Двигун Ванкеля особливості і характеристики

Парові машини, як і традиційні ДВС відрізняються загальним недоліком - зворотно-поступальні рухи поршня повинні перетворюватися на обертальні рухи коліс. Це і є причиною низького ККД, високого ступеня зносу основних елементів.

Багато інженери намагалися вирішити цю проблему, придумавши двигун внутрішнього згоряння, всі деталі якого б тільки оберталися. Однак винайти такий агрегат зміг механік-самоучка, котра не закінчила ні вищого, ні навіть середньо-спеціального навчального закладу.

Трохи історії

У 1957 році маловідомий механік-винахідник Фелікс Ванкель і провідний інженер NSU Вальтер Фреде стали першими, хто вирішив встановити роторно-поршневий мотор на автомобіль. «Піддослідним» став на NSU Prinz. Первісна конструкція була далекою від досконалості. Наприклад, свічки доводилося міняти практично після повного розбирання агрегату. До того ж, надійність мотора залишалася під сумнівом, а про економічність можна було не згадувати.

Після безлічі випробувань концерн зайнявся випуском машин з традиційним ДВС. Однак перший роторно-поршневий DKM-54 міг продемонструвати великий потенціал.

Саме так оригінальна різновид ДВС отримав свій шанс на впровадження у виробництво авто. Надалі він постійно допрацьовувався, проте перспективи роторно-поршневого двигуна вже тоді були очевидні. РПД відповідає класифікації роторних моторів як один з 5 представників лінійки.

Є безліч різновидів роторних агрегатів. Єдина їх відмінність - поверхня корпусу і число виконаних на роторі граней. Різні компонування таких моторів застосовуються в авто- і суднобудуванні.

переваги

Двигун Ванкеля з моменту створення мав безліч вигідних переваг перед поршневими двигунами. Агрегат постійно допрацьовувався, що дозволило підвищити його економічність і продуктивність.

Серед переваг »Ванкеля» виступають:

1. Невеликі габарити і вага. «Ванкель» практично в 2 рази меньшепоршневого ДВС, що позитивно позначається на керованості машини, сприяє оптимальному монтажукоробкі передач, дозволяє зробити салон набагато просторіше.
2. У порівнянні з двотактним мотором, двигун Ванкеля має набагато менше деталей. Це більш вигідно з точки зору ремонту.
3. Удвічі більша потужність, ніж у стандартних ДВС.
4. Велика плавність роботи - відсутність поступально-зворотних рухів сприятливо позначається на комфорті їзди.
5. Можливість заправки низькооктанових бензином.

Всі елементи мотора обертаються в одну сторону. Це покращує внутрішній баланс агрегату і знижує вібрації. «Ванкель» видає потужність рівномірно і плавно. За час поки ротор обертається 1 раз, вихідний вал здійснює 3 обороту. Кожне згоряння здійснюється за 90 фазу обертання ротора.

Це говорить про те, що роторний двигун з 1 ротором здатний видавати мощностьза ¾ кожного повороту вихідного вала. Двигун з 1 циліндром може видавати потужність лише за ¼ кожного витка вихідного вала.

недоліки

До недоліків двигуна відносяться незвичність для власників і механіків. Такий агрегат вимагає змінити багато звичок. Наприклад, гальмувати РПД не вийде, а штурм підйомів «внатяг» приречений на невдачу. Компактний мотор має малу інерцію, чого не скажеш про масивних поршневих ДВС. При частихзапусках-вимкненнях «закидаються» свечі.Звук мотора деякі автолюбителі також відносять до недоліків.

Більш серйозними є органічні вади роторно-поршневого агрегату. По-перше, він має збільшений витратою пального. Це легко пояснити неоптимальною формою камери, яка втрачає тепло через стінки. До того ж, мотор «з'їдає» досить багато масла. Термін експлуатації Ванкеля нижче, ніж у стандартного ДВС -роторние уплотненіярегулярно зношуються.

Значна роль відведена жорсткості зовнішньої характеристики роторно-поршневого двигуна. Для управління машиною з таким двигуном потрібно досить часто маніпулювати важелем коробки передач. Це пояснюється тим, що необхідний короткий передавальний ряд і збільшена кількість передач.

Ідеальним варіантом є монтаж варіатора. Однак на спорткарах автомати не приживаються, а для авто сімейного типу потрібно більше економічності.

Недоліки РПД схожі з недоліками двотактних поршневих агрегатів. Цікаво, що вилікувати це можна одними і тими ж способами. Збільшене споживання палива збивається безпосереднім уприскуванням, нестача еластичності - установкою змінних фаз. Це підвищує економічність і керованість. Також для підвищення еластичності змінюється конфігурація трубопроводів. Такі зміни і були виконані на моторі Mazda RX-8.

Як працює

Працює двигун Ванкеляпо принципом, який досить просто пояснити навіть недосвідченому в механіці людині. Агрегат має мінімум деталей, що дозволяє швидко зрозуміти, які системи задіюються в певні проміжки часу.

Поршень двигуна в РПД замінюється ротором з 3 гранями, який передає силу тиску горючих газів на вал ексцентрика.

Статор має епітрохоїдальній конфігурацією внутрішніх поверхонь. Він відрізняється високою зносостійкістю, оскільки має спеціальне покриття. У вершинах ротора находятсяуплотненія, а на поверхні статораімеются виїмки - вони є своєрідними камерами, в яких відбувається згорання. Вал обертається на спеціальних підшипниках. Вони поміщені на корпус. Також валоснащенексцентріком - на ньому і обертається ротор.

Шестерня вмонтована в корпус. Вона зчеплена з шестернею ротора. Взаємне дію цих шестерень створює рух ротора. Це дозволяє утворити 3 камери, які постійно змінюють свій об'єм.

Ставлення передач шестерень одно 2: 3, що забезпечує один оборот валу за поворот ротора на 120 градусів. Коли ротор здійснює повний оборот, все камеривиполняют чотиритактний цикл. Спаленні гази діють на ексцентрик валу через ротор - так виникає крутний момент.

Між ротором і статором є 3 камери. Впуск відбувається, коли одна з вершин ротора починає перетинати впускний отвір для вприскування палива. Обсяг камери збільшується, що змушує суміш її заповнити. Наступна вершина закриває вікно. Як і поршень двигуна традиційного виконання, ротор здавлює робочу суміш перед займанням.

Вона стискається, при найбільшому стиску в камері виникає іскра. В результаті здійснюється робочий хід. Після випускне вікно під тиском відпрацьованих газів відкривається, і вони залишають камеру.

При одному обороті ротора двигун робить 3 циклу - це робить непотрібним застосування врівноважують пристроїв.

У робочому процесі є слабкі ланки. Перше - підвищене навантаження на ущільнення, а друге - надлишок динамічного перекриття фаз.Не є оптимальною і конфігурація камери згоряння. Однак є і позитивний момент - якщо підвищувати обороти, швидкість поширення факела полум'я збільшується швидше, ніж перетікає паливна суміш.

Це дозволяє застосовувати для РПД бензин зі зниженим октановим числом. Принцип роботи Ванкеля досить простий, що свого часу привернуло до винаходу увагу багатьох виробників авто.

Цікаві факти

Чи не кожен автолюбитель знає, що Ванкель є одним з 5 підтипів в класифікації роторних моторів.

Компактність, спритність, висока продуктивність - чи не цього добиваються практично всі виробники мотоциклів? Однозначно, це так. Однак роторний мотор в Мотомир таки не прижився. Всі ставки робляться на класичні поршневі двигуни.

Однак в історії виробництва мотоциклів існувало кілька винятків. Наприклад, в 1974 році Hercules випускає масову серію Wankel, які обладнані двигуном KC-27. Це були роторні агрегати, які оснащувалися повітряним охолодженням. Двигун мав об'ем294 куб. см. Потужність агрегатів становила 25л.с. Для змащення агрегату, масло потрібно було самостійно заливати в паливний бак.

У начале1980 роторний мотор використовували для оснащення мотоциклів Norton. Незважаючи на те, що досвідчені прототипи таких двигунів з'явилися ще в 1970-х.Інженери Norton успішно впровадили РПД в спорт. До кінця 80-х їм не було рівних.

Сьогодні компанія виробляє 588-кубову модельдвумя роторами NRV588. Також інженерами Norton ведеться розробка 700сс версії, яка називається NRV700. Вона являє собою потужний спортбайк, оснащений інжекторним 170-сильним двигуном Ванкеля.

Як видно, епоха роторних моторів ще не настала. Поршневі системи так і залишилися лідируючими в сфері авто- і мотобудування. Володарі байків з роторними двигунами можуть утворити лише невелике коло фанатів Ванкеля. Відновився інтерес до «Ванкелем» компанії Norton говорить про швидке підйомі розробок і досягнень в цій сфері.

Однією з причин, за якими двигун не проводиться для оснащення автомобілів і мотоциклів - необхідність точного обладнання при його виробництві. Найменший шлюб стає причиною виходу мотора з ладу. Це поки не дозволяє роторному агрегату замінити поршневий двигун навіть в узкіхотраслях виробництва.