Ванкелем.

Конструкция роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания позволяет реализовать любой четырехтактный цикл без применения специального газораспределительного механизма. Благодаря этому «ротор» оказывается гораздо проще обычного четырехтактного поршневого двигателя, в котором в среднем почти на тысячу деталей больше.

Герметизация рабочих камер в РДВС обеспечивается радиальными и торцевыми уплотнительными пластинами, прижатыми к «цилиндру» ленточными пружинами, а также центробежными силами и давлением газов.

Еще одной технической особенностью является высокая «производительность труда». За один полный оборот ротора (то есть за цикл «впрыск, сжатие, зажигание, выпуск») выходной вал делает три полных оборота. В обычном поршневом двигателе таких результатов можно добиться только при использовании шестицилиндрового двигателя внутреннего сгорания.

После первой же успешной демонстрации роторного двигателя внутреннего сгорания в 1957 году крупнейшие автогиганты стали проявлять повышенный интерес к разработке. Сначала лицензию на двигатель, получивший неофициальное название «Ванкель», купила корпорация «Кертисс-Райт», через год — «Даймлер-Бенц», «МАН», «Фридрих Крупп» и «Мазда». Всего за очень короткий промежуток времени лицензии на новую технологию приобрели около сотни компаний по всему миру, в том числе такие монстры, как Rolls-Royce, Porsche, BMW и Ford.
Такой интерес к Ванкелю таких крупных игроков автомобильного рынка объясняется его большим потенциалом и значительными преимуществами – в роторно-поршневом двигателе на 40% меньше деталей, он проще в ремонте и изготовлении.

Кроме того, «Ванкель» почти в два раза компактнее и легче традиционного поршневого двигателя внутреннего сгорания, что в свою очередь улучшает управляемость автомобиля, способствует оптимальному расположению трансмиссии и позволяет сделать салон более просторным и комфортным.

Роторно-поршневой двигатель развивает большую мощность при довольно скромном расходе топлива. Например, современный «Ванкель» объемом всего 1300 см3 развивает мощность 220 л.с., а с турбокомпрессором — все 350. Другой пример — миниатюрный двигатель ОСМГ 1400 массой 335 г (рабочий объем 5 см3) развивает мощность 1,27 л.с. На самом деле этот малыш на 27% сильнее лошади.

Еще одним важным преимуществом является низкий уровень шума и вибрации. Роторно-поршневой двигатель идеально сбалансирован механически, кроме того, масса подвижных частей (и их количество) в нем гораздо меньше, за счет чего «Ванкель» работает гораздо тише и не вибрирует.

Наконец, роторно-поршневой двигатель имеет отличные динамические характеристики. На пониженной передаче можно разогнать автомобиль до 100 км/ч при высоких оборотах двигателя без особой нагрузки на двигатель. Кроме того, сама конструкция «Ванкеля» из-за отсутствия механизма преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное способна выдерживать более высокие обороты, чем традиционный двигатель внутреннего сгорания.

За NSU Spyder, выпущенным в 1964 году, последовал легендарный NSU Ro 80 (в мире до сих пор много клубов владельцев этих автомобилей), Citroen M35 (1970), Мерседес С-111 (1969 г.), Корвет ХР (1973 г.). Но единственным массовым производителем была японская Mazda, которая с 1967 года выпускала 2-3 новые модели с РПД. Роторные двигатели устанавливались на катера, снегоходы и легкие самолеты. Конец эйфории пришелся на 1973 год, в разгар нефтяного кризиса. Тогда-то и проявился главный недостаток роторных двигателей — малоэффективность. За исключением Mazda, все автопроизводители свернули свои ротационные программы, а продажи японской компании в Америке упали со 104,960 машин продано в 1973 г. против 61 192 в 1974 г.
Наряду с неоспоримыми достоинствами Ванкеля имелся и ряд весьма серьезных недостатков. Во-первых, долговечность. Один из первых прототипов роторно-поршневых двигателей при испытаниях выработал свой ресурс всего за два часа. Следующий, более удачный ДКМ-54 выдерживал уже сотню часов, но для нормальной эксплуатации автомобиля этого все равно было недостаточно. Основная проблема заключалась в неравномерном износе внутренней поверхности рабочей камеры. В процессе эксплуатации на нем появились поперечные борозды, получившие говорящее название «чертова метка».

Получив лицензию на Ванкеля, Mazda сформировала целый отдел по усовершенствованию роторно-поршневого двигателя. Довольно скоро выяснилось, что при вращении треугольного ротора пробки на его вершинах начинают вибрировать, в результате чего образуются «метки дьявола».

В настоящее время проблема надежности и долговечности окончательно решена за счет использования качественных износостойких покрытий, в том числе керамических.

Еще одной серьезной проблемой является повышенная токсичность выхлопа Ванкеля. По сравнению с обычным поршневым двигателем внутреннего сгорания «роторник» выбрасывает в атмосферу меньше оксидов азота, но значительно больше углеводородов за счет неполного сгорания топлива. Довольно быстро инженеры Mazda, верившие в светлое будущее Ванкеля, нашли простое и эффективное решение и этой проблемы. Они создали так называемый тепловой реактор, в котором остаточные углеводороды в выхлопных газах просто «выжигались». Первым автомобилем, в котором реализована такая схема, стала Mazda R100, также называемая Familia Presto Rotary, выпущенная в 1968. Этот автомобиль, один из немногих, сразу прошел очень жесткие экологические требования, выдвинутые США в 1970 году к импортным автомобилям.

Следующая проблема с роторно-поршневыми двигателями частично связана с предыдущей. Это экономично. Расход топлива стандартного «Ванкеля» за счет неполного сгорания смеси значительно выше, чем у стандартного ДВС. В очередной раз за работу взялись инженеры Mazda. Компания добилась снижения расхода топлива на 40% за счет ряда мер, включая переработку термореактора и карбюратора, добавление теплообменника к выхлопной системе, разработку каталитического нейтрализатора и внедрение новой системы зажигания. В результате этого несомненного успеха в 1919 году был выпущен спортивный автомобиль Mazda RX-7. 78.

Стоит отметить, что в это время во всем мире автомобили с роторно-поршневыми двигателями выпускали только Mazda и… АвтоВАЗ.
Именно в бедственном 1974 году советское правительство создало специальное конструкторское бюро РПД (СКБ РПД) при Волжском автозаводе — социалистическая экономика непредсказуема. В Тольятти начались работы по строительству цехов для серийного производства «Ванкелей». Поскольку изначально ВАЗ планировался как простое копирование западных технологий (в частности, технологий Фиата), специалисты завода решили воспроизвести двигатель Mazda, полностью отбросив все десятилетние наработки отечественных двигателестроительных институтов.

Советские чиновники довольно долго вели переговоры с Феликсом Ванкелем на предмет закупки лицензий, некоторые из которых проходили непосредственно в Москве. Денег, однако, не нашлось, а потому использовать некоторые фирменные технологии не удалось. В 1976 году был введен в эксплуатацию первый волжский односекционный двигатель ВАЗ-311 мощностью 65 л. с., еще пять лет ушло на доводку конструкции, после чего была выпущена опытная партия из 50 роторных «агрегатов» ВАЗ-21018. был произведен, который моментально разошелся среди вазовцев. Сразу стало понятно, что двигатель только внешне напоминал японский — очень уж по-советски стал сыпаться. Руководство завода было вынуждено за полгода заменить все двигатели на серийные поршневые, вдвое сократить штат СКБ РПД и приостановить строительство цехов. Спасение отечественного роторного двигателестроения пришло от спецслужб: их мало интересовали расход топлива и ресурс двигателя, зато очень интересовали динамические характеристики. Тут же из двух двигателей ВАЗ-311 сделали двухсекционный РПД мощностью 120 л.с., который стали устанавливать на «спецагрегат» — ВАЗ-21019. Именно этой модели, получившей неофициальное название «Аркан», мы обязаны бесчисленным рассказам о милицейских «казаках», догоняющих навороченные «Мерседесы», а многих стражах правопорядка — орденах и медалях. До 90-х внешне непритязательный «Аркан» действительно легко догонял все машины. Помимо ВАЗ-21019, АвтоВАЗ также выпускает малыми партиями автомобили ВАЗ-2105, -2107, -2108, -2109, -21099. Максимальная скорость роторной «восьмерки» составляет около 210 км/ч, а до сотни он разгоняется всего за 8 секунд.

Возрожденное по спецзаказу СКБ РПД начало делать двигатели для воды и автоспорта, где автомобили с роторными двигателями стали занимать призовые места так часто, что спортивные чиновники были вынуждены запретить использование РПД.

В 1987 году умер начальник СКБ РПД Борис Поспелов и на общем собрании был избран Владимир Шнякин — человек, пришедший в автомобилестроение из авиации и не любящий наземный транспорт. Основное направление СКБ РПД – создание двигателей для авиации. Это была первая стратегическая ошибка: мы производим несравненно меньше самолетов, и завод живет за счет проданных двигателей.

Второй ошибкой была ориентация в сохранившемся производстве автомобильных РПД на маломощные двигатели ВАЗ-1185 мощностью 42 л.с. за «Оку» хотя и просят более прожорливые, но более динамичные роторные двигатели для самых быстрых отечественных машин — например, для «восьмерки». Те же японцы устанавливают «ванкели» только на спортивные модели. В результате на российских дорогах осталось всего несколько роторных микроавтобусов «Ока». В 1998 году был окончательно подготовлен гражданский вариант двухцилиндрового роторного двигателя ВАЗ-415 объемом 1,3 литра, который устанавливался на ВАЗ-2105, 2107, 2108 и 2109..

В мае 1998 года омологирована кольцевая ВАЗ-110 «РПД-спорт» (190 л.с., 8500 об/мин, 960 кг, 240 км/ч). Увы, дальше единичного образца, чаще демонстрируемого на выставках, чем стартовавшего в гонках, дело не пошло. 110 был самым мощным в пелотоне, но откровенно сырая конструкция мешала ему каждый раз демонстрировать весь свой потенциал. Однако самое обидное, что «ВАЗ» быстро остудили до поворотного направления, а уникальную «Жигули» переоборудовали в раллийный автомобиль с обычным двигателем внутреннего сгорания.

Так почему же все ведущие автопроизводители еще не перешли на Ванкелей? Дело в том, что производство роторно-поршневых двигателей требует, во-первых, сложной технологии с множеством различных нюансов, и далеко не каждая компания готова идти по пути той же Mazda, наступая по пути на многочисленные «грабли». А во-вторых, нужны специальные высокоточные станки, способные шлифовать поверхности, описываемые такой хитрой кривой, как эпитрохоида.

Mazda RX-7 — один из первых автомобилей с роторно-поршневым двигателем Ванкеля. В истории Mazda RX-7 было четыре поколения. Первое поколение от 1978 по 1985 год. Второе поколение — с 1985 по 1991 год. Третье поколение — с 1992 по 1999 год. Последнее, четвертое поколение — с 1999 по 2002 год. Первое поколение RX-7 появилось в 1978 году. Имел среднемоторную компоновку и оснащался роторным двигателем мощностью всего 130 л.с. из.

В настоящее время только Mazda занимается серьезными исследованиями в области роторно-поршневых двигателей, постепенно совершенствуя их конструкцию, и большинство подводных камней в этой области уже пройдено. «Ванкели» полностью соответствуют мировым стандартам по выбросам, расходу топлива и надежности. Для современных станков поверхности, описываемые эпитрохоидой, не проблема (как не проблема и гораздо более сложные кривые), новые конструкционные материалы позволяют увеличить срок службы роторно-поршневого двигателя, а его стоимость уже сейчас ниже, чем у стандартного ДВС за счет меньшего количества деталей.

Нравится NSU, Mazda 60-х. была небольшой компанией с ограниченными техническими и финансовыми ресурсами. Основу ее модельного ряда составили развозные грузовики и семейные малолитражки. Поэтому неудивительно, что спортивное купе Mazda 110S Cosmo (982 куб.см, 110 л.с., 185 км/ч) создавалось более 6 лет и получилось очень капризным и дорогим. Да и подпорченная NSU Ro80 репутация не способствовала ажиотажу (в 1967-1972 гг только 1175 «космосов» нашли своих владельцев), но мировой интерес к 110S способствовал увеличению продаж всей остальной продукции компании !

Чтобы доказать, что РПД так же надежен (его превосходство в мощности уже стало очевидным для всех), Mazda практически впервые в своей жизни приняла участие в соревновании, и выбрала самую сложную и длинную гонку — 84 Часовой марафон De La Route, проходящий на Нюрбургринге. Каким образом экипажу из Бельгии удалось занять 4-е место (вторая машина сошла с дистанции за три часа до финиша из-за заклинивших тормозов), уступив лишь выросшему на Северной петле Porsche 911, похоже, так и останется загадкой.

Мастерская Ванкеля в Линдау

Хотя японские «роторы» с тех пор стали завсегдатаями гоночных трасс, крупного успеха в Европе им пришлось ждать 16 лет. В 1984 году британцы выиграли престижную 24-часовую гонку в Спа-Франкошам на RX-7. А вот в США, на основном рынке «семерки», ее гоночная карьера складывалась гораздо успешнее: с момента дебюта в чемпионате IMSA GT в 1978 году и до 1992 года она выиграла более ста этапов в своем классе, и с 1982 по 1992г. первенствовал в главной гонке серии — 24 часа Дайтоны.

В ралли у Мазды дела шли не так гладко. Как это часто бывает с японскими командами (Toyota, Datsun, Mitsubishi), они выступали только на определенных этапах чемпионата мира по ралли (Новая Зеландия, Великобритания, Греция, Швеция), которые представляют интерес в первую очередь для отделов маркетинга обеспокоенность. Национальных титулов хватало: например, в 1975-1980 гг. Род Миллен выиграл колоссальную пятерку в Новой Зеландии и США. А вот в WRC успехи были исключительно локальными: лучшее, что показал RX-7, — это 3-е и 6-е места в греческом «Акрополисе» в 19-м году. 85.

Ну а самым громким успехом Mazda вообще и РПД в частности стала победа ее спортивного прототипа 787B (2612 куб.см, 700 л.с., 607 Нм, 377 км/ч) в Ле-Мане в 1991 году. Одолеть заводские «Порше», «Пежо» и «Ягуар» помогли не только быстрые пилоты и конкурентоспособная техника: свою роль сыграла и настойчивость японских менеджеров, которые регулярно «выбивали» всевозможные послабления в регламенте для роторов. Так, накануне победы 787-го организаторы гонки согласились компенсировать прожорливость «роторов» 170-килограммовым (830 против 1000) снижением веса. Парадокс заключался в том, что, в отличие от бензиновых двигателей, «аппетит» РПД при дальнейшем форсировании рос куда более скромными темпами, чем у обычных поршневых моторов, а 787-й оказался экономичнее своих основных конкурентов!

Это был шок. Компания Mercedes, которую журнал Stern за свою консервативность назвал не иначе как «производителем автомобилей для 50-летних джентльменов в шляпах», в 1969 году представила суперкар, поражавший воображение даже цветом. Вызывающий ярко-оранжевый цвет, подчеркнутая клиновидная форма, среднемоторная компоновка, двери типа «крыло чайки» и сверхмощный трехсекционный РПД (3600 куб. см, 280 л. консервативный Мерседес!

А так как компания концептов не строила, то все считали, что у S111 только один путь: мелкосерийная (омологационная) сборка и большое гоночное будущее, ведь с 1966 FIA разрешила РПД участвовать в официальных соревнованиях. А в штаб-квартиру Мерседес посыпались чеки с просьбой внести необходимую сумму за право владения С111. Штутгарт, однако, еще больше подогрел интерес к «Эске», представив в 1970 году второе поколение купе с еще более фантастическим дизайном, 4-секционным ротором и умопомрачительными характеристиками (4800 куб.см, 350 л.с., 300 км/ч). Для доводки Mercedes построил пять манекенов, которые проводили дни и ночи на трассах Хоккенхаймринг и Нюрбургринг, готовясь установить серию рекордов скорости. Пресса наслаждалась предстоящей «битвой титанов» между роторными Mercedes, безнаддувными Ferrari и Porsche с наддувом в чемпионате мира по гонкам на выносливость. Увы, возвращение в большой спорт не состоялось. Во-первых, С111 был очень дорог даже для Мерседеса, а во-вторых, немцы не могли пустить в продажу такую ​​сырую конструкцию. А после Карибского нефтяного кризиса и вовсе свернули проект, сосредоточившись на дизелях. Ими оснащались последние версии С111, установившие несколько мировых рекордов.

Не имея полного технического образования, в конце жизни Феликс Ванкель добился мирового признания в области двигателестроения и технологии уплотнений, завоевав множество наград и званий. Его именем названы улицы и площади немецких городов (Феликс-Ванкель-Штрассе, Феликс-Ванкель-Ринг). Помимо двигателей, Ванкель разработал новую концепцию быстроходных судов и самостоятельно построил несколько лодок.

Самое интересное, что роторный двигатель, сделавший его миллионером и принесший ему всемирную славу, Ванкель не любил, считая его «гадким утенком». Реально работающие РПД были выполнены по так называемой «концепции ПФУ», предусматривающей планетарное вращение несущего винта и требующей введения внешних противовесов. Немалую роль сыграло и то, что эту схему предложил не Ванкель, а инженер НГУ Вальтер Фройде. Сам Ванкель до последних дней считал идеальной схему двигателя «с вращающимися поршнями без неравномерно вращающихся частей» (Drehkolbenmasine — DKM), концептуально гораздо более красивой, но технически сложной, требующей, в частности, установки свечей зажигания на вращающийся ротор . Тем не менее, роторные двигатели во всем мире связаны с именем Ванкеля, так как все, близко знавшие изобретателя, в один голос утверждают, что без неуемной энергии немецкого инженера мир никогда бы не увидел это удивительное устройство. Фелик Ванкель скончался в 19 лет.88.
Любопытна история Mercedes 350 SL. Ванкелю очень хотелось иметь роторный Mercedes C-111. Но Мерседес не пошла ему навстречу. Затем изобретатель взял серийный 350 SL, выбросил «родной» двигатель и установил несущий винт от С-111, который был на 60 кг легче прежнего 8-цилиндрового, но развивал значительно большую мощность (320 л.с. при 6500 об/мин). . В 1972 году, когда инженерный гений закончил работу над своим очередным чудом, он мог бы управлять самым быстрым на тот момент Mercedes SL-класса. Ирония судьбы заключалась в том, что Ванкель до конца жизни так и не получил водительских прав.

Возобновление интереса к RPD связано с новым двигателем Mazda Renesis (от RE — Rotary Engine — и Genesis). За последнее десятилетие японским инженерам удалось решить все основные проблемы РПД — токсичность выхлопа и неэффективность. По сравнению с предшественником удалось снизить расход масла на 50%, бензина на 40% и довести выброс вредных оксидов до норм, соответствующих Евро IV. Двухцилиндровый двигатель объемом всего 1,3 литра выдает 250 л.с. и занимает гораздо меньше места в моторном отсеке.

Автомобиль Mazda RX-8 был специально разработан под новый двигатель, который, по словам бренд-менеджера Mazda Motor Europe Мартина Бринка, создавался по новой концепции – автомобиль «построен» вокруг двигателя. В результате развесовка по осям RX-8 идеальна — 50 на 50. Использование уникальной формы и небольшого размера двигателя позволило разместить центр тяжести очень низко. «RX-8 — не гоночный монстр, но это лучший по управляемости автомобиль, на котором я когда-либо водил», — с энтузиазмом заявил Мартин Бринк журналу Popular Mechanics.

Бочка меда…

Вне всякого сомнения, на первый взгляд, у РДД много преимуществ перед традиционными двигателями внутреннего сгорания:
— меньшее количество деталей на 30-40%;
— в 2-3 раза меньше по габаритам и массе, по сравнению с соответствующим по мощности стандартным ДВС;
— Гладкая характеристика крутящего момента во всем диапазоне скоростей;
— Отсутствие кривошипно-шатунного механизма, а, следовательно, значительно меньший уровень вибрации и шума;
— Высокий уровень оборотов (до 15000 об/мин!).

Ложка дегтя…

Казалось бы, если у Ванкеля такое превосходство над поршневым двигателем, то кому нужны эти громоздкие, тяжелые, грохочущие и вибрирующие поршневые двигатели? Но, как это часто бывает, на практике все далеко не так шоколадно. Ни одно гениальное изобретение, выйдя за порог лаборатории, не было отправлено в корзину с пометкой «на помойку». Серийное производство найдено не на одном камне, а на целой гранитной россыпи:
— Развитие процесса горения в неблагоприятной камере;
— Обеспечение герметичности пломб;
— Обеспечение работы без коробления корпуса в условиях неравномерного нагрева;
— Низкий тепловой КПД из-за того, что камера сгорания РПД значительно больше, чем у традиционного ДВС;
— Высокий расход топлива;
— Высокая токсичность газообразных продуктов сгорания;
— Узкая температурная зона для работы РПД: при низких температурах резко падает мощность двигателя, при высоких температурах — быстрый износ уплотнений ротора.

И что еще? Плюсы или минусы? Стоит свеч? Есть ли смысл (если не больше — возможность) осваивать серийный выпуск РПД?

Особых технических новшеств на массовых советских легковушках не было — ни дизеля, ни АКПП, ни гидропневматической подвески, ни турбонаддува. В огромной стране любые автомобили пользовались спросом – и по разным причинам серийно выпускались достаточно простые и ремонтопригодные конструкции.

Тем удивительнее, что «у Советов была своя гордость», а какой роторно-поршневой двигатель, предназначенный для легковых автомобилей! Тем более, что «роторная тема» обросла слухами, домыслами и легендами еще в начале восьмидесятых, и даже появление в свободной продаже автомобилей ВАЗ с РПД в сумасшедшие девяностые не расставило все точки над i.

Предшественники: Феликс Генрих Ванкель

Немецкий инженер-самоучка Феликс Ванкель начал разработку роторно-поршневого двигателя в двадцатых годах, но в довоенный период ему не удалось закончить прототипы авиадвигателей, несмотря на поддержку BMW и Министерство авиации.
После Второй мировой войны оборудование Ванкеля было демонтировано и вывезено во Францию. Несмотря на это, инженер-конструктор не прекратил работу над собственным РПД — теперь уже при поддержке НГУ. К середине пятидесятых годов Ванкель завершил теоретическую часть и в 1957 изготовили опытный образец, по результатам испытаний которого в конструкцию были внесены необходимые изменения.

Отец ротора — Феликс Ванкель

Работа Ванкеля была отнюдь не «академической»: в 1963 году начался выпуск первой серийной модели NSU — Prince Spyder, а позже — седана бизнес-класса NSU Ro 80. оснащен инновационным двигателем.

1
/ 4

2
/ 4

3
/ 4

4
/ 4

1
/ 2

2
/ 2

Когда Audi «унаследовала» бренд NSU и его разработки, она даже выпустила прототип Audi KKM на базе «сотки» второго поколения. В дальнейшем тема двигателей Ванкеля в Audi не получила продолжения.

Однако довольно быстро особенности РПД помешали ему одержать рыночную победу над традиционными поршневыми двигателями внутреннего сгорания с кривошипно-шатунным механизмом. Тем не менее, за годы серийного производства моторов Ванкеля патент на право изготовления таких агрегатов приобрели многие крупные автопроизводители, некоторые из которых стали развивать «роторную тему» ​​всерьез и надолго. Пожалуй, самым известным производителем РПД является японская компания Mazda, создавшая двигатель Renesis.

1
/ 8

2
/ 8

Mazda сразу же начала оснащать свои спортивные купе мотором необычной конструкции.

3
/ 8

Mazda сразу же начала оснащать свои спортивные купе мотором необычной конструкции.

4
/ 8

Mazda сразу же начала оснащать свои спортивные купе мотором необычной конструкции.

5
/ 8

Mazda сразу же начала оснащать свои спортивные купе мотором необычной конструкции.

6
/ 8

Mazda сразу же начала оснащать свои спортивные купе мотором необычной конструкции.

7
/ 8

Mazda сразу же начала оснащать свои спортивные купе мотором необычной конструкции.

8
/ 8

Mazda сразу же начала оснащать свои спортивные купе мотором необычной конструкции.

1
/ 2

2
/ 2

Mazda Roadpacer — под таким названием японцы продавали в США австралийский седан Holden с его РПД!

1
/ 3

2
/ 3

За десятилетия производства именно японская компания Mazda «довела до ума» ротор — конечно, насколько это было возможно.

3
/ 3

За десятилетия производства именно японская компания Mazda «довела до ума» ротор — конечно, насколько это было возможно.

Сделано в СССР

Как на ВАЗе могла возникнуть идея начать выпуск роторно-поршневых двигателей?
Различные альтернативные конструкции поршневых двигателей прорабатывались в СССР еще в середине ХХ века — разумеется, не для автомобилестроения, а для авиации. Потенциально такие двигатели могли обеспечить более высокую мощность, что было особенно ценно в самолетостроении. Непосредственно к теме РПД в Советском Союзе приступили еще в «довазовский» период — по указанию Минавиапрома и Минсельхоза тремя НИИ (НАМИ, НАТИ и ВНИИМотопрома) были начаты научно-исследовательские работы по создание РПД.

Статьи / История

Важная птица: история развития ГАЗ-13 Чайка

Кстати, Никита Хрущев, развенчивавший культ личности Сталина, тоже использовал в качестве транспортного средства американскую технику. В личном пользовании будущего Первого секретаря ЦК КПСС с 1944 по 1949 год находился. ..

13780

2

21
09.12.2016

Поэтому разработка Ванкеля и ее практическое внедрение на серийных автомобилях в СССР не остались незамеченными. Более того, легкий и мощный двигатель мог бы стать востребованным для некоторых автомобилей специального назначения — например, так называемых «догонялок» или спортивных автомобилей.

Традиционно для автопрома СССР волевое решение могло быть принято только «на самом верху» — то есть на уровне министерства.

Однако за ротор на ВАЗе взялись по приказу генерального директора Волжского автозавода в 1973 году — казалось бы, по собственному усмотрению. Но не все так просто: прежде чем перейти к новому проекту — строительству Волжского автогиганта, еще в 1965 году Виктор Николаевич Поляков занимал пост заместителя министра автомобильной промышленности СССР, а в 19В 75 году он и вовсе вернулся на министерский пост, возглавив Министерство автомобильной промышленности СССР. Таким образом, можно утверждать, что работа над ротором была одобрена «без двух минут» министром автомобильной промышленности и его бывшим заместителем в одном лице.

Итак, после выхода соответствующего приказа Генерального директора было создано специальное конструкторское бюро, задачей которого была не только разработка двигателей собственной конструкции, но и устранение «родовых недостатков» двигателя Ванкеля, о чем уже знали советские конструкторы.

В отличие от западных коллег, в СССР под «собственной разработкой» действительно подразумевалась разработка собственной версии, а не покупка патента или готовой лицензии. Как и в случае с АКПП для, советские инженеры за неимением вариантов были вынуждены сделать свой вариант односекционного двигателя Ванкеля, разобрав для этого один японский РПД. Однако предварительно для «натурных испытаний» двигатель, снятый со специально купленной для работы над ротором Mazda RX-2, был установлен на «Жигули» третьей модели.

1
/ 4

2
/ 4

Mazda RX-2 стала донором для ВАЗ как конструкции, так и самого первого РПД, устанавливаемого на Жигули

3
/ 4

Mazda RX-2 стала донором для ВАЗ как конструкции, так и самого первого РПД, устанавливаемого на Жигули

4
/ 4

Mazda RX-2 стала донором для ВАЗ как конструкции, так и самого первого РПД, устанавливаемого на Жигули

Уже на первых этапах на ВАЗе столкнулись с тем, что при его компактности и высокой По энерговооруженности легкий и мощный РПД был не очень экономичным и экологичным, а также характеризовался частым выходом из строя уплотнений. Собственно, с этой проблемой десятилетиями боролись все, кто брался за двигатели конструкции Ванкеля, начиная с самого немецкого инженера — носителя этой фамилии. И, кстати, именно низкая надежность уплотнений стала причиной быстрого выхода из строя моторов на НСУ Ро-80, что вынудило производителя вскоре прекратить выпуск этой машины и «закрыть роторную тему».

Первый опытный образец СКБ РПД под обозначением ВАЗ-301 был готов уже в 1976 году, но о каком-либо запуске ротора в Тольятти говорить было рано — конструкция была явно «сырой».

Вазовскую версию роторно-поршневого двигателя оценил даже… сам Феликс Ванкель, специально посетивший Волжский автомобильный завод. «Отец ротора» утвердил генплан тольяттинского РПД.

Уже в 1982 году был продемонстрирован ВАЗ-21018 — обычный ВАЗ-21011 с двигателем ВАЗ-311 мощностью 70 л.с.

С целью выявления конструктивных недостатков в реальных условиях была изготовлена ​​партия из 50 двигателей, которые устанавливались на пять десятков Жигулей, но всего через полгода все двигатели, кроме одного (!), имели заменить на традиционные. Сальники и подшипники быстро выходили из строя, а вдобавок мотор получился плохо сбалансированным и довольно прожорливым.

На земле и в небе

После первой серьезной аварии и последовавших за ней дисциплинарных взысканий ВАЗ не прекратил работу над роторами, а решил окончательно перейти от односекционной конструкции к двухсекционной. Такой мотор потенциально был не только мощнее, но и надежнее.

К тому времени советский ротор потенциально уже имел вполне осязаемую сферу применения — например, для установки на служебные автомобили спецподразделений ГИБДД, МВД и КГБ. На ведомственных автомобилях такие недостатки, как плохая топливная экономичность, отошли на второй план, и решающее значение имели высокие динамические характеристики. Очень важно, что при эксплуатации на служебных автомобилях специалисты ВАЗ могли в виде стандартизированных отчетов получать подробную информацию о выявленных на практике недостатках и дефектах, но в более-менее одинаковых условиях, что обеспечивало определенную объективность оценка.

Время от времени советская пресса скупо сообщала о необычной конструкции двигателя.

К 1983 году были разработаны два новых двухсекционных РПД — ВАЗ-411 мощностью 110-120 л.с. и 140-сильный ВАЗ-413. Предполагалось, что роторы будут устанавливаться не только на «родные» для завода «Жигули» различных моделей, но и на другие автомобили силовых структур — в частности, «Волгу». Разумеется, установка такого силового агрегата на седан Горьковского автозавода потребовала соответствующей доработки крепления и некоторых агрегатов трансмиссии.

1
/ 3

2
/ 3

ВАЗ-21059 — поворотная «пятерка». По-прежнему никаких отличий от обычного снаружи.

3
/ 3

ВАЗ-21059 — поворотная «пятерка». По-прежнему никаких отличий от обычного снаружи.

В то же время на практически готовые РПД обратили внимание и авиаторы, которые заказали тольяттинскому КБ разработать вариант для использования на вертолетах и ​​легких самолетах.

Однако роторно-поршневым двигателем заинтересовались многие другие предприятия и заказали тольяттинцам разработку агрегатов для катеров, амфибий и даже мотоциклов! Эти услуги завод оказывал по договорам на условиях широко распространенного в то время хозрасчета, поэтому деятельность СКБ не была убыточной для ВАЗа. Также опытные образцы авиадвигателей ВАЗ-416 и ВАЗ-426 были разработаны уже в эпоху функционирования ВАЗовского НТК в середине девяностых годов.

Различные виды применения РПД дали возможность конструкторам понять, что конструктивные решения автомобильных и авиационных двигателей не могут быть полностью идентичными из-за существенной разницы режимов работы двигателей на воздушном и автомобильном транспорте.

Статьи / История

Тяжелые роды «антилопы»: история создания ВАЗ-2110

Задолго до выхода трехдверного хэтчбека 2108 разработчикам стало ясно, что нужен новый седан на смену откровенно устаревшим Жигулям. Мнения разделились: часть конструкторов придерживалась мнения, что…

49960

11

10
20.12.2015

Поэтому одновременная разработка «единого» ротора лишена практического смысла — скорее работы могут совмещаться по технологической и производственной базе, а не по конкретным решениям.

РПД и передний привод

Возникает вопрос: а как быть с переднеприводными автомобилями? Неужели ВАЗ не обратил внимания на собственную «восьмерку»?

Конечно, нарисовал: работы над РПД для принципиально нового семейства начались, когда ВАЗ-2108 только готовился к производству — в 1979, однако более предметно, к теме «переднеприводного ротора» вернулись в начале перестройки, заключив договор с Запорожским автомобильным заводом. А уже к 1987 году были разработаны прототипы ВАЗ-414 для переднеприводных автомобилей ВАЗ и ЗАЗ, и даже в Тольятти создали вариант своего 40-сильного РПД под индексом 1185, даже для… Оки! Но в дальнейшем руководство отдало предпочтение авиационному направлению, и работы по автомобильным РПД были приостановлены.

Мелкосерийное производство необычной модификации Жигулей на базе «пятерки» продолжалось вплоть до распада СССР, хотя госзакупки таких автомобилей правоохранительными органами были очень малы, а машины с роторами под капотом не продавались «на стороне».

Но вскоре заводу стало совсем не до собственных новых разработок — в конце восьмидесятых государственная поддержка автозаводов была свернута, и заводчанам было чем заняться без ничего — например, создавая перспективный или .

Последний автомобиль РПД ВАЗ

К теме роторных автомобильных двигателей ВАЗ вернулся только в российский период деятельности завода, найдя возможность еще в трудные девяностые годы «выйти из-под ног» интересную разработку. Ведь в мире в то время уже давно существовали «подогретые» модификации обычных городских хэтчбеков, с которыми ВАЗовский РПД был вполне сопоставим по развиваемой мощности.

Наличие такого двигателя на автомобилях семейства 2108 могло «подогреть» потребительский интерес — по крайней мере, в Тольятти на это надеялись.

Даже в сложных условиях новый РПД для Самары был освоен довольно быстро — к счастью, двигатель ВАЗ-415 не пришлось разрабатывать с нуля. В некоторых источниках утверждается, что доводочные работы при его превращении в серийный продукт были проведены достаточно наспех или не очень удачно, в результате чего мотор все же сохранил ряд недостатков, присущих остальным вазовским РПД. Однако есть и другое мнение, что этот двигатель, наоборот, вобрал в себя все достоинства прошлых разработок — и достаточный ресурс, известный по 413-му двигателю, и унаследованную от ВАЗ-414 «плотную» компоновку.

Практически одновременно классика обновилась: в 1992 году на базе «семерки» началось производство модификации ВАЗ-21079 «Жигули» со 140-сильным двигателем ВАЗ-4132.

1
/ 3

2
/ 3

Седьмая модель стала последним Жигулем с РПД

3
/3

Седьмая модель стала последней «Жигулей» с РПД

Тем не менее, в 1997 году ВАЗ-415 наконец-то получил сертификат, разрешающий его установку на обычные коммерческие автомобили, которые вскоре появились в автосалонах.

«На гражданке»: став доступным для простых смертных, РПД тут же появился на страницах российских автоизданий

Разумеется, цена автомобиля увеличилась на 2,2-2,5 тысячи долларов, что было вполне ощутимо при том раз, но динамика «восьмерки» улучшилась на порядок. Ведь 120-140 «роторных» лошадиных сил позволяли набирать сотню с места за 8-9 секунд, а реальная максимальная скорость приближалась к заветным 200 км/ч. Расход топлива, естественно, колебался от 8 до 14 литров. Зато компактный роторный мотор раскручивался до умопомрачительных 8 тысяч оборотов в минуту, обеспечивая «пилоту» ощущения, несравнимые с разгоном обычного «зубила».

РПД-415 под капотом ВАЗ-2108 смотрится вполне органично. Но при этом мотор заметно компактнее своего. Фото: Александр Подзолков

РПД всегда славился своим «горячим характером», поэтому маслорадиатор ему был нужен как воздух. Или вода. В общем, для охлаждения. Фото: Александр Подзолков

Вид снизу намекает, что это какая-то очень сложная «восьмерка». Фото: Александр Подзолков

Микропроцессорное зажигание можно было встретить и на ВАЗ-2108 с обычным ДВС. Но очень редко. Фото: Александр Подзолков

Увы, но при этом непонятный большинству ротор так и остался «вещью в себе» — технологии его ремонта рядовые мотористы не знали, а запчасти не продавались ни в одном магазине за углом.

Кроме того, к тому времени он уже набирал обороты на обычных двигателях ВАЗ, а за питание РПД по-прежнему отвечал архаичный карбюратор «Солекс».

Смесь РПД готовил обычным Солексом, но со своими корректировками. «Газовый сектор» имел дополнительный рычаг для привода дозирующего маслонасоса-лубрикатора. Фото: Александр Подзолков

Вид ВАЗ-415 сверху с демонтированным карбюратором. Фото: Александр Подзолков

И, несмотря на наличие микропроцессорной системы зажигания (МПСЗ), ротор не мог похвастаться покладистостью и (главное!) долговечностью обычного поршневого ДВС. Ведь при заявленном ресурсе в 125 000 км многие моторы начинали быстро «умирать» после 50 000 км, чему способствовало использование «неправильного» масла. Как и в случае с японскими автомобилями Mazda с РПД, при этом резко ухудшался запуск двигателя и увеличивался расход масла на угар, а в дальнейшем двигатель мог даже выйти из строя.

Герметичность уплотнений — больное место любого РПД, не только ВАЗ-415. Фото: Александр Подзолков

Многочисленные тюнинговые фирмы, которые появлялись в Тольятти и его окрестностях как грибы после дождя, в то время предлагали тюнинговые программы для обычных моторов разного бюджета и степени вмешательства, что позволяло снять почти такую ​​же мощность, как у ротора без заметной потери ресурса. А вот РПД с традиционной системой питания было невозможно втиснуть в грядущие экологические нормы Евро-2, которым без проблем соответствовал только что освоенный вазовский впрыск.

В связи с несерийностью производства в будущем ни работа, ни само производство РПД не интересовали ВАЗ, так как, как и в истории Мазды, они могли быть продиктованы только имиджевыми соображениями. Что в случае с Тольяттинским автозаводом, это был недостаточно веский аргумент…

По ряду перечисленных причин уже в начале 2000-х ротор ВАЗ стал резко терять обороты. Да ВАЗ-415 успел примерить даже «десятку» и «пятнашку» в модификациях 2110-91 и 2115-91 соответственно, но 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 много работали над роторной темой

После 2004 года деятельность КБ в рамках работ по двигателям РПД была окончательно прекращена, и примерно в 2007 г. оборудование было частично вывезено и утилизировано. Похоже, это была финальная точка в истории советско-российского ротора.

Вы жалеете, что не получилось поворотных ВАЗов?

» У большинства людей ассоциируются с цилиндрами и поршнями, системой газораспределения и кривошипно-шатунным механизмом. Это связано с тем, что подавляющее большинство автомобилей оснащены классическим и самым популярным сейчас типом двигателей – поршневыми.

Сегодня речь пойдет о роторно-поршневом двигателе Ванкеля, который обладает целым набором выдающихся технических характеристик, и в свое время должен был открыть новые перспективы в автомобилестроении, но не смог занять достойное место и не стал широко распространен.

История создания

Самой первой тепловой машиной роторного типа считается эолипил. В первом веке нашей эры он был создан и описан греческим инженером-механиком Героном Александрийским.

Конструкция эолипила достаточно проста: вращающаяся бронзовая сфера расположена на оси, проходящей через центр симметрии. Водяной пар, используемый в качестве рабочего тела, вытекает из двух сопел, установленных в центре шара друг напротив друга и перпендикулярно оси насадки.

Механизмы водяных и ветряных мельниц, использующие силу стихии в качестве энергии, также можно отнести к роторным двигателям древности.

Классификация роторных двигателей

Рабочая камера роторного двигателя внутреннего сгорания может быть герметична или иметь постоянную связь с атмосферой, когда лопатки рабочего колеса ротора отделяют ее от окружающей среды. По этому принципу построены газовые турбины.

Среди роторно-поршневых двигателей с закрытой камерой сгорания специалисты выделяют несколько групп. Разделение может происходить по: наличию или отсутствию уплотнительных элементов, по режиму работы камеры сгорания (прерывисто-пульсирующий или непрерывный), по типу вращения рабочего органа.

Следует отметить, что большинство описанных конструкций не имеют действующих образцов и существуют на бумаге.
Они были классифицированы русским инженером И.Ю. Исаев, который сам занят созданием совершенного роторного двигателя. Он проанализировал патенты в России, Америке и других странах, всего более 600.

Роторный двигатель внутреннего сгорания с возвратно-поступательным движением

Ротор в таких двигателях не вращается, а совершает возвратно-поступательное качание дуги. Лопатки на роторе и статоре неподвижны, между ними происходят такты расширения и сжатия.

С пульсационно-вращательным, однонаправленным движением

Два вращающихся ротора расположены в корпусе двигателя, между их лопатками в моменты сближения происходит сжатие, а в момент удаления — расширение. Из-за неравномерного вращения лопастей требуется разработка сложного механизма центровки.

С уплотняющими заслонками и возвратно-поступательными движениями

Схема, успешно применяемая в пневмодвигателях, где вращение осуществляется сжатым воздухом, не прижилась в двигателях внутреннего сгорания из-за высоких давлений и температур.

С уплотнениями и возвратно-поступательными движениями корпуса

Схема аналогична предыдущей, только уплотняющие заслонки расположены не на роторе, а на корпусе двигателя. Недостатки те же: невозможность обеспечения достаточной герметичности корпуса лопаток с ротором при сохранении их подвижности.

Двигатели с равномерным перемещением рабочих и других органов

Наиболее перспективные и совершенные типы роторных двигателей. Теоретически они могут развивать наибольшую скорость и набирать мощность, но пока не удалось создать ни одной рабочей схемы для двигателя внутреннего сгорания.

С планетарным, вращательным движением рабочего органа

К последним относится наиболее известная широкой публике схема роторно-поршневого двигателя инженера Феликса Ванкеля.

Хотя существует огромное количество других конструкций планетарного типа:

• Umpleby
• Грей и Дреммонд
• Маршалл
• Пролет
• Рено (Рено)
• Томас (Томас)
• Веллиндер и Скуг
• Сенсо (Sensand)
• Майяр
• Ферро

Рассказ Ванкеля

Жизнь Феликса Генриха Ванкеля была нелегкой, рано осиротев (отец будущего изобретателя погиб в Первую мировую войну), Феликс не мог собрать средства на учебу в университете, а его рабочая профессия помешала не допустить, чтобы у него развилась сильная близорукость.

Это подтолкнуло Ванкеля к самостоятельному изучению технических дисциплин, благодаря чему в 1924 году ему пришла в голову идея создать роторный двигатель с вращающейся камерой внутреннего сгорания.

В 1929 году он получил патент на изобретение, что стало первым шагом к созданию знаменитого РПД Ванкеля. В 1933 году изобретатель, оказавшись в рядах противников Гитлера, полгода проводит в тюрьме. Выйдя на свободу, они заинтересовались разработкой роторного двигателя в БМВ и стали финансировать дальнейшие исследования, выделив для работы мастерскую в Ландау.

После войны он достается французам в качестве репараций, а сам изобретатель попадает в тюрьму как пособник гитлеровского режима. Только в 19В 51 год Феликс Генрих Ванкель устроился на работу в компанию по производству мотоциклов NSU и продолжает свои исследования.

В том же году он начал сотрудничать с главным конструктором NSU Вальтером Фройде, который сам давно занимается исследованиями в области разработки роторно-поршневого двигателя для гоночных мотоциклов. В 1958 году на испытательном стенде проходит первый прототип двигателя.

Как работает роторный двигатель

Силовой агрегат, разработанный Фройде и Ванкелем, представляет собой ротор в форме треугольника Рело. Ротор планетарно вращается вокруг шестерни, закрепленной в центре статора — неподвижной камеры сгорания. Сама камера выполнена в виде эпитрохоиды, отдаленно напоминающей восьмерку с вытянутым наружу центром; он действует как цилиндр.

Двигаясь внутри камеры сгорания, ротор образует полости переменного объема, в которых происходят такты двигателя: впуск, сжатие, зажигание и выпуск. Камеры герметично отделены друг от друга уплотнениями — апексами, износ которых является слабым местом роторно-поршневых двигателей.

Воспламенение топливно-воздушной смеси осуществляется сразу двумя свечами зажигания, так как камера сгорания имеет вытянутую форму и большой объем, что замедляет скорость сгорания рабочей смеси.

На роторном двигателе используется угол отставания, а не угол опережения, как на поршневом двигателе. Это нужно для того, чтобы воспламенение произошло чуть позже, и сила взрыва толкнула ротор в нужном направлении.

Конструкция Ванкеля позволила значительно упростить двигатель, отказаться от многих деталей. Отпала необходимость в отдельном газораспределительном механизме, значительно уменьшились вес и габариты мотора.

Преимущества

Как упоминалось ранее, роторный двигатель Ванкеля не требует такого количества деталей, как поршневой двигатель, поэтому он имеет меньшие размеры, вес и удельную мощность (количество «лошадей» на килограмм веса).

Отсутствует кривошипно-шатунный механизм (в классическом исполнении), что позволило снизить массу и вибрационную нагрузку. Благодаря отсутствию возвратно-поступательных движений поршня и малой массе подвижных частей двигатель может развивать и выдерживать очень высокие обороты, практически мгновенно реагируя на нажатие педали газа.

Роторный двигатель внутреннего сгорания производит мощность за три четверти каждого оборота выходного вала, в то время как поршневой двигатель производит только одну четверть.

недостатки

Именно потому, что двигатель Ванкеля, при всех его преимуществах, имеет большое количество недостатков, сегодня только Mazda продолжает его развивать и совершенствовать. Хотя патент на него купили сотни компаний, включая Toyota, Alfa Romeo, General Motors, Daimler-Benz, Nissan и другие.

Малый ресурс

Главный и самый существенный недостаток — низкий моторесурс двигателя. В среднем по России он равен 100 тысячам километров. В Европе, США и Японии этот показатель в два раза выше, благодаря качеству топлива и грамотному обслуживанию.

Наибольшую нагрузку испытывают металлические пластины, вершинами являются торцевые радиальные уплотнения между камерами. Они должны выдерживать высокие температуры, давления и радиальные нагрузки. На RX-7 высота апекса 8,1 миллиметра, замена рекомендуется при износе до 6,5, на RX-8 уменьшена до 5,3 заводских, допустимый износ не более 4,5 миллиметра.

Важно следить за компрессией, состоянием масла и масляных форсунок, подающих смазку в камеру двигателя. Основными признаками износа двигателя и предстоящего капремонта являются низкая компрессия, расход масла и затрудненный горячий пуск.

Низкая экологичность

Поскольку система смазки роторно-поршневого двигателя предполагает непосредственный впрыск масла в камеру сгорания, а также из-за неполного сгорания топлива, выхлопные газы обладают повышенной токсичностью. Это затрудняло прохождение экологических проверок, которые необходимо было пройти для продажи автомобилей на американском рынке.

Чтобы решить проблему, инженеры Mazda создали тепловой реактор, сжигающий углеводороды перед выбросом в атмосферу. Впервые он был установлен на автомобиль Mazda R100.

Вместо того, чтобы свернуть производство, как другие, Mazda в 1972 году начала продавать автомобили с системой защиты от загрязнения роторными двигателями (REAPS).

Высокий расход топлива

Все автомобили с роторными двигателями отличаются высоким расходом топлива.

Кроме Мазды были еще Мерседес С-111, Корвет ХР-882 Четырехроторный (четырехсекционный, объем 4 литра), Ситроен М35, но это в основном экспериментальные модели, и в связи с разгоревшимся нефтяным кризисом вплоть до 80-х годов их производство было приостановлено. ..

Малая длина рабочего хода ротора и серповидная форма камеры сгорания не позволяют полностью выгорать рабочей смеси. Выходное отверстие открывается еще до момента полного сгорания, газы не успевают передать всю силу давления на ротор. Вот почему температура выхлопных газов этих двигателей так высока.

История отечественного РПД

В начале 80-х годов техникой заинтересовался и СССР. Правда, патент не купили, и на все решили пойти своим умом, иными словами, скопировать принцип работы и устройство роторного двигателя Mazda.

Для этих целей было создано конструкторское бюро, а в Тольятти цех серийного производства. В 1976 году появился первый прототип односекционного двигателя ВАЗ-311 мощностью 70 л.с. из. установлено на 50 автомобилей. За очень короткое время они выработали ресурс. Плохая балансировка РЭМ (роторно-эксцентрикового механизма) и быстрый износ апексов дали о себе знать.

Однако разработкой заинтересовались спецслужбы, для которых динамические характеристики двигателя были гораздо важнее ресурса. В 1982 свет увидел двухсекционный роторный двигатель ВАЗ-411, с шириной ротора 70 см и мощностью 120 л.с. с., и ВАЗ-413 с ротором 80 см и мощностью 140 л. из. Позднее двигателями ВАЗ-414 оснащались автомобили КГБ, ГАИ и МВД.

С 1997 года на автомобиль общего пользования устанавливается силовой агрегат ВАЗ-415, появляется Волга с трехсекционным РПД ВАЗ-425. Сегодня в России автомобили не оснащаются такими моторами.

Перечень транспортных средств с роторно-поршневым двигателем

Список роторных двигателей Mazda

Тип A	Описание
40А	Первый испытательный стенд, радиус ротора 90 мм
Л8А	Система смазки с сухим картером, радиус ротора 98 мм, объем 792 см3 см
10А (0810)	Двухсекционный, 982 куб. см, мощность 110 л. с., смешение масла с топливом для смазки, масса 102 кг
10А (0813)	100 л. с., увеличение массы до 122 кг
10А (0866)	105 л. стр., Технология сокращения выбросов REAPS
13А	Для переднеприводного R-130, объем 1310 куб. см, 126 л. с., радиус ротора 120 мм
12А	Объем 1146 куб. см, материал ротора закален, ресурс статора увеличен, уплотнения выполнены из чугуна
12А турбо	Полупрямой впрыск, 160 л.с.
12Б	Одинарный распределитель зажигания
13Б	Самый массовый двигатель, объем 1308 куб.см. см, низкая эмиссия
13Б-РЕСИ	135 л. с., RESI (Rotary Engine Super Injection) и впрыск Bosch L-Jetronic
13B-DEI	146 л. с., регулируемый впуск, системы 6PI и DEI, впрыск с 4 форсунками
13Б-РЕ	235 л. с., большие турбины HT-15 и малые HT-10
13B-РЭВ	280 л. с., 2 секвентальные турбины Hitachi HT-12
13B-MSP Ренезис	Экологичный и экономичный, может работать на водороде
13Г/20В	Моторы трехроторные для автоспорта, объем 1962 куб. см, мощность 300 л. из.
13Дж / Р26Б	Четырехроторный, для автогонок, объемом 2622 куб. см, мощность 700 л. из.
16X (Ренесис 2)	300 л. с., концепт-кар Taiki

Правила эксплуатации роторного двигателя

1. замена масла каждые 3-5 тыс.км. Расход 1,5 литра на 1000 км считается нормальным.
2. следят за состоянием масляных форсунок, их средний ресурс 50тыс.
3. менять воздушный фильтр каждые 20тыс.
4. используют только специальные свечи, ресурс 30-40 тысяч километров.
5. заправить бак бензином не ниже АИ-95, но лучше АИ-98.