Двигатель ванкеля: Двигатель Ванкеля: особенности и характеристики

Содержание

Двигатель Ванкеля: особенности и характеристики

Паровые машины, как и традиционные ДВС отличаются общим недостатком — возвратно-поступательные движения поршня должны преобразовываться во вращательные движения колес. Это и является причиной низкого КПД, высокого износа основных элементов.

Многие инженеры пытались решить эту проблему, придумав двигатель внутреннего сгорания, все детали которого бы только вращались. Однако изобрести такой агрегат смог механик-самоучка, не окончивший ни высшего, ни даже средне-специального учебного заведения.

Немного истории

В 1957 году малоизвестный механик-изобретатель Феликс Ванкель и ведущий инженер NSU Вальтер Фреде стали первыми, кто решил установить роторно-поршневой мотор на автомобиль. «Подопытным» стал на NSU Prinz. Первоначальная конструкция была далекой от совершенства. К примеру, свечи приходилось менять практически после полной разборки агрегата. К тому же, надежность мотора оставалась под сомнением, а про экономичность можно было не упоминать.

После множества испытаний концерн занялся выпуском машин с традиционным ДВС.

Однако первый роторно-поршневой DKM-54 мог продемонстрировать великий потенциал.

Именно так оригинальная разновидность ДВС получил свой шанс на внедрение в производство авто. В дальнейшем он постоянно дорабатывался, однако перспективы роторно-поршневого мотора уже тогда были очевидны. РПД входит в классификацию роторных моторов как один из 5 представителей линейки.

К 80-м годам 20 века роторные двигатели Ванкеля исследовались лишь японской компанией Mazda. Еще к этому мотору проявлял внимание ВАЗ. В СССР бензин стоил достаточно дешево, а такой агрегат имел достаточно большую мощность. Однако к 2004 году производство машин с таким двигателем прекратилось. Япония стала единственной страной, в которой продолжается разработка роторного двигателя.

Есть множество разновидностей роторных агрегатов. Единственное их отличие — поверхность корпуса и число выполненных на роторе граней. Различные компоновки таких моторов применяются в авто- и судостроении.

Достоинства

Двигатель Ванкеля с момента создания имел множество выгодных преимуществ перед поршневыми моторами. Агрегат постоянно дорабатывался,что позволило повысить его экономичность и производительность.

Среди преимуществ”Ванкеля” выступают:

  1. Небольшие габариты и вес. «Ванкель» практически в 2 раза меньшепоршневого ДВС, что положительно сказывается на управляемости машины, способствует оптимальному монтажукоробки передач, позволяет сделать салон намного просторнее.
  2. В сравнении с двухтактным мотором, двигатель Ванкеля имеет гораздо меньше деталей. Это более выгодно с точки зрения ремонта.
  3. Вдвое большая мощность, чем у стандартных ДВС.
  4. Большая плавность работы — отсутствие поступательно-возвратных движений благоприятно сказывается на комфорте езды.
  5. Возможность заправки низкооктановым бензином.

Все элементы мотора вращаются в одну сторону. Это улучшает внутренний баланс агрегата и снижает вибрации. «Ванкель» выдает мощность равномерно и плавно. За время пока ротор оборачивается 1 раз, выходной вал совершает 3 оборота. Каждое сгорание осуществляется за 90 фазу вращение ротора.

Это говорит о том, что роторный двигатель с 1 ротором способен выдавать мощностьза ¾ каждого поворота выходного вала. Двигатель с 1 цилиндром может выдавать мощность лишь за ¼ каждого витка выходного вала.

Недостатки

К недостаткам двигателя относятся непривычность для владельцев и механиков. Такой агрегат требует изменить многие привычки. К примеру, тормозить РПД не получится, а штурм подъемов «внатяг» обречен на неудачу. Компактный мотор обладает малой инерцией, чего не скажешь о массивных поршневых ДВС. При частыхзапусках-выключениях «забрасываются» свечи.Звук мотора некоторые автолюбители также относят к недостаткам.

Более серьезными являются органические изъяны роторно-поршневого агрегата. Во-первых, он обладает увеличенным расходом горючего. Это легко объяснить неоптимальной формой камеры, теряющей тепло через стенки. К тому же, мотор «съедает» достаточно много масла. Срок эксплуатации Ванкеля ниже, чем у стандартного ДВС —роторные уплотнениярегулярно изнашиваются.

Значительная роль отведена жесткости внешней характеристики роторно-поршневого мотора. Для управления машиной с таким двигателем требуется достаточно часто манипулировать рычагом коробки передач. Это объясняется тем, что необходим короткий передаточный ряд и увеличенное количество передач.

Идеальным вариантом является монтаж вариатора. Однако на спорткарах автоматы не приживаются, а для авто семейного типа требуется больше экономичности.

Недостатки РПД схожи с недостатками двухтактных поршневых агрегатов. Интересно, что вылечить это можно одними и теми же способами. Увеличенное потребление топлива сбивается непосредственным впрыском, нехватка эластичности — установкой изменяемых фаз. Это повышает экономичность и управляемость. Также для повышения эластичности меняется конфигурация трубопроводов. Такие изменения и были выполнены на моторе Mazda RX-8.

Как работает

Работает двигатель Ванкеляпо принципу, который достаточно просто объяснить даже несведущему в механике человеку. Агрегат обладает минимумом деталей, что позволяет быстро понять, какие системы задействуются в определенные промежутки времени.

Поршень двигателя в РПД заменяется ротором с 3 гранями, который передает силу давления сгораемых газов на вал эксцентрика.

Статор обладает эпитрохоидальной конфигурацией внутренних поверхностей. Он отличается высокой износостойкостью, поскольку имеет специальное покрытие. В вершинах ротора находятсяуплотнения, а на поверхности статораимеются выемки — они являются своеобразными камерами, в которых происходит сгорание. Вал вращается на специальных подшипниках. Они помещены на корпус. Также валоснащенэксцентриком — на нем и вращается ротор.

Шестерня вмонтирована в корпус. Она сцеплена с шестерней ротора. Взаимное действие этих шестерен создает движение ротора. Это позволяет образовать 3 камеры, которые постоянно изменяют свой объем.

Отношение передач шестерен равно 2:3, что обеспечивает один оборот вала за поворот ротора на 120 градусов. Когда ротор совершает полный оборот,все камерывыполняют четырехтактный цикл. Сгораемые газы действуют на эксцентрик вала через ротор — так возникает крутящий момент.

Между ротором и статором имеется 3 камеры. Впуск происходит, когда одна из вершин ротора начинает пересекать впускное отверстие для впрыска топлива. Объем камеры увеличивается, что заставляет смесь ее заполнить. Следующая вершина закрывает окно. Как и поршень двигателя традиционного исполнения, ротор сдавливает рабочую смесь перед воспламенением.

Она сжимается, при наибольшем сжатии в камере возникает искра. В результате осуществляется рабочий ход. После выпускное окно под давлением отработавших газов открывается, и они покидают камеру.

При одном обороте ротора двигатель совершает 3 цикла — это делает ненужным применение уравновешивающих устройств.

В рабочем процессе есть слабые звенья. Первое — повышенная нагрузка на уплотнения, а второе — избыток динамического перекрытия фаз.Не является оптимальной и конфигурация камеры сгорания. Однако есть и положительный момент — если повышать обороты, скорость распространения факела пламени увеличивается быстрее, чем перетекает топливная смесь.

Это позволяет применять для РПД бензин с пониженным октановым числом. Принцип работы Ванкеля достаточно прост, что в свое время привлекло к изобретению внимание многих производителей авто.

Интересные факты

Не каждый автолюбитель знает, что Ванкель является одним из 5 подтипов в классификации роторных моторов.

Компактность, оборотистость, высокая производительность — не этого ли добиваются практически все производители мотоциклов? Однозначно, это так. Однако роторный мотор в мотомире таки не прижился. Все ставки делаются на классические поршневые двигатели.

Однако в истории производства мотоциклов существовало несколько исключений. К примеру, в 1974 году Hercules выпускает массовую серию Wankel, которые оборудованы двигателем KC-27. Это были роторные агрегаты, которые оснащались воздушным охлаждением. Двигатель имел объем294 куб. см. Мощность агрегатов составляла 25л.с. Для смазки агрегата, масло нужно было самостоятельно заливать в топливный бак.

В начале1980 роторный мотор использовали для оснащения мотоциклов Norton. Несмотря на то, что опытные прототипы таких двигателей появились еще в 1970-х.Инженеры Norton успешно внедрили РПД в спорт. К концу 80-х им не было равных.

Сегодня компания производит 588-кубовую модельдвумя роторами NRV588. Также инженерами Norton ведется разработка 700сс версии, которая называется NRV700. Она представляет собой мощный спортбайк, оснащенный инжекторным 170-сильным двигателем Ванкеля.

Как видно, эпоха роторных моторов еще не наступила. Поршневые системы так и остались лидирующими в сфере авто- и мотостроения. Обладатели байков с роторными двигателями могут образовать лишь небольшой круг фанатов Ванкеля. Возобновившийся интерес к «Ванкелю» компании Norton говорит о скором подъеме разработок и достижений в этой сфере.

Одной из причин, по которым двигатель не производится для оснащения автомобилей и мотоциклов — необходимость точного оборудования при его производстве. Малейший брак становится причиной выхода мотора из строя. Это пока не позволяет роторному агрегату заменить поршневой двигатель даже в узкихотраслях производства.

Роторно-поршневой двигатель — Энциклопедия журнала "За рулем"

Роторно-поршневой двигатель(РПД), или двигатель Ванкеля. Двигатель внутреннего сгорания, разработанный Феликсом Ванкелем в 1957 году в соавторстве с Вальтером Фройде. В РПД функцию поршня выполняет трехвершинный (трехгранный) ротор, совершающий вращательные движения внутри полости сложной формы. После волны экспериментальных моделей автомобилей и мотоциклов, пришедшейся на 60-е и 70-е годы ХХ века, интерес к РПД снизился, хотя ряд компаний по-прежнему работает над совершенствованием конструкции двигателя Ванкеля. В настоящее время РПД оснащаются легковые автомобили компании Mazda. Роторно-поршневой двигатель находит применение в моделизме.

Принцип работы

Сила давления газов от сгоревшей топливо-воздушной смеси приводит в движение ротор, насаженный через подшипники на эксцентриковый вал. Движение ротора относительно корпуса двигателя (статора) производится через пару шестерен, одна из которых, большего размера, закреплена на внутренней поверхности ротора, вторая, опорная, меньшего размера, жестко прикреплена к внутренней поверхности боковой крышки двигателя. Взаимодействие шестерен приводит к тому, что ротор совершает круговые эксцентричные движения, соприкасаясь гранями с внутренней поверхностью камеры сгорания. В результате между ротором и корпусом двигателя образуются три изолированные камеры переменного объема, в которых происходят процессы сжатия топливо-воздушной смеси, ее сгорания, расширения газов, оказывающих давление на рабочую поверхность ротора и очищения камеры сгорания от отработанных газов.

Вращательное движение ротора передается на эксцентриковый вал, установленный на подшипниках и передающий вращающий момент на механизмы трансмиссии. Таким образом в РПД одновременно работают две механические пары: первая - регулирующая движение ротора и состоящая из пары шестерен; и вторая - преобразующая круговое движение ротора во вращение эксцентрикового вала. Передаточное соотношение шестерен ротора и статора 2:3, поэтому за один полный оборот эксцентрикового вала ротор успевает провернуться на 120 градусов. В свою очередь за один полный оборот ротора в каждой из трех образуемых его гранями камер производится полный четырехтактный цикл двигателя внутреннего сгорания.
схема РПД
1 - впускное окно; 2 выпускное окно; 3 - корпус; 4 - камера сгорания; 5 – неподвижная шестерня; 6 - ротор; 7 – зубчатое колесо; 8 - вал; 9 – свеча зажигания

Достоинства РПД

Главным достоинством роторно-поршневого двигателя является простота конструкции. В РПД на 35-40 процентов меньше деталей, чем в поршневом четырехтактном двигателе. В РПД отсутствуют поршни, шатуны, коленчатый вал. В «классическом» варианте РПД нет и газораспределительного механизма. Топливо-воздушная смесь поступает в рабочую полость двигателя через впускное окно, которое открывает грань ротора. Отработанные газы выбрасываются через выпускное окно, которое пересекает, опять же, грань ротора (это напоминает устройство газораспределения двухтактного поршневого двигателя).
Отдельного упоминания заслуживает система смазки, которая в простейшем варианте РПД практически отсутствует. Масло добавляется в топливо - как при эксплуатации двухтактных мотоциклетных моторов. Смазка пар трения (прежде всего ротора и рабочей поверхности камеры сгорания) производится самой топливо-воздушной смесью.
Поскольку масса ротора невелика и легко уравновешивается массой противовесов эксцентрикового вала, РПД отличается небольшим уровнем вибраций и хорошей равномерностью работы. В автомобилях с РПД легче уравновесить двигатель, добившись минимального уровня вибраций, что хорошо сказывается на комфортабельности машины в целом. Особой плавностью хода отличаются двухроторные двигатели, в которых роторы сами являются снижающими уровень вибраций балансирами.
Еще одно привлекательное качество РПД - высокая удельная мощность при высоких оборотах эксцентрикового вала. Это позволяет добиться от автомобиля с РПД отличных скоростных характеристик при относительно небольшом расходе топлива. Малая инерционность ротора и повышенная по сравнению с поршневыми двигателями внутреннего сгорания удельная мощность позволяют улучшить динамику автомобиля.
Наконец, немаловажным достоинством РПД являются небольшие размеры. Роторный двигатель меньше поршневого четырехтактного мотора той же мощности примерно вдвое. И это позволяет рациональней использовать пространство моторного отсека, более точно рассчитывать расположение узлов трансмиссии и нагрузку на переднюю и заднюю ось.

Недостатки РПД

Главный недостаток роторно-поршневого двигателя - невысокая эффективность уплотнений зазора между ротором и камерой сгорания. Имеющий сложную форму ротор РПД требует надежных уплотнений не только по граням (а их четыре у каждой поверхности - две по вершинным, две по боковым граням), но и по боковой поверхности, соприкасающейся с крышками двигателя. При этом уплотнения выполнены в виде подпружиненных полосок из высоколегированной стали с особо точной обработкой как рабочих поверхностей, так и торцов. Заложенные в конструкцию уплотнений допуски на расширение металла от нагрева ухудшают их характеристики - избежать прорыва газов у торцевых участков уплотнительных пластин практически невозможно (в поршневых двигателях используют лабиринтовый эффект, устанавливая уплотнительные кольца зазорами в разные стороны).
В последние годы надежность уплотнений резко возросла. Конструкторы нашли новые материалы для уплотнений. Однако, говорить о каком-то прорыве пока не приходится. Уплотнения до сих пор остаются самым узким местом РПД.
Сложная система уплотнений ротора требует эффективной смазки трущихся поверхностей. РПД потребляет больше масла, чем четырехтактный поршневой двигатель (от 400 граммов до 1 килограмма на 1000 километров). При этом масло сгорает вместе с топливом, что плохо сказывается на экологичности моторов. В выхлопных газах РПД опасных для здоровья людей веществ больше, чем в выхлопных газах поршневых двигателей.
Особые требования предъявляются и к качеству масел, используемых в РПД. Это связано, во-первых, со склонностью к повышенному износу (из-за большой площади соприкасающихся деталей - ротора и внутренней камеры двигателя), во-вторых, к перегреву (опять же из-за повышенного трения и из-за небольших размеров самого двигателя). Для РПД смертельно опасны нерегулярная смена масла - поскольку абразивные частицы в старом масле резко увеличивают износ двигателя, и переохлаждение мотора. Запуск холодного двигателя и недостаточный его прогрев приводят к тому, что в зоне контакта уплотнений ротора с поверхностью камеры сгорания и боковыми крышками оказывается мало смазки. Если поршневой двигатель заклинивает при перегреве, то РПД чаще всего - во время запуска холодного двигателя (или при движении в холодную погоду, когда охлаждение оказывается избыточным).
В целом рабочая температура РПД выше, чем у поршневых двигателей. Самая термонапряженная область - камера сгорания, которая имеет небольшой объем и, соответственно, повышенную температуру, что затрудняет процесс поджига топливо-воздушной смеси (РПД из-за протяженной формы камеры сгорания склонны к детонации, что тоже можно отнести к недостаткам этого типа двигателей). Отсюда требовательность РПД к качеству свечей. Обычно их устанавливают в эти двигатели попарно.
Роторно-поршневые двигатели при великолепных мощностных и скоростных характеристиках оказываются менее гибкими (или менее эластичными), чем поршневые. Они выдают оптимальную мощность только на достаточно высоких оборотах, что вынуждает конструкторов использовать РПД в паре с многоступенчатыми КП и усложняет конструкцию автоматических коробок передач. В конечном итоге РПД оказываются не такими экономичными, какими должны быть в теории.

Практическое применение в автопромышленности

Наибольшее распространение РПД получили в конце 60-х и начале 70-х годов прошлого столетия, когда патент на двигатель Ванкеля был куплен 11 ведущими автопроизводителями мира.
В 1967 году немецкая компания NSU выпустила серийный легковой автомобиль бизнес-класса NSU Ro 80. Эта модель выпускалась в течение 10 лет и разошлась по миру в количестве 37204 экземпляров. Автомобиль пользовался популярностью, но недостатки установленного в нем РПД, в конце концов, испортили репутацию этой замечательной машины. На фоне долговечных конкурентов модель NSU Ro 80 выглядела «бледно» - пробег до капитального ремонта двигателя при заявленных 100 тысячах километров не превышал 50 тысяч.
С РПД экспериментировали концерн Citroen, Mazda, ВАЗ. Наибольших успехов добилась Mazda, которая выпустила свой легковой автомобиль с РПД еще в 1963 году, на четыре года раньше появления NSU Ro 80. Сегодня концерн Mazda оснащает РПД спорткары серии RX. Современные автомобили Mazda RX-8 избавлены от многих недостатков РПД Феликса Ванкеля. Они вполне экологичны и надежны, хотя среди автовладельцев и специалистов по ремонту считаются «капризными».

Практическое применение в мотопромышленности

В 70-е и 80-е годы с РПД экспериментировали некоторые производители мотоциклов - Hercules, Suzuki и другие. В настоящее время мелкосерийное производство «роторных» мотоциклов налажено только в компании Norton, выпускающей модель NRV588 и готовящей к серийному выпуску мотоцикл NRV700.
Norton NRV588 - спортбайк, оснащенный двухроторным двигателем общим объемом в 588 кубических сантиметров

Двигатель Ванкеля | Роторные двигатели

Единственной на сегодняшний день выпускаемой в промышленных масштабах моделью роторного мотора является двигатель Ванкеля, который относится к типу роторных двигателей с планетарным круговым движением главного рабочего элемента. Такая конструктивная компоновка роторного двигателя является, несомненно, самойпростой по своему техническому устройству, но не самой оптимальной по способу организации рабочих процессов и поэтому имеет свои неотъемлемые и серьезные недостатки.

Роторных двигателей с планетарным движением главного рабочего элемента существует достаточно много разновидностей, но по существу они отличаются друг от друга лишь количеством граней ротора и соотвествующей формой внутренней поверхности корпуса . Приведенные схемы разных компоновок подобных моторов взяты из книги «Судовые роторные двигатели», издания 1967 года, авторов Е.Акатов, В.Бологов и др. и подготовлены к публикаци в электронном виде автором этого сайта.

Роторный двигатель

   Кратко рассмотрим саму конструкцию двигателя этого типа вместе с историей его появления и сферой применения.   История создания роторных двигателей с планетарным вращательным движением главного рабочего элемента начинается в 1943 году, когда изобретатель Майлар предложил первую подобную схему. Потом в течение короткого времени было подано еще несколько патентов на двигатели подобной схемы. В том числе и разработчик германской фирмы NSU – В. Фреде. Но главным слабым местом этой схемы роторного двигателя были системы уплотнений между ребрами на стыке соседних граней вращающегося треугольного ротора и стенками неподвижного корпуса. Вот к решению к этой сложной инженерной задачи и был подключен Р.Ванкель как специалист по уплотнениям. Вскоре, благодаря своей энергичности и инженерному мышлению он стал лидером группы разработчиков. В 1957 году в лаборатории фирмы NSU построили прототип роторного двигателя типа «DKM», с треугольным ротором и рабочей камерой в форме капсулы, в которой ротор был неподвижным, а корпус вращался вокруг него. Гораздо более практичным был вариант компоновки типа «KKM» с нормальной схемой — рабочая камера в корпусе была неподвижной, а в ней вращался ротор. Этот мотор появился годом позже, в 1958-м. В ноябре 1959 года NSU официально объявила о создании работающего роторного двигателя. За короткое время около 100 компаний во всём мире приобрели лицензии на эту технологию, при этом 34 из них были японскими.  

Мотор оказался очень небольшим, мощным и имел мало деталей. В Европе начались продажи машин с роторными двигателями, но как оказалось у них мал моторесурс, они потребляли много топлива и имели очень токсичный выхлоп. Нефтяной кризис 1973 года из-за очередной арабо-израильской войны, когда цены на бензин увеличились в несколько раз, резко поставил вопрос об экономичности автомобильных моторов. Из-за этого в Европе и Америке попытки довести роторный двигатель Ванкеля до нужной степени совершенства были прекращены. И только японская компания Mazda упорно продолжала работы в этом направлении. А еще советский завод ВАЗ – так как бензин в то время в СССР стоил копейки, а мощный, хотя и с малым ресурсом, мотор был нужен силовым ведомствам. Но в 2004 году малосерийное производство на ВАЗе было закрыто и на сегодняшний момент Mazda является единственным автопроизводителем, который серийно выпускает автомобили с роторным двигателем.   В настоящее время в мире серийно выпускается лишь один автомобиль с роторным двигателем системы Ванкеля – это спортивное купе Mazda RX-8. На этой машине устанавливается мотор «RENESIS» с двумя роторными секциями общим объемом 1,3 литра. Двигатель исполняется в нескольких вариантах с мощностью от 200 до 250 л.с.

.

 

После краткого обзора истории роторного двигателя с планетарным движением ротора остановимся на рассмотрении его преимуществ и недостатков.    ПРЕИМУЩЕСТВА роторного двигателя Ванкеля по сравнению с традиционными поршневыми моторами:   1) Повышенная удельная мощность (л.с./кг), она практически в два раза превышает этот показатель поршневых 4-х тактных двигателей. Масса неравномерно движущихся частей в двигателе Ванкеля гораздо меньше, чем в аналогичных по мощности поршневых двигателях, и амплитуда таких неуравновешенных движений заметно меньше. Это происходит из-за того, что в «поршневике» осуществляются возвратно- поступательные движения, а в двигателе Ванкеля- вращательные, планетарной схемы. К тому же в двигателе Ванкеля отсутствуют коленчатый вал и шатуны.

На повышенную мощность Ванкеля играет и то, что такой двигатель однороторной конструкции выдаёт мощность в течение трёх четвертей каждого оборота выходного вала. В отличие от одноцилиндрового 4-х тактного поршневого двигателя, который выдаёт мощность только в течение одной четверти каждого оборота выходного вала.   Именно по этим причинам с единицы объема камеры сгорания в серийном роторном моторе Ванкеля снимается гораздо большая мощность. При объёме рабочей камеры 1300 см Mazda RX-8 имеет мощность 200 л.с – 250 л.с., а прежняя модель Mazda RX-7, с мотором такого же объема, но с турбокомпрессором выдавала 350 л.с.

Именно поэтому особым признаком Mazda RX являются отличные динамические характеристики:

  • на низкой передаче возможно без излишней нагрузки на двигатель разогнать машину выше 100 км/ч на более высоких оборотах двигателя (8000 об/мин и более).
  •  двигатель Ванкеля гораздо легче механически уравновесить и избавиться от вибрации, что позволяет повысить комфортность лёгких транспортных средств типа микроавтомобилей;
  •  габаритные размеры роторно-поршневого двигателя меньше в 1,5—2 раза в соотношении со сравнимым по мощности поршневым мотором.

В двигателе Ванкеля на 35 — 40 % меньшее количество деталей.

 Недостатки:

1) Малая длина рабочего хода грани треугольного ротора, Хотя эти показатели напрямую с поршневым мотором сравнивать сложно – слишком различны типы движений поршня и ротора, но у двигателя Ванкеля примерно на пятую часть меньше длина рабочего хода. Тут есть одно коренное отличие Ванкеля от поршневого мотора- у «поршневика» идет увеличение объема в направлении одного линейного направления, которое совпадает с направлением рабочего хода. А у Ванкеля – это движение сложное и только часть траектории перемещения треугольного ротора с планетарным движением становится собственно линией рабочего хода. (РИС.) Именно поэтому у двигателя Ванкеля топливная эффективность хуже, чем у поршневых моторов. Поэтому из-за малой длины рабочего хода очень высока температура выхлопных газов – рабочие газы не успевают передать основное свое давление на ротор, как уже открывается выхлопное окно и горячие газы высокого давления с еще не прекратившими горение объемными фрагментами рабочей смеси выходят в выхлопную трубу. Поэтому температура выхлопных газов у двигателя Ванкеля очень высока.

 

2) Сложная форма камеры сгорания «серповидной» формы. У такой камеры сгорания большая поверхность контакта газов со стенками корпуса и ротором. Поэтому значительная честь тепла уходит на нагрев деталей мотора, а это снижает тепловой КПД и усиливает нагрев мотора. Кроме того, такая форма камеры сгорания приводит к ухудшению смесеобразования и замедлению скорости горения рабочей смеси. Поэтому на моторе Mazda RX-8 стоят 2 свечи зажигания на одной роторной секции. Эти особенности так же отрицательно влияют на уровень термодинамического КПД.

3) Потенциально невысокий для роторного мотора крутящий момент. Для того чтобы снять вращение с движущегося ротора, центр вращения которого сам непрерывно осуществляет планетарное вращение по круговой траектории вокруг геометрического центра рабочей камеры, в этом двигателе применяется эксцентрично расположенные на главном валу диски. По сути дела – это элементы кривошипного устройства. То есть двигатель Ванкеля так и не смог полностью избавиться от главного недостатка классических поршневых ДВС – кривошипно – шатунного механизма. Хоть он и представлен в моторе Ванкеля в своем облегченном варианте – в виде эксцентрикового вала, но самые главные пороки этого механизма: рваный, пульсирующий режим крутящего момента и малое плечо главного элемента, воспринимающего крутящий момент – так и остались «не излеченными». (РИС.) Именно поэтому односекционный Ванкель малоработоспособен и нужно делать 2 или 3 роторные секции для получений нормальных рабочих характеристик, еще желательно ставить на вал дополнительно и маховик.   Кроме наличия в двигателе Ванкеля кривошипного механизма, на малый для роторного двигателя крутящий момент еще влияет и то, что кинематическая схема такого мотора устроена очень нерационально с точки зрения восприятия поверхностью ротора давления рабочих газов расширения. Поэтому лишь некоторая часть давления – около трети – переводится в рабочее вращение ротора и создает крутящий момент. Подробнее крутящем моменте поговорим в специальном разделе сайта.

Подробно о принципе возникновения крутящего момента в роторном двигателе Ванкеля Смотри на страничке сайта КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ

4) Присутствие в корпусе вибраций. Дело в том, что система роторного мотора с планетарным движением рабочего элемента предполагает неравновесное движение этого органа. Т.е. при вращении центр масс ротора совершает непрерывное вращательное движение вокруг центра масс корпуса и радиус этого вращения равен плечу эксцентрика главного вала мотора. Именно поэтому на корпус мотора действует изнутри постоянно вращающийся вектор силы, равный центробежной силе, возникающей на роторе. То есть ротор при вращении на вращающемся в свою очередь эксцентриковом валу имеет в характере своего движения неизбежные и выраженные элементы колебательного движения. Что и приводит к неизбежности вибраций. (РИС.)

5) Быстрый износ торцевых радиальных уплотнений на углах треугольника ротора, так как на них идет сильная радиальная нагрузка, неизбежная в двигателе Ванкеля по самому его принципу работы. (РИС.)

6) Постоянная угроза прорыва газов высокого давления из полости одного рабочего такта в полость другого такта. Это происходит потому, что контакт радиального уплотнения ребра ротора и стенки камеры сгорания происходит по одной тонкой линии. При этом еще существует проблема прорыва газов через гнезда установки свечей, когда над ними проходит ребро ротора.

7) Сложная система смазки вращающегося ротора. В моторе Mazda RX-8 специальные форсунки впрыскивают масло в камеры сгорания для смазки трущихся при вращении о стенки камеры сгорания ребер ротора. Это усиливает токсичность выхлопа и одновременно делает мотор очень требовательным к качеству масла. Кроме того, при высоких оборотах возникает повышенные требования к смазке цилиндрической поверхности эксцентриковой части главного вала, вокруг которой вращается ротор, и которая снимает главное усилие с ротора и переводит во вращение вала. Именно эти две технические трудности, решить которые весьма непросто, приводили к недостаточной смазке на высоких оборотах наиболее нагруженных трением деталей такого мотора, а это, соответственно, резко уменьшало моторесурс двигателя. Именно недостаточное решение таких технических задач приводило к очень малому ресурсу моторов Ванкеля, которые выпускал отечественный АвтоВАЗ. (РИС.- указать цилиндрическую поверхность контакта внутреннего гнеда ротора и эксцентр диска вала)

8) Высокие требования к точности исполнения деталей сложной формы делают такой мотор сложным в производстве. Такое производство требует высокоточного и дорогого оборудования — станков, способных создавать сложные объемы рабочей камеры с криволинейной эпитрохоидальной поверхностью. Сам ротор так же имеет форму сложного треугольника с выпуклыми поверхностями.

 

***

Как видно из содержания этого раздела сайта, роторный двигатель Ванкеля имеет выраженные преимущества, так и большое количество практически непреодолимых недостатков, которые так и не позволили этому типу двигателей вытеснить поршневые моторы из арсенала современной техники. Хотя такие перспективы всерьез обсуждались в конце 60-х и начале 70-х годов прошлого века, и в аналитических обзорах высказывались мнения, что к концу 80-х годов 20-го века более половины автомобилей планеты будут уже иметь роторные двигатели разных типов….   И, несмотря на наличие отрицательных черт и технических трудностей, роторный двигатель Ванкеля смог появиться технически и состоятся как коммерчески дееспособный вид продукции, потому что недостатки его главных конкурентов – поршневых моторов с кривошипно – шатунными механизмами оказываются еще серьезнее и многочисленнее.И это, не смотря на более века попыток их совершенствования.

 

 

 

*** 

ПРОДОЛЖЕНИЕ РАЗГОВОРА О РОТОРНОМ ДВИГАТЕЛЕ ВАНКЕЛЯ

сентябрь 2016г.    Одна из самых трудных проблем всех типов роторных двигателей- это создание эффективной системы уплотнений, которая должна создавать замкнутый объём в рабочих камерах роторного двигателя. Пока в схеме типа Тверской это является одной из главных трудностей. Там предстоит сделать эффективную и непростую в изготовлении систему уплотнений.И чтобы потренировать руку и получить положительный опыт в таком деле, я решил создать небольшой рабочий экземпляр двигателя Ванкеля прямо с «ноля». Работа уже идет к концу- прилагаю фото такого моторчика.

Уплотнения

Ориентировочная мощность одной такой роторной секции предполагается около 35-40 л.с.. Мотор из 2-х роторных секций ожидается мощностью в 70-80 л.с..

***

ДВИГАТЕЛЬ ВАНКЕЛЯ — ДЕКАБРЬ
25 декабря 2016г    Изготовлене малого Ванкеля идет в оптимальном ритме. Двигатель готов на 95%, остаются небольшие мелочи.
Так как на некоторых площадких в интернете эти мои фото уже обсуждаются и вокруг них накручиваются немало фантазий- сообщаю.
Двигатель создан с «НОЛЯ», ни одной детали из посторонних моделей в нем нет. В нем нет ни деталей от Sachs Wankel, которые уже не выпускаются лет 30, ни от современных малых современных aixro и пр. и др.
Кормпус двигателя выполнен из конструкционной легированной термостойкой стали, подвергнутой термохимическому упрочнению.Твердость поверхностного слоя имеет показатель в 70 HRC. Глубина термоупроченного слоя состовляет в среднем 1,5 мм.Точно так же обработаны и до таких же показателей твердости и износоустойчивости доведены радиальные и торцевые уплотнения.Двигатель имеет воздушное охлаждение, масло для смазки будет подаваться в камеру сжатия через 2-е специальные форсунки. Т.е. не нужно будет мешать масло с бензином как в 2-х тактных моторах.

Двиигатель Ванкеля

Двигатель Ванкеля на холодной обкатке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Двигатель поставлен на токарный станок и в течение нескольких часов подвергался холодной обкатке. Это позволило оценить работу уплотнений и герметичность получаемых секций в двигателе как вполне благополучную. В ближайшее время будет замеряно давление, которое получается в секторе сжатия мотора.
Запуск двигателя планируется на конец января.

ВОЗОБНОВЛЕНИЕ РАБОТЫ ПОСЛЕ  ПАУЗЫ

После некоторого перерыва активные работы возобновлены. Сейчас (март-май 18г) идут активные пробные прокрутки малой опытной модели двигателя. По ее итогам идет доработка уплотнений — самого трудного и деликатного элемента в роторных двигателях. Результаты весьма обнадеживающие.

Что такое роторно-поршневой двигатель. Принцип работы, особенности, преимущества и недостатки

Сегодня мы узнаем, что называется роторно-поршневым двигателем автомобиля, каков его принцип работы и в чем заключается отличие мотора от классической силовой установки

ЧТО ТАКОЕ РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВАНКЕЛЯ. ПРИНЦИП РАБОТЫ, ОСОБЕННОСТИ, ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ


Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется роторно-поршневым двигателем автомобиля, известным в народе, как силовая установка Ванкеля, каков его принцип работы и в чем заключается отличие мотора от классических типов. Кроме того, расскажем про то, какими преимуществами с недостатками обладает роторно-поршневой двигатель, насколько ремонтопригоден мотор, а также выгодна ли в эксплуатации и обслуживания данная силовая установка. В заключении поговорим о том, на какие современные автомобили устанавливают мотор с роторно-поршневым типом действия, а также, из каких основных и вспомогательных компонентов состоит двигатель.


Итак, что называется автомобильным роторно-поршневым двигателем Ванкеля? Роторно-поршневой силовой установкой или сокращенно РПД Ванкеля называется двигатель внутреннего сгорания, в котором энергия сгорающих газов преобразуется в механическую при помощи специального ротора, совершающего вращательное или вращательно-возвратное движение относительно главного корпуса. Конструкция двигателя была разработана в 1957 году инженерами Вальтером Фройде и Феликсом Ванкелем. Силовая установка официально была запущена в массовое производство в 1959 году.

 

ЧТО ТАКОЕ ХОНИНГОВАНИЕ ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ

 

 

Роторно-поршневой двигатель обладает рядом конструктивных и функциональных особенностей. В такой силовой установке вместо стандартного поршня применяется трехгранный ротор, который с виду напоминает треугольник с закругленными концами. Данный своеобразный поршень имеет официальное название треугольник Рело, который вращается внутри цилиндра специального размера и формы выполненной по типу кривой плоскости, которая жестко связана с окружностью, катящейся по внешней стороне другой окружности. Справочно заметим, что двигатель Ванкеля, когда то считался мотором будущего, благодаря введению множества новаций при его разработке и производстве

1. Особенности, конструкция, преимущества и недостатки роторно-поршневого двигателя

Благодаря уникальной особенности главного поршня, который похож на трехгранный ротор у двигателя отсутствуют преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное. Эти моменты способствуют тому, что силовая установка способна выдерживать намного более высокие обороты в сравнении с классическим типом двигателя. Самой главной особенностью мотора Ванкеля является то, что обладая небольшим объемом камеры сгорания, двигатель выдает высокие показатели мощности. Что касается габаритов конструкции, то она опять же в сравнении с традиционным мотором, она в несколько раз меньше и содержит малое количество компонентов. Благодаря небольшому размеру двигателя оптимизируется расположение трансмиссии и следовательно улучшается развесовка узлов, что позволяет получить чуткую управляемость, а также помогает сделать автомобиль более просторным, как для водителя, так для пассажиров.


Как и любой другой двигатель, роторно-поршневой обладает своими плюсами и минусами, которые ему характерны. 

К преимуществам такой силовой установки относят:


Небольшие габариты и малый вес;

Небольшое количество компонентов и деталей, даже в сравнении с 2-ух тактным поршневым мотором;

Мощность в 2 раза больше при тех же размерах, чем у классического двигателя;

Плавное функционирование, благодаря отсутствию возвратно-поступательных движений;

Использование топлива с низким октановым числом.

К недостаткам такой силовой установки относят:


– Процедура по сгоранию топлива в камере цилиндра происходит не эффективно, что ведет к повышенному расходу топлива и высокой токсичности при выработке выхлопных газов;

Высокий расход моторного масла, в связи со специфической конструкцией компонентов рассчитанной на прогар смазки;

– Нет возможности производить силовые установки на площадях, которые предназначены для выпуска классических двигателей;


– Для налаживания массового выпуска моторов такого типа требуется переоснащение огромного числа оборудования и оснастки, что просто невыгодно, а следовательно нецелесообразно.


Кроме того, не стоит забывать, что роторно-поршневые моторы очень склонны к перегреву, в связи с тем, что камера сгорания обладает линзовидной формой, то есть при небольшом объеме у нее довольно большая площадь. В процессе горения топливно-воздушной смеси, главные потери энергии происходят через излучение, интенсивность, которого пропорционально 1/4 степени от общего показателя температуры. Если данный нюанс рассматривать с точки зрения снижения удельной поверхности за счет потерь теплоты, то идеальной формой камеры сгорания должна быть сфера, то есть шар. Таким образом, образованная в процессе сгорания мощная энергия не только бесполезно выходит из камеры, то и ведет к тому, что происходит перегрев рабочей области цилиндра.
Однако, если взглянуть на конструкцию и строение роторно-поршневого двигателя, то он просто удивляет своей простотой. В принципе из основных компонентов, в мотор входят корпус, как правило, изготавливается он из стали, далее идет вал, один единственный ротор и на этом все. Справочно заметим, что все же кроме перегрева этого двигателя существует еще одна проблема – это слабые уплотнения ротора. Но, как утверждают производители, уплотнители за несколько десятков лет доработок удалось довести до ума и их срок службы приблизился к ресурсу поршневых колец в моторе, который равен в среднем от 150 до 200 тысяч километров пробега.
Кроме вышеописанных недостатков стоит еще учитывать тот факт, что если мы обладаем роторно-поршневым двигателем Ванкеля, то не каждая станция технического обслуживания готова будет нас принять для ремонта. Данная силовая установка требует особых навыков в ее обслуживании и уж тем более ремонте. Из конструктивных особенностей отметим, что тормозить мотором, как многие привыкли делать в автомобилях с традиционными двигателя, с ним не получится, ехать в гору, как говорится “в натяг”  – то тут вообще никак. Дело в том, что “малышВанкеля (имеется в виду мотор) слишком компактен и выдает слабую инерцию, в отличие от больших классических установок. Кроме того, роторно-поршневой мотор крайне не любит частые запуски и выключения, в итоге это приводит к быстрому уничтожению свечей зажигания. Однако звук работающего малыша-крепыша” является его преимуществом, он очень непривычен и чем то похож на спортивный рык болида.
Вроде, как серьезные недостатки мотора закончились, теперь можно перейти к менее существенным, например всем роторным двигателям присуща слабая эластичность технических характеристик, ну и конечно же просто бессовестный расход топлива с моторным маслом. Высокий расход топлива происходит из-за больших потерь тепла через стенки камеры сгорания цилиндра, показатели процесса которого далеки от оптимального. Что касается расхода масла, то это конструкторская особенность, без нее увы никак. Ну а срок службыкрепыша” будет ниже, чем у классического мотора, в связи с быстрым износом уплотнений ротора, о которых мы говорили ранее. В среднем ресурс роторно-поршневого двигателя равен 180-200 тысяч километров пробега.
Что касается удобства пользования таким двигателем, то из-за того, что внешние параметры мотора довольно жесткие, в связи с этим придется делать частые манипуляции селектором коробки передач. По русски говоря, в процессе передвижения придется чаще дергать рычаг коробки, в связи с тем, что передаточные числа очень короткие, поэтому число передач увеличено. Оптимальным вариантом для этой установки была бы работа в паре с вариатором, но исходя из огромного расхода топлива мотором, почти все производители решили отказаться от автоматических трансмиссий по причине не целесообразности.
По большому счету роторно-поршневые двигатели обладают теми же недостатками, что и двухтактные поршневые моторы. Ремонт и обслуживание таких силовых установок происходит идентично. Кроме того, вышеописанные минусы в виде масложора, повышенного расхода топлива происходят в связи с непосредственным впрыском горючего в камеру сгорания. Кроме того, недостаточная эластичность, которая присуща эти моторам в принципе вполне неплохо регулируется изменяемыми фазами и конфигурацией трубопроводов


2. Принцип работы роторно-поршневого двигателя 

Главная деталь роторно-поршневого двигателя – это трехгранных ротор, напоминающий с виду треугольник со стесанными поверхностями на краях, который преобразует силу давления газов в камере сгорания во вращательное движение вала эксцентрикового типа. Само по себе движение ротора относительно статора происходит благодаря паре шестерен, расположенных на роторе (1-ая шестерня) и на боковой крышке статора (2-я шестерня).


Справочно заметим, что рабочая поверхность ротора и статора – это плоская кривая, которая образует окружности по краям. Благодаря такой поверхности, которая изготавливается из износостойкого покрытия, детали очень плотно прилегают друг другу и имеют почти неограниченный срок службы. На вершинах ротора устанавливаются определенные уплотнения, а на рабочих поверхностях вытачиваются специальные выемки, которые играют роль камер сгорания. Работа деталей обеспечивается вращением вала, который оборудован подшипниками, расположенными на корпусе двигателя. Кроме взаимосвязи с подшипником, вал снабжен эксцентриком цилиндрической формы, на котором происходит вращение ротора.


Первая шестерня, которая закреплена на корпусе двигателя входит в зацепление с шестерней ротора. Взаимодействие 2-ух шестерен обеспечивает движение ротора относительно корпуса, которое называется орбитальным. В результате вращения ротора появляется 3 отдельных камеры сгорания различного объема. Что касается показателя передаточного отношения, то оно всегда равно 2 к 3. Таким образом, за 1 оборот эксцентрикового вала, ротор делает поворот на 120 градусов. Справочно заметим, что за целый оборот ротора в каждой из камер сгорания топлива происходит полный цикл, состоящий из 4-х тактов. В результате действия газовых сил в камерах через ротор на вал эксцентрикового типа передается крутящий момент силовой установки.


Как правило, между статором и ротором появляются 3 камеры сгорания, которые однотипны пространству над поршнем в двигателе. Процесс впуска происходит тогда, когда верхняя точка ротора пересекает кромку впускного вала, после этого процесса объем камеры начинает увеличиваться и в этот момент туда поступает топливно-воздушная смесь. Затем, когда следующая верхняя точка или вершина ротора перекрывает впускное отверстие, топливно-воздушная смесь начинает плавно сживаться. Затем, когда происходит наибольшее сжатие горючей смеси, свечи подают искру и после этого начинается рабочий ход двигателя. Когда н

Роторный двигатель на «Ладах». От «Копейки» до «Десятки»: mexanizm — LiveJournal

Внешне  эти машины ничем не отличаются от обычных, производства ВАЗ, как  классических моделей, так и «зубил». Лишь звук работы мотора несколько  иной, отличался от звука обычных «жигулевских» движков. Но если нужно  было, то роторная "Лада" с лёгкостью могла догнать любую машину,  встречавшуюся на дорогах СССР.

Роторно-поршневой  двигатель серийно на советские машины никогда не устанавливался и  обычным покупателям был недоступен. Небольшие партии автомобилей, с  установленным на них РПД предназначались для спецслужб, это так  называемые «догонялки». 

Бытует  мнение, что разработкой роторно-поршневых двигателей в СССР впервые  занялись на ВАЗе, изучив конструкцию мотора серийной японской Мазды. Эта  японская компания уже в 1970-х серийно производила автомобили с  двигателем Ванкеля. 

В  этой версии правда смешалась с мифом. Исследованиями на тему роторных  двигателей в СССР занимались задолго до того, как был заложен первый  камень в фундамент Волжского автогиганта. Разработки велись и в НАМИ,  правда, основной сферой применения таких моторов видели всё же авиацию.  Но и за «железный занавес» посматривали с интересом, ведь на Западе то и  дело появлялись любопытные решения, наподобие германского NSU Ro-80. 

Поэтому  первопроходцем в теме разработки РПД в СССР Волжский автозавод не был,  но он действительно первым установил такой двигатель на советскую  легковую машину. Да, и правда насчет Мазды, но о прямом копировании там  речи не идет. В ходе испытаний мотора выяснилась масса слабых мест,  устраняя которые, наши конструкторы внесли столько корректировок, что по  итогу получился совсем другой мотор.

Основоположником  концепции РПД является талантливый немецкий изобретатель Генрих  Ванкель. Работы над своим детищем он начал еще в 1920-х годах. Мотором  заинтересовалась BMW, оказывала финансовую поддержку исследователю, но  до коммерческого продукта дело тогда так и не дошло, а там и вовсе  смутные времена в Европе наступили…

Принцип работы РПД. 

Продолжил  Ванкель свои исследования уже после войны, и при поддержке компании  NSU, на автомобили которой предполагалась установка РПД.

На  этот раз почти получилось. В 1963 году появилась роторная версия  знаменитого NSU Prince, вскоре подобным мотором обзавелся и  полноразмерный седан NSU Ro-80, завоевавший в 1968 году почетный титул  Автомобиля года в Европе. 

Двигатель NSU Ro-80. Машина, кстати, переднеприводная.

Несмотря  на столь высокое достижение, автомобили разочаровали владельцев низким  ресурсом капризного мотора и его высокой прожорливостью. Спрос на них  был невысок, за 10 лет производства собрали всего 37 тыс. экземпляров.

Опыт  западных коллег, в том числе и негативный, помог советским инженерам  выработать саму концепцию применения будущего мотора – автоспорт, и  различные «догонялки», где такие факторы как ресурс мотора и его  экономичность были, по сути, не важны.

ВАЗ-21018

Большую  роль в появлении «советского Ванкеля» сыграл В.Н.Поляков, фактически,  под свою ответственность распорядившийся начать работы по разработке  двигателя уже конкретно для применения его на автомобилях ВАЗ.

Опытные  образцы односекционного РПД были готовы в 1976 году, но испытания  показали, что на машины их ставить пока рано, слишком они были «сырыми».  Процесс доводки занял несколько лет, на завод даже сам Ванкель  приезжал, делился своим опытом. 

Впервые  РПД мощностью 70 л.с. под капотом «копейки» оказался в 1982 году.  Машина получила индекс ВАЗ-21018 и одно из неофициальных названий «волк в  овечьей шкуре». Учитывая специфику будущего применения, информации о  машине в прессе было мало, а те скромные крупицы, что просачивались в  советскую прессу, обрастали впоследствии массой мифов и догадок. 

Скромные упоминания о машине в советской прессе. 1985 год.

В  ходе испытаний двигатели ВАЗ-311 один за одним выходили из строя, менее  чем за год они все вышли из строя. По результатам очередной масштабной  работы над ошибками, уже через год появился двухсекционный двигатель  ВАЗ-411 мощностью 120 л.с. 

Этот  двигатель, а так же его более мощная (140 л.с.) версия ВАЗ-413 нашел  применение в машинах КГБ. В основной состав кортежей они не входили,  статус ведь не тот, но, как говорят, всегда были где-то неподалёку, под  видом обычных гражданских машин. Но большая часть машин шла на службу  МВД, в особенности – ГАИ. 

Внешне  эти «заряженные» версии ничем не отличались от обычных патрульных  машин. Ели очень уж хорошо присмотреться к передней части, то за  радиаторной решеткой можно рассмотреть, помимо обычного, еще и масляный  радиатор, которого на обычных «Жигулях» никогда не было. Роторный  двигатель при работе сильно греется.

Чаще всего, советский «Ванкель» ассоциируется именно с «копейкой», иногда еще вспоминают «пятерку», имевшую индекс ВАЗ-21058. 

Небольшие  партии выпускались до 1991 года, в свободную продажу они не поступали, и  даже после распада СССР, с выходом роторной ВАЗ-21079, всё было не так  просто. Отсутствовали необходимые документы, разрешающие её реализацию  населению, ведь необходимыми сертификатами для свободной, коммерческой  реализации машин с таким двигателем завод не обзавелся, учитывая узкую  специфику применения в СССР, сертификаты для розницы просто были не  нужны.

Шли  годы, и лишь в 1997 году любой желающий мог купить новый отечественный  автомобиль с двигателем Ванкеля. Желающих, правда, было немного. О  плюсах, и тем более минусах таких моторов автолюбители, в основной своей  массе, уже знали.

Для  любителей «светофорных гонок» и прочего стритрейсинга способность  «восьмерки» набирать сотню за 8 секунд было большим плюсом, скорость под  200 км/час тоже являлась важным преимуществом (с нарушением ПДД,  естественно), но масса проблем тоже имела вес. 

РПД под капотом ВАЗ-2108

Низкий  ресурс, постоянно текущие сальники, повышенный расход бензина и  капризность не нового мотора не вызывали оптимизма у потенциальных  покупателей из категории тех, кому автомобиль нужен просто что бы  ездить.

В  принципе, эти же проблемы преследовали и зарубежные машины с РПД, из-за  чего те и не получили массового развития, так что в данном случае  упрекать ВАЗ особо не в чем, сама конструкция мотора очень уж  специфична.

Кстати,  в 90-х и начале 2000-х появились роторные модификации ВАЗ 2110 и 2115, к  которым добавлен индекс 91, но большого распространения они тоже не  получили, и в 2004 году работы над совершенствованием РПД на ВАЗе были  свернуты окончательно.  Oldtimer

синонимов двигателя Ванкеля, антонимов двигателя Ванкеля

В данном контексте были испытаны однопоточный поршневой детандер и роторный двигатель Ванкеля. Многослойный двигатель Ванкеля мощностью 160 лошадиных сил с турбонаддувом JP-8 был испытан при 8000 об / мин. Британская компания Rotron и один из их двигателей Ванкеля (часто называемый в качестве роторных двигателей) .Как и другие более крупные вращающиеся двигатели Ванкеля, в конструкции Cubewano также используется треугольный ротор, который включает центральную кольцевую шестерню, вращающуюся вокруг неподвижной шестерни в овальном корпусе, а верхние уплотнения по углам уплотнения ротора против периферии корпуса, разделяя его на отдельные движущиеся камеры сгорания.Большим преимуществом использования двигателей Ванкеля в авиации является их небольшой размер по сравнению с поршневыми двигателями аналогичной мощности, а также их быстрое реагирование на движения дроссельной заслонки. В последние годы, благодаря прогрессу в компьютерном управлении двигателем и производстве материалов, двигатель Ванкеля стал прототип двигателя Ванкеля должен быть испытан к июню для проекта Pratt & Whitney по созданию двигателей для беспилотных летательных аппаратов с высокой удельной мощностью. Двигатель Ванкеля является первым в своем роде, полностью спроектированным и разработанным страна.В случае двигателя Ванкеля отношение радиусов составляет r / R = 2/3 (два лепестка, ротор вращается только один раз на каждые три оборота вала двигателя), поэтому подвижный круг проходит по фиксированному кругу в течение трех Как и Mazda, единственная компания в мире, которая продолжила разработку роторного двигателя или двигателя Ванкеля (в честь придумавшего его парня). Skeldar является производным от шведского Cybaero Apid 55, 160-кг беспилотника с приводом от двигателя. двигатель Ванкеля мощностью 41 кВт. В 2004 году в Объединенные Арабские Эмираты было продано семь систем Apid 55.Более 35 лет назад Ди Пьетро работал над разработкой роторных двигателей Ванкеля в компании Mercedes-Benz. Двигатели поставляются Freedom Motors, дочерней компанией Moller, также базирующейся в Дэвисе, и представляют собой роторные двигатели, основанные на оригинальной конструкции двигателя Ванкеля, которая получила дальнейшее развитие. от Outboard Marine Corp., у которой Freedom приобрела основную технологию. Двигатель Ванкеля пьет топливо, как космический шаттл, и моя сигнальная лампа бензина мигала чаще, чем индикаторы. Mazda была известна своей технологией роторных двигателей с 60-х годов. разработал двигатель Ванкеля, и компания использовала роторный автомобиль для победы в Ле-Мане в начале 90-х годов.Двигатель Ванкеля

- Wiki

Эта статья посвящена одному бес поршневому роторному двигателю. Для других бесшумных роторных двигателей см. Бесшумный роторный двигатель. Для поршневых конструкций, расположенных в ротационной конфигурации, см роторный двигатель. Двигатель Ванкеля с ротором и выходным валом с редуктором. Спортивный автомобиль Mazda RX-8 - последний серийный автомобиль с двигателем Ванкеля. Двухроторный мотоцикл Norton Classic с воздушным охлаждением

Двигатель Ванкеля - это тип двигателя внутреннего сгорания, в котором используется эксцентрично вращающаяся конструкция для преобразования давления во вращательное движение.

По сравнению с поршневым двигателем, двигатель Ванкеля имеет более равномерный крутящий момент и меньшую вибрацию, а также при заданной мощности более компактный и меньший вес.

Ротор, создающий вращательное движение, по форме похож на треугольник Рело, за исключением того, что стороны имеют меньшую кривизну. Двигатели Ванкеля выдают три импульса мощности на оборот ротора с использованием цикла Отто. Однако на выходном валу используется зубчатая передача, которая вращается в три раза быстрее, давая один импульс мощности на оборот.Это можно увидеть на анимации ниже. За один оборот ротор испытывает импульсы мощности и выпускает газ одновременно, в то время как четыре стадии цикла Отто происходят в разное время. Для сравнения: в двухтактном поршневом двигателе на каждый оборот коленчатого вала приходится один импульс мощности (как в случае выходного вала двигателя Ванкеля), а в четырехтактном поршневом двигателе - один импульс мощности на каждые два оборота.

Четырехступенчатый цикл Отто на впуске, сжатии, зажигании и выпуске происходит при каждом обороте ротора на каждой из трех поверхностей ротора, движущихся внутри овального эпитрохоидального корпуса, обеспечивая три импульса мощности на один оборот ротора.

Определение смещения применимо только к одной поверхности ротора, так как только одна поверхность работает на каждый оборот выходного вала.

Двигатель обычно называют роторным двигателем , хотя это название также применяется к другим совершенно другим конструкциям, включая как поршневые, так и беспоршневые роторные двигатели.

Concept

Дизайн был разработан немецким инженером Феликсом Ванкелем. Ванкель получил свой первый патент на двигатель в 1929 году.Он начал разработку в начале 1950-х годов в NSU, завершив рабочий прототип в 1957 году. [1] NSU впоследствии предоставил лицензию на разработку компаниям по всему миру, которые постоянно вносили улучшения.

Дизайн

Мотоцикл Ванкеля KKM: буква «A» обозначает одну из трех вершин ротора. Буква «B» обозначает вал эксцентрика, а белая часть - выступ эксцентрикового вала. Вал поворачивается три раза за каждый оборот ротора вокруг кулачка и один раз за каждый орбитальный оборот вокруг эксцентрикового вала.Схема Ванкеля:
  1. Впуск
  2. Выпуск
  3. Корпус статора
  4. Камеры
  5. Шестерня
  6. Ротор
  7. Зубчатая передача
  8. Эксцентриковый вал
  9. Свеча зажигания.

Двигатель Ванкеля имеет преимущества компактной конструкции и малого веса по сравнению с более распространенным двигателем внутреннего сгорания, в котором используются поршневые поршни. Эти преимущества позволяют использовать роторные двигатели в различных транспортных средствах и устройствах, включая автомобили, мотоциклы, гоночные автомобили, самолеты, картинг, водные мотоциклы, снегоходы, бензопилы и вспомогательные силовые агрегаты.У некоторых двигателей Ванкеля отношение мощности к весу превышает одну лошадиную силу на фунт. [2] Большинство двигателей данной конструкции имеют искровое зажигание, при этом двигатели с воспламенением от сжатия были построены только в рамках исследовательских проектов.

В двигателе Ванкеля четыре такта цикла Отто происходят в пространстве между каждой поверхностью трехстороннего симметричного ротора и внутренней частью корпуса. Овальный корпус в форме эпитрохоиды окружает треугольный ротор с изогнутыми поверхностями, внешне похожими на треугольник Рело. [3] Теоретическая форма ротора между фиксированными вершинами является результатом минимизации объема геометрической камеры сгорания и максимизации степени сжатия соответственно. [4] [5] Симметричная кривая, соединяющая две произвольные вершины ротора, максимизирована в направлении формы внутреннего корпуса с ограничением, чтобы она не касалась корпуса ни под каким углом поворота (дуга не является решение этой оптимизационной задачи).

Центральный приводной вал, называемый «эксцентриковым валом» или «E-валом», проходит через центр ротора и поддерживается неподвижными подшипниками. [6] Роторы вращаются на

Как работают роторные двигатели Ванкеля

В двигателе Ванкеля используется круговой процесс сгорания, он отличается высокой удельной мощностью и небольшим количеством движущихся частей.

Цикл горения

Роторные двигатели срабатывают 3 раза за каждый оборот ротора.Функции впуска, сжатия, сгорания и выпуска выполняются одновременно.

Топливные форсунки

Инжектор масла

Сжатие

При герметизации камеры топливно-воздушная смесь сжимается, что увеличивает мощность и эффективность взрыва.

Прием

Когда ротор вращается, создается разрежение, и впускные отверстия открываются, втягивая топливно-воздушную смесь в корпус.

Впускные порты

Выхлопное отверстие

Выхлоп

Когда ротор вращается, выхлопные отверстия открываются, выталкивая выхлопные газы и любое несгоревшее топливо из корпуса.

Зажигание

Искры воспламеняют топливо, толкая ротор по часовой стрелке.На каждой стороне ротора есть камера сгорания, которая обеспечивает большее пространство для расширения топлива, позволяя сжечь как можно больше топлива.

Свечи зажигания

Нижняя свеча зажигания имеет большее отверстие и воспламеняет большую часть топлива, в то время как верхняя свеча зажигания воспламеняет топливо в меньшем конце камеры сгорания.

Ротор и эксцентриковый вал

Из-за постоянного сгорания большинство серийных автомобилей имеют только один или два ротора (сравнимые по мощности с 3 или 6 цилиндрами в поршневом двигателе).

Уплотнения апекса

Каждый угол ротора имеет уплотнение на вершине, которое прижимается к корпусу.

Торцевые и угловые уплотнения

удерживать масло вокруг эксцентрикового вала и удерживать топливно-воздушную смесь в камере сгорания.

Эксцентриковый вал

Эксцентриковый вал вращается 3 раза за каждый оборот ротора и проходит через центр двигателя, передавая энергию сгорания на ведущий вал. Лепестки смещены и расположены друг напротив друга на валу.

Зубчатый венец

Противовес

Противовес компенсирует любой дисбаланс роторов и эксцентрикового вала, снижая шум и вибрацию двигателя.

Стационарная передача

Стационарная передача размещена в боковой пластине корпуса и привинчена снаружи болтами. Зубья входят в зацепление с зубчатым венцом ротора и заставляют ротор вращаться вокруг эксцентрикового вала.

RPMs

Число оборотов в минуту (количество оборотов в минуту) указывает, сколько раз эксцентриковый вал поворачивается на 360 °. Поскольку эксцентриковый вал вращается 3 раза за каждый оборот ротора, то при 3000 об / мин ротор будет вращаться 1000 раз.

Масляная система

Моторное масло помогает смазывать, очищать, защищать и охлаждать детали двигателя.

Эксцентриковый вал

Масло прокачивается через полый центр эксцентрикового вала, чтобы помочь с охлаждением и смазкой подшипников. Отверстия в валу позволяют маслу брызгать на ротор и неподвижные шестерни, а также на подшипники в боковых пластинах.

Инжектор масла

Форсунки впрыскивают масло в корпус ротора для смазки уплотнений верхушки и корпуса.

Масляный фильтр

Масляный фильтр удаляет из масла нежелательные материалы.

Дозирующий насос

Отдельно от масляного насоса, дозирующий насос контролирует, сколько масла впрыскивается в корпус ротора; чем выше частота вращения двигателя, тем больше впрыскивается масла.

Масляный радиатор

Перед тем, как масло будет циркулировать через эксцентриковый вал.

Маслосборник

Масляный поддон крепится непосредственно к нижней части корпуса. В этом месте масло может помочь охладить корпус.

Масляный насос

Масляный насос вытягивает масло из поддона и проталкивает его через систему.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *