Кто придумал роторный двигатель: История роторных моторов Mazda — Читальный зал — Motor

Содержание

Изобретатели роторного двигателя нового типа заключили контракт с DARPA / Хабр

Компания LiquidPiston получила для финансирования своего проекта средства от DARPA. Проект представляет собой улучшенный мотор внутреннего сгорания роторного типа под названием X1. Во главе компании, работающей в городе Блумфилд штата Коннектикут, стоят инженеры, отец и сын, Николай и Александр Школьники.

Изобретатели заявляют множество уникальных свойств своего изделия. Например, тепловой КПД их мотора равен 50% (по сравнению с 20-30% обычного бензинового ДВС). Правда, если взять дизельный двигатель, добавить в него турбонаддув и промежуточное охлаждение, мы также получим КПД порядка 50%. Но при этом дизельный двигатель будет очень много весить.

Как утверждает Александр Школьник, типичный дизельный генератор на 3 кВт имеет размеры 100х60х60 см и весит более 70 кг. При этом генератор на основе двигателя X1 аналогичной мощности будет весить 15 кг (сам мотор – 4 кг), а размер его будет составлять 30х30 см. Фактически, такой генератор будет умещаться в рюкзаке.

Изобретатели постарались взять лучшее от разных тепловых циклов и уменьшить потери энергии двигателя. Теоретический предел КПД нового двигателя – 75%, но пока инженеры трудятся над достижением реального показателя в 57%.

Работа двигателя X1 напоминает процесс работы известного роторного двигателя Ванкеля, вывернутый наизнанку. Ротор закреплён на эксцентрическом валу, и содержит в себе каналы для впуска газовой смеси и выпуска отработавших газов. Расположенные по углам равностороннего треугольника свечи отрабатывают по разу за один оборот вала.

Двигатель работает на прямом впрыске и обеспечивает высокую степень сжатия — 18:1. Не меняющийся во время сгорания объём камеры позволяет сжигать топливо дольше и полнее. Отработавшие газы достигают почти атмосферного давления перед выходом, в связи с чем успевают отдать почти всю свою энергию ротору.

Высокая эффективность также позволяет отказаться от водяного охлаждения двигателя. Работая под нагрузкой, двигатель может пропускать циклы зажигания и засасывать воздух, который будет охлаждать его. Рассматривается даже вариант впрыска в камеру сгорания воды, которая будет охлаждать двигатель, уменьшать выбросы отработавших газов и одновременно превращаться в пар, толкающий ротор.


Слева — двигатель Ванкеля, справа — X1

Компактность и мощность двигателя заинтересовали военных, которым требуются портативные энергетические системы. В случае успешного внедрения двигатель найдёт множество применений — переносной электрогенератор, двигатель для беспилотных аппаратов, и многое другое.

Инженеры придумали новый двигатель ещё в 2003 году. К 2012 году был построен первый прототип, о котором написали в журнале "Популярная механика". В 2015 году компания не только заключила контракт с DARPA, но и приступила к разработкам мини-версии двигателя.

Вот что о нем нужно знать

Что такое роторный двигатель Mazda, как он работает и зачем его возрождают

Вращающиеся треугольники Рёло от Мазда возвращаются в массы, но явно под другим соусом…

 

Еще в марте Мартин тен Бринк, вице-президент «Mazda Motor Europe» по продажам и обслуживанию клиентов активировал энтузиастов по всему миру одним лишь своим заявлением, что роторный двигатель Ванкеля вернется в производство.

 

В частности, тен Бринк заявил, что роторный ДВС может стать элементом для расширения диапазона движения электрического автомобиля 2019 модельного года, но на тот момент это был просто слух. 

«Mazda не анонсировала никаких конкретных продуктов с роторным двигателем в то время. Однако Mazda по-прежнему привержена работе над технологиями роторных двигателей», –рассуждали на тему комментария вице-президента Мазда в Mazda Motor of America.

 

Смотрите также: Один из немногих мотоциклов с роторным двигателем: История

 

Итак, что же такого особенного в этом легендарном двигателе, который так взволновал всех своим возвращением? И почему на этот раз все может быть по-другому?

 

Как он работает

Элементы системы двигателя

Нажать для увеличения

 

Роторный двигатель внутреннего сгорания по форме напоминает бочку. На нем и в нем вы не найдете многих компонентов, к которым привыкли в стандартном поршневом моторе. Во-первых, в нем нет поршней, ходящих вверх и вниз. Вместо них полезную работу совершает необычной формы треугольный поршень с округлыми краями (треугольник Рёло). Их количество может варьироваться от одного до трех в одном двигателе, но чаще всего используется схема с двумя поршнями, вращающимися вокруг вала посредством эксцентриковой полой центральной части.  

 

Топливо и воздух нагнетаются в пространство между сторонами роторов и внутренними стенками короба, где смесь воспламеняется. Быстрое, взрывное расширение газов поворачивает ротор, который таким образом производит мощность. Роторы выполняют ту же задачу, что и поршни в поршневом двигателе, но с гораздо меньшим количеством движущихся частей, что делает роторный двигатель более легким и компактным, чем поршневой двигатель эквивалентного объема.

 

Учитывая, что карбюратор/впуск находится в левой нижней части изображения, источник зажигания – справа, а выхлоп – справа вверху, можно составить визуальную схему, показывающую процесс работы ДВС, начиная с впуска топливо-воздушной смеси:

Затем ротор проворачивает эксцентриковый вал и повышает давление в камере сгорания:

Источник зажигания (или две свечи, как в случае с многими двигателями Ванкеля) начинает процесс возгорания:

Это сгорание топлива и воздуха закручивает ротор во время рабочего такта:

И наконец, двигатель выплевывает газы и остатки несгоревшего топлива наружу:

 

Мало кто знает, но роторный мотор был изначально придуман почти 100 лет назад, а не в 50-е годы XX века. Первоначально принцип работы мотора был проработан Феликсом Ванкелем, немецким инженером, который придумал свой принцип действия двигателя внутреннего сгорания.

 

Преимущество №1: Роторный двигатель легче и компактней обычного поршневого мотора

 

Война, поднявшая одних инженеров, например Фердинанда Порше, другим не дала никакой возможности развиться. Не нужны были в опасные времена мирные двигатели Ванкеля, поэтому изобретателю пришлось ждать аж до 1951 года, когда он получил приглашение от автопроизводителя NSU для разработки прототипа. Немецкая компания решила с помощью хитрости выяснить, так ли хорош оригинальный двигатель, параллельно дав возможность продемонстрировать силы другому инженеру – Ханнсу Дитеру Пашке.

 

Сложная конструкция Ванкеля фактически проиграла простому прототипу, разработанному инженером Ханнсом Дитером Пашке, который всего-навсего убрал из оригинальной конструкции все лишнее, сделав ее производство экономически выгодным.

 

Так в Германии был изобретен и опробован новый двигатель Mazda, который на протяжении долгих десятилетий был одним из немногих роторно-поршневых серийных моторов и единственным в 21-м веке.

 

Современный двигатель Ванкеля не совсем двигатель Ванкеля.

 

Да, основа роторного двигателя от Ванкеля стала самой успешной конструкцией данного двигателя в мире и единственной, которая смогла сложными путями дойти до серийного производства.

 

Еще в начале 60-х годов у NSU и Mazda проводился дружеский совместный конкурс на производство и продажу первого автомобиля с двигателем типа Ванкеля, когда они работали над сырым продуктом, пытаясь создать из него качественный товар.

 

NSU стал первым на рынке в 1964 году. Но немецкой компании не повезло: она разрушила свою репутацию в течение следующего десятилетия ненадлежащим качеством продукции. Частые отказы двигателя снова и снова посылали владельцев к дилеру и в магазин за запчастями. Вскоре нередко можно было обнаружить модели NSU Spider или Ro 80, в которых было поменяно три и более роторных двигателей Ванкеля.

 

Проблема заключалась в уплотнениях вершины ротора – тонких полосках металла между наконечниками вращающихся роторов и корпусами роторов. NSU сделал их из трех слоев, что вызывало неравномерный износ. Это была бомба замедленного действия не только для автомобилей фирмы, но и самого автопроизводителя. Мазда решила проблему уплотнения (крайне важного элемента мотора, без которого он просто не был способен работать из-за отсутствия давления), сделав их однослойными. Силовой агрегат начали устанавливать в 1967 году на спортивные люксовые модели Cosmo…

 

В начале 70-х годов Mazda представила целую линейку автомобилей с двигателем Ванкеля – мечта, которая была разбита нефтяным кризисом 1973 года. Пришлось поубавить аппетит и оставить мотор там, где в нем больше всего нуждались – в легком спортивном купе Mazda RX-7. С 1978 по 2002 год было выпущено более 800 тыс. этих легендарных спорткаров с необычным двигателем, у которого больше не было аналогов.

 

Из Германии в Японию, из Японии в СССР – вот путь двигателя, разработанного в 20-х годах XX века Ванкелем

 

Любим и ненавидим

Фанаты техники любят роторные двигатели потому, что они другие. Многие автолюбители, хорошо разбиравшиеся в технике, питали определенную слабость к такому странному двигателю, работающему на обычном топливе, но при этом не выглядевшему как стандартный набор поршней, клапанов и других неотъемлемых элементов обычного поршневого мотора.

 

В зависимости от специфики мотора ротор линейно поставляет мощность до 7.000-8.000 об/мин – бесперебойно, практически на одном уровне крутящего момента. Эта ровная полка момента как раз и отличает его от подавляющего большинства поршневых ДВС, в которых наблюдается много мощности на высоких оборотах и ее нехватка при низких.

 

Автопроизводителям также понравился роторный двигатель благодаря плавности его работы. Роторы, вращаясь вокруг центральной оси, не создают никакой вибрации по сравнению с поршневыми двигателями, у которых верхняя и нижняя точки хождения поршня отчетливо прослеживаются даже внутри салона автомобиля.

 

Но необычный двигатель – это словно необъезженная лошадь, своенравное животное, поэтому в противовес обожателям идеи Ванкеля концепция также внушает свою долю ненависти в среде автомобильных фанатов и механиков. И, казалось бы, почему?

 

Ведь у двигателя простой дизайн: отсутствует ремень ГРМ, отсутствует распределительный вал, нет привычной системы клапанов. Но за простоту приходится платить большой точностью производства деталей. Они должны быть сделаны безукоризненно, что поднимает их стоимость в разы, по сравнению с запчастями для обычных поршневых двигателей. Второе – этих запчастей мало в природе. И в-третьих, в мире почти нет специалистов, которые занимались бы починкой роторных моторов. В Москве, говорят, есть пара, но очередь к ним – на год вперед.

 

Из минусов еще можно назвать своеобразную работу роторного силового агрегата. Конструкция подразумевает сгорание масла в цилиндрах мотора, куда нагнетаются небольшие количества моторного масла прямо в камеры сгорания. Делается это для того, чтобы смазывать прилегающие площади роторов, вращающихся на бешеной скорости. Сизоватый дым, иногда выходящий из выхлопной трубы, – это признак беды, он отпугивает незнающих людей от моделей вроде RX-7 или 8.

 

Роторные моторы также предпочитают минеральные масла синтетическим, а их дизайн означает, что вы должны время от времени подливать масло в этот ненасытный агрегат, чтобы оно не закончилось.

 

Ну и наконец, те уплотнения вершины ротора, которые не удалось сделать NSU, все же недостаточно долговечны. Раз в 130-160 тыс. км мотору требуется капитальная переборка. А это удовольствие, как вы уже понимаете, дорогое. Да и что такое 130.000 км? Пять-шесть лет эксплуатации? Маловато будет!

 

Современные водители также наиболее чувствительны к другим недостаткам роторных движков: высоким выбросам вредных веществ в атмосферу (этим, скорей, обеспокоены в Greenpeace) и экономии топлива из-за тенденции двигателя не полностью сжигать топливно-воздушную смесь перед отправкой ее восвояси (здесь, конечно, удар наносится по карману автовладельца). Да, роторные двигатели имеют отменный «аппетит».

 

Для RX-8 Mazda частично решила эти проблемы, разместив выпускные отверстия по бокам камер сгорания. Но сейчас борьба за экологию обострилась и предложенных улучшений оказалось недостаточно. Это явилось еще одной причиной, по которой RX-8 стал последним автомобилем с двигателем Ванкеля под капотом. Он продавался 10 лет, с 2002 по 2012 год, но его убила экология.

 

Время для повторного возвращения

Вернемся к слухам Mazda о том, что компания может использовать какой-то роторный двигатель в качестве «расширителя» диапазона для своего будущего электрического автомобиля. Эта штука имела бы смысл.

 

Еще в 2012 году Mazda арендовала в Японии 100 электромобилей Demio EV, они были хороши, но напрягал небольшой диапазон без подзарядки – менее 200 км.

 

Изучив дело, в 2013 году Mazda создала прототип, который получил небольшой роторный моторчик, тот самый «расширитель» диапазона, который почти удвоил этот диапазон. Модель назвали «Mazda2 RE Range Extender».

 

Колеса прототипа приводились в движение с помощью электрического двигателя, а 0,33-литровый 38-сильный роторный моторчик работал для того, чтобы перезаряжать батареи электрического двигателя, если они разряжались и поблизости не было места для перезарядки.

 

Поскольку роторный двигатель не мог отправлять мощность на колеса, Mazda2 RE не был гибридом, как Volt или Prius. Силовой агрегат Ванкеля, скорее, был бортовым генератором, который добавлял энергии аккумуляторам.

 

Смотрите также: Mazda официально подтвердила возвращение роторных двигателей в 2019 году

 

Такая же компактность и легкий вес, которые сделали ротор Ванкеля отличным двигателем для спортивного автомобиля, такого как RX-7, также делают его идеальным в новом качестве – расширяющего диапазон генератора на автомобиле, особенно том, который уже имеет электродвигатели и батареи, конкурирующие за пространство, и не может позволить себе много «лишнего» веса.

 

Роторные двигатели Мазда сделали себе репутацию в основном как моторы для спортивного автомобиля. В былые времена слухи об уникальных возможностях такого рода силовых агрегатов преодолели даже железный занавес СССР, где уже наши инженеры вносили и успешно интегрировали диковинные моторы в отечественные автомобили.

 

Наверное, будет не совсем правильно делать из такого легендарного двигателя всего лишь генератор для электромобиля. Но такова сегодняшняя реальность: время роторных моторов прошло, и его не получится вернуть обратно.

Кто придумал роторный двигатель. Роторно-поршневой двигатель

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

История возникновения агрегата

Двигатель роторного типа был сконструирован и испытан разработчиками Феликсом Ванкелем и Вальтером Фройде в 1957 году. Первый автомобиль, на который был установлен данный агрегат, - спорткар NSU «Спайдер». Исследования показали, что при мощности мотора в 57 лошадиных сил данная машина имела возможность разогнаться до колоссальных 150 километров в час. Производство автомобилей «Спайдер» в комплектации с 57-сильным роторным двигателем длилось около 3-х лет.

После этого данным типом двигателей стали оснащать автомобиль NSU Ro-80. Впоследствии роторные моторы устанавливались на «Ситроены», «Мерседесы», ВАЗы и «Шевроле».

Одним из самых распространенных автомобилей с роторным двигателем является японский спорткар «Мазда» модели Cosmo Sport. Также японцы стали оснащать данным мотором модель RX. Принцип работы роторного двигателя («Мазда» RX) заключался в постоянном вращении ротора с переменой тактов работы. Но об этом немного позже.

В нынешнее время японский автопроизводитель не занимается серийным выпуском машин с роторными двигателями. Последней моделью, на которую ставился такой мотор, стала «Мазда» RX8 модификации Spirit R. Однако в 2012 году производство данной версии автомобиля было прекращено.

Устройство и принцип работы

Какой имеет роторный двигатель принцип функционирования? Данный тип моторов отличается 4-тактным циклом действия, как и на классическом ДВС. Однако принцип работы роторно-поршневого двигателя немного отличается от такового у обычных поршневых.

В чем главная особенность данного мотора? Роторный двигатель Стирлинга имеет в своей конструкции не 2, не 4 и не 8 поршней, а всего один. Называется он ротором. Вращается данный элемент в цилиндре специальной формы. Ротор насаживается на вал и соединяется с зубчатым колесом. Последнее имеет шестеренчатое сцепление со стартером. Вращение элемента происходит по эпитрохоидальной кривой. То есть лопасти ротора попеременно перекрывают камеру цилиндра. В последней происходит сгорание топлива. Принцип работы роторного двигателя («Мазда» Cosmo Sport в том числе) заключается в том, что за один оборот механизм толкает три лепестка жестких кругов. В то время как деталь вращается в корпусе, три отсека внутри меняют свой размер. Благодаря изменению размеров в камерах создается определенное давление.

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.

Недостатки и преимущества

Не зря данный мотор привлек внимание столь многих автопроизводителей. Его особый принцип работы и конструкция имеют целый ряд преимуществ по сравнению с другими типами ДВС.

Итак, какие имеет роторный двигатель плюсы и минусы? Начнем с явных преимуществ. Во-первых, роторный двигатель имеет наиболее сбалансированную конструкцию, а потому практически не вызывает высоких вибраций при работе. Во-вторых, данный мотор имеет более легкий вес и большую компактность, а потому его установка особо актуальна для производителей спорткаров. Кроме того, небольшой вес агрегата дал возможность конструкторам добиться идеальной развесовки нагрузок по осям. Таким образом, автомобиль с данным двигателем становился более устойчивым и маневренным на дороге.

Ну и, конечно же, простора конструкции. Несмотря на то же самое количество тактов работы, устройство данного двигателя гораздо проще, чем у поршневого аналога. Для создания роторного мотора требовалось минимальное количество узлов и механизмов.

Однако главный козырь данного двигателя заключается не в массе и низких вибрациях, а в высоком КПД. Благодаря особому принципу работы роторный мотор имел большую мощность и коэффициент полезного действия.

Теперь о недостатках. Их оказалось намного больше, чем преимуществ. Основная причина, по которой производители отказывались покупать такие моторы, заключалась в их высоком расходе топлива. В среднем на сто километров такой агрегат тратил до 20 литров горючего, а это, согласитесь, немалый расход по сегодняшним меркам.

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.

Перегревы и высокие нагрузки

Также из-за особой конструкции данный агрегат был часто подвержен перегреву. Вся проблема заключалась в линзовидной форме камеры сгорания.

В отличие от нее, классические ДВС имеют сферическую конструкцию камеры. Топливо, которое сгорает в линзовидном механизме, превращается в тепловую энергию, расходуемую не только на рабочий ход, но и на нагрев самого цилиндра. В конечном итоге частое «закипание» агрегата приводит к быстрому износу и выходу его из строя.

Ресурс

Не только цилиндр терпит большие нагрузки. Исследования показали, что при работе ротора значительная часть нагрузок ложится на уплотнители, расположенные между форсунками механизмов. Они подвергаются постоянному перепаду давления, потому максимальный ресурс двигателя составляет не более 100-150 тысяч километров.

После этого мотору требуется капитальный ремонт, стоимость которого порой равносильна покупке нового агрегата.

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.

Разновидности

На данный момент существует пять разновидностей данных типов агрегатов:

Роторный двигатель (ВАЗ-21018-2108)

История создание ВАЗовских роторных ДВС датируется 1974 годом. Именно тогда было создано первое конструкторское бюро РПД. Однако первый разработанный нашими инженерами двигатель имел схожую конструкцию с мотором Ванкеля, который укомплектовывался на импортные седаны NSU Ro80. Советский аналог получил название ВАЗ-311. Это самый первый советский роторный двигатель. Принцип работы на ВАЗовских автомобилях данного мотора имеет одинаковый алгоритм действия РПД Ванкеля.

Первым автомобилем, на который стали устанавливать данные двигатели, стал ВАЗ модификации 21018. Машина практически ничем не отличалась от своего «предка» - модели 2101 - за исключением используемого ДВС. Под капотом новинки стоял односекционный РПД мощностью в 70 лошадиных сил. Однако в результате исследований на всех 50 образцах моделей были обнаружены многочисленные поломки мотора, которые заставили Волжский завод отказаться от применения данного типа ДВС на своих автомобилях на ближайшие несколько лет.

Основная причина неисправностей отечественного РПД заключалась в ненадежных уплотнениях. Однако советские конструкторы решили спасти данный проект, презентовав миру новый 2-секционный роторный двигатель ВАЗ-411. Впоследствии был разработан ДВС марки ВАЗ-413. Основные их различия заключались в мощности. Первый экземпляр развивал до 120 лошадиных сил, второй - порядка 140. Однако в серию данные агрегаты снова не вошли. Завод принял решение ставить их только на служебные автомобили, использовавшиеся в ГАИ и КГБ.

Моторы для авиации, «восьмерок» и «девяток»

В последующие годы разработчики пытались создать роторный мотор для отечественной малой авиации, однако все попытки оказались безрезультатными. В итоге конструкторы снова занялись разработкой двигателей для легковых (теперь уже переднеприводных) автомобилей ВАЗ серии 8 и 9. В отличие от своих предшественников новоразработанные моторы ВАЗ-414 и 415 являлись универсальными и могли использоваться на заднеприводных моделях авто типа «Волга», «Москвич» и так далее.

Характеристики РПД ВАЗ-414

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

  • Высокую удельную мощность, которая давала возможность машине набрать «сотню» всего за 8-9 секунд.
  • Большой коэффициент полезного действия. С одного литра сгоревшего топлива удавалось получить до 110 лошадиных сил мощности (и это без какой-либо форсировки и дополнительной расточки блока цилиндров).
  • Высокий потенциал для форсирования. При правильной настройке можно было увеличить мощность двигателя на несколько десятков лошадиных сил.
  • Высокооборотистость мотора. Такой двигатель способен был работать даже при 10 000 об./мин. При таких нагрузках мог функционировать только роторный двигатель. Принцип работы классических ДВС не позволяет их эксплуатировать долго на высоких оборотах.
  • Относительно малый расход топлива. Если прежние экземпляры «съедали» на «сотню» порядка 18-20 литров топлива, то данный агрегат потреблял всего 14-15 в среднем режиме эксплуатации.

Сегодняшняя ситуация с РПД на Волжском автозаводе

Все вышеописанные двигатели не получили большой популярности, и вскоре их производство было свернуто. В дальнейшем Волжский автозавод пока не планирует возрождать разработку роторных двигателей. Так что РПД ВАЗ-414 так и останется скомканным клочком бумаги в истории отечественного машиностроения.

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

Обычно «сердце» машины представляет собой цилидро-поршневую систему, то есть основано на возвратно-поступательном движении, однако есть и другой вариант – автомобили с роторным двигателем .

Автомобили с роторным двигателем – главное отличие

Основная сложность в работе ДВС с классическими цилиндрами – преобразование возвратно-поступательного движения поршней в крутящий момент, без которого колеса не будут вращаться . Именно поэтому с того момента, как был создан первый , ученые и механики-самоучки ломали головы над тем, как сделать мотор с исключительно вращающимися узлами. Удалось это германскому технику-самородку Ванкелю.

Первые эскизы были им разработаны в 1927 году, по окончании высшей школы. В дальнейшем механик купил небольшую мастерскую и вплотную занялся своей идеей. Итогом многолетней работы стала рабочая модель роторного ДВС, созданная совместно с инженером Вальтером Фройде. Механизм оказался похожим на электромотор, то есть основой его стал вал с трехгранным ротором, очень похожим на треугольник Рело, который был заключен в камеру овальной формы. Углы упираются в стенки, создавая с ними герметичный подвижный контакт.

Полость статора (корпуса) делится сердечником на соответствующее числу его сторон количество камер, причем за один оборот ротора отрабатываются : впрыск топлива, воспламенение, выброс отработанных газов. На деле их, конечно, 5, но два промежуточных, сжатие топлива и расширение газов, можно не принимать во внимание. За один полный цикл происходит 3 оборота вала, а если учесть, что обычно устанавливаются два ротора в противофазе, автомобили с роторным двигателем имеют мощность в 3 раза больше, чем классические цилиндро-поршневые системы.



Насколько популярен роторный дизельный двигатель?

Первыми машинами, на которых был установлен ДВС Ванкеля, стали легковушки NSU Spider 1964 года выпуска, мощностью в 54 л.с., что позволяло разгонять транспортные средства до 150 км/ч. Далее, в 1967 году, был создан стендовый вариант седана NSU Ro-80, красивый и даже элегантный, с суженым капотом и несколько более высоким багажником. В серийное производство он так и не вышел. Впрочем, именно этот автомобиль подтолкнул многие компании покупать лицензии на роторный дизельный двигатель. В их число вошли Toyota, Citroen, GM, Mazda. Нигде новинка не прижилась. Почему? Тому причиной были серьезные ее недостатки.

Образуемая стенками статора и ротора камера значительно превышает объем классического цилиндра, топливно-воздушная смесь получается неравномерной . Из-за чего даже с применением синхронного разряда двух свечей не обеспечивается полное сгорание топлива. Как следствие – ДВС неэкономичен и неэкологичен. Именно поэтому, когда разразился топливный кризис, NSU, сделавшая ставку на роторные двигатели, была вынуждена слиться с Volkswagen, где от дискредитировавших себя «ванкелей» отказались.

Компанией Mercedes-Benz было выпущено лишь два автомобиля с ротором – С111 первого (280 л.с., 257.5 км/ч, 100 км/ч за 5 сек) и второго (350 л.с., 300 км/ч, 100 км/ч за 4.8 сек) поколения. Компанией Chevrolet также были выпущены две пробные машины Corvette, с двухсекционным двигателем на 266 л.с. и с четырехсекционным на 390 л.с., но все ограничилось их демонстрацией. За 2 года, начиная с 1974, компанией Citroen были выпущены с конвейера 874 автомобиля Citroen GS Birotor мощностью в 107 л.с., затем их отозвали для ликвидации, однако около 200 так и остались у автолюбителей. А значит, есть вероятность встретить их сегодня на дорогах Германии, Дании или Швейцарии, если, конечно, их владельцам дался капитальный ремонт роторного двигателя.

Наиболее стабильное производство смогла наладить компания Mazda, с 1967 по 1972 годы было выпущено 1519 автомобилей марки Cosmo, воплощенные в двух сериях по 343 и 1176 машин. За тот же период было выпущено в массовое производство купе Luce R130. «Ванкели» начали ставить на все без исключения модели Mazda с 1970 года, в том числе и на автобус Parkway Rotary 26, развивающий скорость до 120 км/ч при массе 2835 кг. Приблизительно в то же время началось производство роторных двигателей в СССР, правда, без лицензии, а, следовательно, до всего доходили своим умом на примере разобранного «ванкеля» с NSU Ro-80.

Разработка осуществлялась на заводе ВАЗ. В 1976 году был качественно изменен двигатель Ваз-311, а через шесть лет массово стала выпускаться марка Ваз-21018 с ротором мощностью 70 л.с. Правда, на всей серии вскоре был установлен поршневой ДВС, поскольку все «ванкели» сломались при обкатке, и потребовалась замена роторного двигателя. С 1983 года с конвейера стали съезжать модели Ваз-411 и Ваз-413 на 120 и 140 л.с. соответственно. Ими были оснащены отряды ГАИ, МВД и КГБ. В настоящее время роторами занимается исключительно компания Mazda.

Самостоятельно что-либо сделать с ДВС Ванкеля довольно сложно. Наиболее доступное действие – замена свечей. На первых моделях они были вмонтированы непосредственно в неподвижный вал, вокруг которого вращался не только ротор, но и сам корпус. В дальнейшем, наоборот, статор сделали неподвижным, установив в его стенке 2 свечи напротив клапанов впрыска топлива и выпуска отработанных газов. Любые другие ремонтные работы, если вы привыкли к классическим поршневым ДВС, практически невозможны.

В двигателе Ванкеля деталей на 40 % меньше, чем в стандартном ДВС, работа которого основана на ЦПГ (цилиндро-поршневой группе).

Опорные вкладыши вала меняются в том случае, если начала проглядывать медь, для этого снимаем шестерни, осуществляем замену и снова напрессовываем зубчатые колеса. Затем осматриваем сальники и, если необходимо, меняем их тоже. Осуществляя ремонт роторного двигателя своими руками, будьте внимательны при снятии и установке пружин маслосъемных колец, передние и задние различаются по форме. Торцевые пластины тоже при необходимости подвергаются замене, причем устанавливать их нужно согласно буквенной маркировке.

Угловые уплотнения в первую очередь монтируются с передней стороны ротора, желательно их сажать на зеленую кастроловскую смазку, чтобы зафиксировать на время сборки механизма. После установки вала ставятся тыльные угловые уплотнения. Накладывая на статор прокладки, смажьте их герметиком. Апексы с пружинами в угловые уплотнители вставляются уже после того, как ротор помещен в корпус статора. В последнюю очередь смазываются герметиком прокладки передней и задней секций перед крепежом крышек.

Идея роторного двигателя слишком заманчива: когда и конкурент весьма далек от идеала, кажется, что вот-вот преодолеем недостатки и получим не мотор, а само совершенство… Mazda находилась в плену этих иллюзий аж до 2012 года, когда была снята с производства последняя модель с роторным двигателем - RX-8 .

История создания роторного двигателя

Второе имя роторного двигателя (РПД) - ванкель (этакий аналог дизеля). Именно Феликсу Ванкелю сегодня приписываются лавры изобретателя роторно-поршневого двигателя и даже рассказывается трогательная история о том, как Ванкель шел к поставленной цели тогда же, когда Гитлер шел к своей.

На самом деле все было чуточку иначе: талантливый инженер, Феликс Ванкель действительно трудился над разработкой нового, простого двигателя внутреннего сгорания, но это был другой двигатель, основанный на совместном вращении роторов.

После войны Ванкель был привлечен немецкой фирмой NSU, занимавшейся в основном выпуском мотоциклов, в одну из рабочих групп, трудившихся над созданием роторного двигателя под руководством Вальтера Фройде.

Вклад Ванкеля - это обширные исследования уплотнений вращающихся клапанов. Базовая схема и инженерная концепция принадлежат Фройде. Хотя у Ванкеля был патент на двойственное вращение.

Первый двигатель имел вращающуюся камеру и неподвижный ротор. Неудобство конструкции навело на мысль поменять схему местами.

Первый двигатель с вращающимся ротором начал работу в середине 1958 года. Он мало отличался от своего потомка наших дней - разве что свечи пришлось перенести на корпус.

Вскоре фирма объявила о том, что ей удалось создать новый и очень перспективный двигатель. Почти сотня компаний, занимающихся производством автомобилей, закупила лицензии на выпуск этого мотора. Треть лицензий оказалась в Японии.

РПД в СССР

А вот Советский Союз лицензию не покупал вовсе. Разработки собственного роторного двигателя начались с того, что в Союз привезли и разобрали немецкий автомобиль Ro-80, производство которого NSU начала в 1967 году.

Через семь лет после этого на заводе ВАЗ появилось конструкторское бюро, разрабатывающее исключительно роторно-поршневые двигатели. Его трудами в 1976 году возник двигатель ВАЗ-311. Но первый блин получился комом, и его дорабатывали еще шесть лет.

Первый советский серийный автомобиль с роторным двигателем - это ВАЗ-21018, представленный в 1982 году. К сожалению, уже в опытной партии у всех машин вышли из строя моторы. Дорабатывали еще год, после чего появился ВАЗ-411 и ВАЗ 413, которые были взяты на вооружение силовыми ведомствами СССР. Там не особо переживали за расход топлива и малый ресурс мотора, зато нуждались в быстрых, мощных, но неприметных авто, способных угнаться за иномаркой.


РПД на Западе

На Западе роторный двигатель не произвел бума, а конец его разработкам в США и Европе положил топливный кризис 1973 года, когда цены на бензин резко взлетели, и покупатели машин стали прицениваться к моделям с экономным расходованием топлива.

Если учесть, что роторный двигатель съедал до 20 литров бензина на сотню км, продажи его во время кризиса упали до предела.

Единственной страной на Востоке, не утратившей веру, стала Япония. Но и там производители довольно быстро охладели к двигателю, который никак не желал совершенствоваться. И в конце концов там остался один стойкий оловянный солдатик - компания Mazda. В СССР топливный кризис не ощущался. Производство машин с РПД продолжалось и после распада Союза. ВАЗ прекратил заниматься РПД только в 2004 году. Mazda смирилась только в 2012.

Особенности роторного мотора

В основу конструкции положен ротор треугольной формы, каждая из граней которого имеет выпуклость (). Ротор вращается по планетарному типу вокруг центральной оси - статора. Вершины треугольника при этом описывают сложную кривую, именуемую эпитрохоидой. Форма этой кривой обуславливает форму капсулы, внутри которой вращается ротор.


У роторного мотора те же четыре такта рабочего цикла, что и у его конкурента - поршневого мотора.

Камеры образуются между гранями ротора и стенками капсулы, их форма - переменная серповидная, что является причиной некоторых существенных недостатков конструкции. Для изоляции камер друг от друга используются уплотнители - радиальные и торцевые пластины.

Если сравнивать роторный ДВС с поршневым, то первым бросается в глаза то, что за один оборот ротора рабочий ход происходит три раза, а выходной вал при этом вращается в три раза быстрее, чем сам ротор.

У РПД отсутствует система газораспределения , что весьма упрощает его конструкцию. А высокая удельная мощность при малом размере и весе агрегата являются следствием отсутствия коленвала , шатунов и других сопряжений между камерами.

Достоинства и недостатки роторных двигателей

Преимущества

    Роторный двигатель хорош тем, что состоит из куда меньшего числа деталей , чем его конкурент - процентов на 35-40.

    Два двигателя одинаковой мощности - роторный и поршневый - будут сильно отличаться габаритами. Поршневый в два раза больше .

    Роторный мотор не испытывает большой нагрузки на высоких оборотах даже в том случае, если на низкой передаче разгонять машину до скорости более 100 км/ч.

    Автомобиль, на котором стоит роторный двигатель, проще уравновесить, что дает повышенную устойчивость машины на дороге.

    Даже самые легкие из транспортных средств не страдают от вибрации, потому что РПД вибрирует куда меньше, чем «поршневик» . Это происходит в силу большей сбалансированности РПД.

Недостатки

    Главным недостатком роторного двигателя автомобилисты назвали бы его малый ресурс , который является прямым следствием его конструкции. Уплотнители изнашиваются крайне быстро, так как их рабочий угол постоянно меняется.

    Мотор испытывает перепады температур через каждый такт, что также способствует износу материала. Добавьте к этому давление, которое оказывается на трущиеся поверхности, что лечится только впрыскиванием масла непосредственно в коллектор.

    Износ уплотнителей становится причиной утечки между камерами, перепады давления между которыми слишком велики. Из-за этого КПД двигателя падает, а вред экологии растет.

    Серповидная форма камер не способствует полноте сгорания топлива , а скорость вращения ротора и малая длина рабочего хода - причина выталкивания еще слишком горячих, не до конца сгоревших газов на выхлоп. Помимо продуктов сгорания бензина там еще присутствует масло, что в совокупности делает выхлоп весьма токсическим. Поршневый - приносит меньше вреда экологии.

    Непомерные аппетиты двигателя на бензин уже упоминались, а масло он "жрет" до 1 литр на 1000 км. Причем стоит раз забыть про масло и можно попасть на крупный ремонт, если не замену двигателя.

    Высокая стоимость - из-за того, что для изготовления мотора нужно высокоточное оборудование и очень качественные материалы.

Как видите, недостатков у роторного двигателя полно, но и поршневый мотор несовершенен, поэтому состязание между ними не прекращалось так долго. Закончилось ли оно навсегда? Время покажет.

Рассказываем как устроен и работает роторный двигатель

Роторно-поршневой двигатель или двигатель Ванкеля представляет собой мотор, где главным рабочим элементом осуществляются планетарные круговые движения. Это принципиально другой вид двигателя, отличный от поршневых собратьев в семействе ДВС.

В конструкции такого агрегата используется ротор (поршень) с тремя гранями, внешне образующим треугольник Рело, осуществляющий круговые движения в цилиндре особого профиля. Чаще всего поверхность цилиндра исполнена по эпитрохоиде (плоской кривой, полученной точкой, которая жестко связана с окружностью, осуществляющей движение по внешней стороне другой окружности). На практике можно встретить цилиндр и ротор иных форм.

Составные элементы и принцип работы

Устройство двигателя типа РПД предельно проста и компактна. На ось агрегата устанавливается ротор, который крепко соединяется с шестерней. Последняя сцепляется со статором. Ротор, имеющий три грани, двигается по эпитрохоидальной цилиндрической плоскости. В результате чего сменяющиеся объемы рабочих камер цилиндра отсекаются с помощью трех клапанов. Уплотнительные пластины (торцевого и радиального типа) прижимаются к цилиндру под действием газа и за счет действия центростремительных сил и ленточных пружин. Получаются 3 изолированные камеры разные по объемным размерам. Здесь осуществляются процессы сжимания поступившей смеси горючего и воздуха, расширения газов, оказывающих давление на рабочую поверхность ротора и очищающих камеру сгорания от газов. На эксцентриковую ось передается круговое движение ротора. Сама ось находится на подшипниках и передает момент вращения на механизмы трансмиссии. В этих моторах осуществляется одновременная работа двух механических пар. Одна, которая состоит из шестерен, регулирует движение самого ротора. Другая — преобразует вращающиеся движение поршня во вращающиеся движения эксцентриковой оси.

Детали Роторно-поршневого двигателя

Принцип работы двигателя Ванкеля

На примере двигателей, установленных на автомобилях ВАЗ, можно назвать следующие технические характеристики:
— 1,308 см3 – рабочий объем камеры РПД;
— 103 кВт/6000 мин-1 – номинальная мощность;
— 130 кг масса двигателя;
— 125000 км – ресурс двигателя до первого полного его ремонта.

Смесеобразование

В теории в РПД применяют несколько разновидностей смесеобразования: внешнее и внутреннее, на основе жидких, твердых, газообразных видов топлива.
Касательно твердых видов топлива стоит отметить, что их первоначально газифицируют в газогенераторах, так как они приводят к повышенному золообразованию в цилиндрах. Поэтому большее распространение на практике получили газообразные и жидкие топлива.
Сам механизм образования смеси в двигателях Ванкеля будет зависеть от вида применяемого топлива.
При использовании газообразного топлива его смешение с воздухом происходит в специальном отсеке на входе в двигатель. Горючая смесь в цилиндры поступает в готовом виде.

Из жидкого топлива смесь приготавливается следующим образом:

  1. Воздух смешивается с жидким топливом перед поступлением в цилиндры, куда поступает горючая смесь.
  2. В цилиндры двигателя жидкое топливо и воздух поступают по отдельности, и уже внутри цилиндра происходит их смешивание. Рабочая смесь получается при соприкосновении их с остаточными газами.

Соответственно, топливно-воздушная смесь может готовиться вне цилиндров или внутри их. От этого идет разделение двигателей с внутренним или внешним образованием смеси.

Особенности РПД

Преимущества

Преимущества двигателей роторно-поршневого типа по сравнению со стандартными бензиновыми двигателями:

— Низкие показатели уровня вибрации.
В моторах типа РПД отсутствует преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное, что позволяет агрегату выдержать высокие обороты с меньшими вибрациями.

— Хорошие динамические характеристики.
Благодаря своему устройству такой мотор, установленный в машине, позволяет ее разогнать выше 100 км/ч на высоких оборотах без избыточной нагрузки.

— Хорошие показатели удельной мощности при малой массе.
Из-за отсутствия в конструкции двигателя коленчатого вала и шатунов достигается небольшая масса движущихся частей в РПД.

— В двигателях такого типа практически отсутствует система смазки.
Непосредственно в топливо добавляется масло. Топливно-воздушная смесь сама осуществляет смазывание пар трения.

— Мотор роторно-поршневого типа имеет небольшие габаритные размеры.
Установленный роторно-поршневой мотор позволяет максимально использовать полезное пространство моторного отсека автомобиля, равномерно распределить нагрузку на оси автомашины и лучше рассчитать расположение элементов коробки передач и узлов. Например, четырехтактный двигатель такой же мощности будет в два раза больше роторного двигателя.

Недостатки двигателя Ванкеля

— Качество моторного масла.
При эксплуатации такого типа двигателей необходимо уделять должное внимание к качественному составу масла, применяемого в двигателях Ванкеля. Ротор и находящаяся внутри камера двигателя имеют большую площадь соприкосновения, соответственно, износ двигателя происходит быстрее, а также такой двигатель постоянно перегревается. Нерегулярная смена масла наносит огромный урон двигателю. Износ мотора возрастает в разы из-за наличия абразивных частиц в отработанном масле.

— Качество свечей зажигания.
Эксплуатантам таких двигателей приходится быть особо требовательным к качественному составу свечей. В камере сгорания из-за ее небольшого объема, протяженной формы и высокой температуры затруднен процесс зажигания смеси. Следствием является повышенная рабочая температура и периодическая детонация камеры сгорания.

— Материалы уплотнительных элементов.
Существенной недоработкой мотора типа РПД можно назвать ненадежную организацию уплотнений промежутков между камерой, где сгорает топливо, и ротором. Устройство ротора такого мотора достаточно сложное, поэтому уплотнения требуются и по граням ротора, и по боковой поверхности, имеющей соприкосновение с крышками двигателя. Поверхности, которые подвергаются трению, необходимо постоянно смазывать, что выливается в повышенный расход масла. Практика показывает, что мотор типа РПД может потребить от 400 гр до 1 кг масла на каждые 1000 км. Снижаются экологичные показатели работы двигателя, так как горючее сгорает вместе с маслом, в результате в окружающую среду выбрасывается большое количество вредных веществ.

Из-за своих недоработок такие моторы не получили широкого распространения в автомобилестроении и в изготовлении мотоциклов. Но на базе РПД изготавливаются компрессоры и насосы. Авиамоделисты часто используют такие двигатели для конструирования своих моделей. Из-за невысоких требований к экономичности и надежности конструкторы не применяют сложную систему уплотнений в таких моторах, что значительно снижает его себестоимость. Простота его конструкции позволяет без проблем встроить в авиамодель.

КПД роторно-поршневой конструкции

Не смотря на ряд недоработок, проведенные исследования показали, что общий КПД двигателя Ванкеля довольно-таки высокий по современным меркам. Его значение составляет 40 – 45%. Для сравнения, у поршневых двигателей внутреннего сгорания КПД составляет 25%, у современных турбодизелей – около 40%. Самый высокий КПД у поршневых дизельных двигателей составляет 50%. До настоящего времени ученые продолжают работу по изысканию резервов для повышения КПД двигателей.

Итоговый КПД работы мотора состоит из трех основных частей:

  1. Топливная эффективность (показатель, характеризующий рациональное использование горючего в моторе).

Исследования в этой области показывают, что только 75% горючего сгорает в полном объеме. Есть мнение, что данная проблема решается путем разделения процессов сгорания и расширения газов. Необходимо предусмотреть обустройство специальных камер при оптимальных условиях. Горение должно происходить в замкнутом объеме, при условии нарастания температурных показателей и давления, расширительный процесс должен происходить при невысоких показателях температур.

  1. КПД механический (характеризует работу, результатом которой стало образование переданного потребителю крутящего момента главной оси).

Порядка 10% работы мотора расходуется на приведение в движение вспомогательных узлов и механизмов. Исправить данную недоработку можно путем внесения изменений в устройство двигателя: когда главный движущийся рабочий элемент не прикасается к неподвижному корпусу. Постоянное плечо крутящего момента должно присутствовать на всем пути следования основного рабочего элемента.

  1. Термическая эффективность (показатель, отражающий количество тепловой энергии, образованной от сжигания горючего, преобразующейся в полезную работу).

На практике 65% полученной тепловой энергии улетучивается с отработанными газами во внешнюю среду. Ряд исследований показал, что можно добиться повышения показателей термической эффективности в том случае, когда конструкция мотора позволяла бы осуществлять сгорание горючего в теплоизолированной камере, чтобы с самого начала достигались максимальные показатели температуры, а в конце эта температура понижалась до минимальных значений путем включения паровой фазы.

Современное состояние роторно-поршневого двигателя

На пути массового применения двигателя встали значительные технические трудности:
— отработка качественного рабочего процесса в камере неблагоприятной формы;
— обеспечение герметичности уплотнения рабочих объемов;
— проектировка и создания конструкции корпусных деталей, которые надежно прослужат весь жизненный цикл работы двигателя без коробления при неравномерном нагрева этих деталей.
В результате огромной проделанной научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы этим фирмам удалось решить почти все наиболее сложные технические задачи на пути создания РПД и выйти на этап их промышленного производства.

Первый массовый автомобиль NSU Spider с РПД начала выпускать фирма NSU Motorenwerke. Вследствие частых переборок двигателей из-за выше сказанных технических проблем на раннем этапе развития конструкции двигателя Ванкеля, взятые NSU гарантийные обязательства привели ее к финансовому краху и банкротству и последовавшему слиянию с Audi в 1969 году.
Между 1964 и 1967 годом произведено 2375 автомобилей. В 1967 году Spider был снят с производства и заменён на NSU Ro80 с роторным двигателем второго поколения; за десять лет производства Ro80 выпущено 37398 машин.

Наиболее успешно с данными проблемами справились инженеры фирмы Mazda. Она и остается единственным массовым производителем машин с роторно-поршневыми двигателями. Доработанный мотор серийно начался ставить на автомобиль Mazda RX-7 с 1978 года. С 2003 преемственность приняла модель Mazda RX-8, она и является на данный момент массовой и единственной версией автомобиля с двигателем Ванкеля.

Российские РПД

Первое упоминание о роторном двигателе в Советском Союзе относится к 60-м годам. Исследовательские работы по роторно-поршневым двигателям начались в 1961 году, соответствующим постановлением Минавтопрома и Минсельхозмаша СССР. Промышленное же изучение с дальнейшем выводом на производство данной конструкции началось в 1974 году на ВАЗе. специально для этого было создано Специальное конструкторское бюро роторно-поршневых двигателей (СКБ РПД). Поскольку лицензию купить не было возможности, был разобран и скопирован серийный «ванкель» от NSU Ro80. На этой основе разработали и собрали двигатель Ваз-311, а произошло это знаменательное событие в 1976 году. На ВАЗе разрабатывали целую линейку РПД от 40 до 200 сильных двигателей. Доработка конструкции тянулась почти шесть лет. Удалось решить целый ряд технических проблем связанные с работоспособностью газовых и маслосъемных уплотнений, подшипников, отладить эффективный рабочий процесс в камере неблагоприятной формы. Свой первый серийный автомобиль ВАЗ с роторным двигателем под капотом представил публике в 1982 году, это был Ваз-21018. Машина внешне и конструктивно была как и все модели данной линейки, за одним исключением, а именно, под капотом стоял односекционный роторный двигатель мощностью 70 л.с. Длительность разработки не помешала случиться конфузу: на всех 50 опытных машинах при эксплуатации возникли поломки мотора, заставившие завод установить на его место обычный поршневой.

Ваз 21018 с Роторно-поршневым двигателем

Установив, что причиной неполадок являлись вибрации механизмов и ненадёжность уплотнений, конструкторы предприняли спасти проект. Уже в 83-ем появились двухсекционные Ваз-411 и Ваз-413 (мощностью, соответственно, 120 и 140 л.с.). Несмотря на низкую экономичность и малый ресурс, сфера применения роторного двигателя всё-таки нашлась – ГАИ, КГБ и МВД требовались мощные и незаметные машины. Оснащённые роторными двигателями «Жигули» и «Волги» легко догоняли иномарки.

С 80-ых годов 20 века СКБ был увлечён новой темой – применение роторных двигателей в смежной отрасли — авиационной. Отход от основной отрасли применения РПД привело к тому, что для переднеприводных машин роторный двигатель Ваз-414 создаётся лишь к 1992 году, да ещё три года доводится. В 1995 году Ваз-415 был представлен к сертификации. В отличие от предшественников он универсален, и может устанавливаться под капотом как заднеприводных («классика» и ГАЗ), так и переднеприводных машин (ВАЗ, Москвич). Двухсекционный «Ванкель» имеет рабочий объём 1308 см 3 и развивает мощность 135 л.с. при 6000об/мин. «Девяносто девятую» он ускоряет до сотни за 9 секунд.

Роторно-поршневой двигатель ВАЗ-414

На данный момент проект по разработке и внедрения отечественного РПД заморожен.

Ниже представлено видео устройства и работы двигателя Ванкеля.

Главное отличие внутреннего устройства и принципа работы роторного двигателя от ДВС заключается в полном отсутствии двигательной активности, при этом удается добиться высоких оборотов работы мотора. У роторного двигателя или иначе двигателя Ванкеля, есть и ряд других преимуществ, их мы и рассмотрим подробнее.

Общий принцип устройства роторного двигателя

РПД облачен в овальный корпус для оптимального размещения ротора, имеющего треугольную форму. Отличительная особенность ротора в отсутствии шатунов и валов, что значительно упрощает конструкцию. По сути, ключевыми деталями РД являются ротор и статор. Основная двигательная функция в таком типе мотора осуществляется за счет движения ротора, расположенного внутри корпуса, имеющего схожесть с овалом.

Принцип действия основан на высокоскоростном движении ротора по окружности, в результате создаются полости для запуска устройства.

Почему роторные двигатели не пользуются спросом?

Парадокс роторного двигателя заключается в том, что при всей простоте конструкции он не столь востребован, как двигатель внутреннего сгорания, имеющий весьма сложные конструктивные особенности и сложности при осуществлении ремонтных работ.

Разумеется, роторный двигатель не лишен недостатков, иначе он бы нашел широкое применение в современном автопроме, а возможно мы бы и не узнали про существование ДВС, ведь роторный был сконструирован значительно раньше. Так зачем же так усложнять конструкцию, попытаемся разобраться.

Явными недочетами роторного мотора можно считать отсутствие надежной герметизации в камере сгорания. Это легко объяснить конструктивными особенностями и условиями работы мотора. В ходе интенсивного трения ротора со стенками цилиндра происходит неравномерный нагрев корпуса и, как следствие, металл корпуса расширяется от нагрева лишь частично, что и приводит к выраженным нарушениям герметизации корпуса.

Для усиления герметичных свойств, особенно при условии выраженной разницы температурных режимов между камерой и системой впуска или выпуска, сам цилиндр изготавливают из разных металлов и размещают их в разных частях цилиндра, для улучшения герметичности.

Для запуска мотора используют всего две свечи, это связано с конструктивными особенностями мотора, позволяющими выдавать на 20% больше КПД, в сравнении с двигателем внутреннего сгорания, за одинаковый промежуток времени.

Роторный двигатель Желтышева — принцип работы:

Преимущества роторного двигателя

При малых габаритах он способен развивать высокую скорость, однако есть в этом нюансе и большой минус. Несмотря на малые габариты, именно роторный двигатель потребляет огромное количество горючего, а вот ресурс работы мотора составляет всего 65 000 км. Так, двигатель всего в 1,3 л потребляет до 20 л. топлива на 100 км. Возможно, это и стало основной причиной отсутствия популярности данного вида моторов для массового потребления.

Цена на бензин во все времена считается актуальной проблемой человечества, учитывая, что мировые запасы нефти расположены на Ближнем востоке, в зоне постоянных боевых конфликтов, цены на бензин остаются достаточно высокими, и в ближайшей перспективе нет тенденций для их снижения. Это приводит к поиску решений по минимальному потреблению ресурсов не в ущерб мощности, в чем и заключается главный довод в пользу ДВС.

Все это в совокупности определило положение роторных двигателей, как подходящий вариант для спорткаров. Однако известный по всему миру производитель авто «Мазда», продолжил дело изобретателя Ванкеля. Японские инженеры всегда стараются извлекать из невостребованных моделей максимум пользы путем модернизации и применения инновационных технологий, что позволяет сохранять лидирующие позиции на мировом автомобильном рынке.

Принцип работы роторного двигателя Ахриевых на видео:

Новая модель «Мазда», оснащенная роторным двигателем, по мощности не уступает передовым немецким моделям, выдавая до 350 лошадиных сил. При этом расход топлива был несравнимо высоким. Инженерам-конструкторам «Мазда» пришлось уменьшить мощность до 200 лошадиных сил, что позволило нормализовать потребление топлива, однако компактные размеры двигателя позволили наделить авто дополнительными преимуществами и составить достойную конкуренцию европейским моделям авто.

В нашей стране роторные двигатели не прижились. Были попытки установить их на транспорт специализированных служб, но этот проект не был профинансирован в должном объеме. Поэтому все успешные разработки в данном направлении принадлежат японским инженерам из компании «Мазда», намеренной в ближайшее время показать новую модель авто с модернизированным двигателем.

Как работает роторный мотор Ванкеля на видео

Принцип работы роторного двигателя

РПД работает за счет вращения ротора, так идет передача мощности на коробку передач через сцепление. Преобразующий момент заключается в передаче энергии топлива колесам за счет вращения ротора, изготовленного из легированной стали.

Механизм работы роторного-поршневого двигателя:

  • сжатие горючего;
  • впрыск топлива;
  • обогащение кислородом;
  • горение смеси;
  • выпуск продуктов сгорания топлива.

Как работает роторный двигатель показано на видео:

Ротор закреплен на специальном устройстве, при вращении он образует независимые друг от друга полости. В первой камере происходит наполнение воздушно-топливной смесью. В дальнейшем она тщательно перемешивается.

Затем смесь переходит в другую камеру, где происходит сжатие и воспламенение, благодаря наличию двух свечей. В дальнейшем смесь перемещается в следующую камеру, из нее вытесняются части переработанного топлива, которые выходят из системы.

Так происходит полный цикл работы роторного-поршневого двигателя, основанного на трех тактах работы за всего лишь один оборот ротора. Именно японским разработчикам удалось существенно модернизировать роторный двигатель и установить в нем сразу три ротора, что позволяет значительно увеличить мощность.

Принцип работы роторного двигателя Зуева:

На сегодня, усовершенствованный двухроторный двигатель сравним с двигателем внутреннего сгорания с шестью цилиндрами, а трехроторный по мощности не уступает 12-ти цилиндровому двигателю внутреннего сгорания.

Не стоит забывать и про компактный размер двигателя и простоту устройства, позволяющую при необходимости осуществлять ремонт или полную замену основных агрегатов мотора. Таким образом, инженерам компании «Мазда» удалось подарить вторую жизнь этого простого и производительного устройства.

KUNST! Mazda отмечает 40-летие производства роторных двигателей — ДРАЙВ

В современном автомобильном мире становится всё меньше марок, обладающих яркой индивидуальностью. Всё больше ценится серая надёжность, и мало кому нужен яркий дизайн или оригинальные технические решения. Но есть компании, которые продолжают гнуть свою линию. Например, Mazda, в этом году отмечающая сорокалетие своих серийных роторно-поршневых двигателей.

Спортивные модели Mazda и роторно-поршневые двигатели — сейчас это практически синонимы. Но сам мотор придумали вовсе не японцы. В 1951 году, работая на компанию NSU, Феликс Ванкель (Felix Wankel) начал разрабатывать мотор собственной конструкции. Первый рабочий прототип автомобиля с получившимся агрегатом появился лишь шесть лет спустя. Впоследствии много кто занимался «движками» подобной конструкции — их применяли на автомобилях, мотоциклах и даже автобусах. А компания Rolls-Royce в начале 60-х даже сделала дизельную версию роторно-поршневого двигателя Ванкеля.

Mazda Cosmo Sport — первая роторная ласточка фирмы — была сделана тиражом чуть больше 1,5 тысяч экземпляров.

Первой машиной Mazda с «ротором» была Cosmo Sport. Прототип этого красивейшего купе был сделан ещё в 1963 году. А в 65-м и 66-м компания построила 80 автомобилей, на которых проводились испытания, и лишь в мае 67-го с конвейера сошли серийные машины. Mazda Cosmo Sport, также известная как 110S, стала не только первой роторной Маздой, но и первым автомобилем с двухсекционным мотором — с двумя роторами и секциями рабочим объёмом по 491 см3. Cosmo Sport образца 1967 года имела двигатель всего в 982 «кубика», но его мощность была вполне приличной — 110 лошадиных сил. Это позволяло ей разгоняться до 185 километров в час — недурно для того времени.

Автобус Mazda Parkway 26. Даже он оснащался роторным двигателем.

Почему роторные двигатели развивают такую мощность при столь малом объёме? Во-первых, в отличие от традиционных ДВС, в которых поршни движутся вверх-вниз, здесь крутится треугольник-ротор. А это значит, что и нагрузки на него меньше. Именно поэтому современные роторные «движки» влёгкую крутятся до 9 с лишним тысяч оборотов. Во-вторых, рабочий объём у «Ванкелей» используется более полно и постоянно. За впуск и выпуск отвечают разные «зоны» мотора, а не одна и та же. Ротор делит рабочую секцию на три части, каждая из которых постоянно работает, в то время как в обычном поршневом двигателе один и тот же объём сначала работает на сжатие, а потом на воспламенение. Поэтому так называемый приведённый рабочий объём (грубо говоря — эквивалент обычного в поршневых ДВС) в два раза больше номинального. Кроме того, роторные моторы чрезвычайно компактны и до неприличия легки — а это сулит одни лишь плюсы.

Вот так работает роторно-поршневой двигатель Ванкеля.

Идеальный мотор? Если бы! Проблем с двигателями Ванкеля просто огромное количество. Во-первых, они обладают низким крутящим моментом, а максимальная мощность у них, соответственно, достигается при высоких оборотах. Поэтому мотор для получения большой мощности надо «крутить», а это значит, что совершается больше циклов, и на ресурсе это отражается, естественно, не самым лучшим образом. Во-вторых, камера сгорания у РПД некомпактная, а это приводит к низкому КПД. Отсюда и высокий расход топлива. В-третьих, у такого двигателя большущие проблемы с обеспечением уплотнения подвижных сопряжений ротора и стенок секции. И масло РПД пожирает ну просто в промышленных масштабах — причём это не неисправность, а особенность конструкции.

Двигатель Renesis в разрезе.

Короче, все, поэкспериментировав немного с роторными двигателями и столкнувшись с вышеперечисленными проблемами, задвинули свои разработки куда подальше и отказались от затеи. Все, кроме Mazda. На сегодняшний день эта компания остаётся единственным производителем, не только делающим РПД, но и активно их совершенствующим.

До появления двигателя Renesis многие роторные моторы Mazda были оснащены турбонаддувом.

Надёжность своих «роторов» Mazda доказала, выставив в 1968 году две машины на старт 84-часового марафона de la Route на знаменитом Нюрбургринге. Серийные Cosmo Sport со 130-сильными РПД практически всю гонку держались на четвёртом и пятом местах (из 58 стартовавших экипажей) и… сошли! Но вовсе не из-за проблем с моторами, а из-за повреждения полуосей всего за два часа до финиша.

В семидесятых годах у Mazda сложились обозначения роторных машин — их начали звать RX.

К слову об автоспорте. Своего высшего успеха роторные двигатели добились именно с компанией Mazda, когда болид 787B в 1991 году выиграл 24-часовой марафон в Ле-Мане. После этого РПД были поставлены под запрет в этой гонке. А в Америке даже существует серия Formula Mazda, где гоняются болиды с роторными моторами.

Mazda 787B — единственный японский автомобиль, победивший в знаменитом Ле-Мане в классе прототипов.

Последняя разработка Mazda — мотор Renesis, устанавливающийся на купе RX-8. В ходе его разработки инженерам Mazda удалось победить многие врождённые пороки конструкции, такие, как небольшой ресурс и высокое потребление топлива. При мощности под 250 лошадиных сил, он «кушает» немногим более 11 литров бензина в смешанном режиме.

На RX-8 дебютировал роторный двигатель Mazda нового поколения, а сама машина стала бестселлером.

Даже экспериментальные водородные автомобили у Mazda — роторные.

Но и на этом японцы не останавливаются. Во-первых, они готовят новое поколение «движка» Renesis, а во-вторых, приспосабливают нынешнее для работы на водороде. А первые Mazda RX-8 с роторными моторами, способными работать как на бензине, так и на водороде, уже ездят по улицам Токио. Так что юбилей получился и правда знатный — ведь Mazda единственная компания, которая не остановилась и продолжала развивать конструкцию, которую многие считали бесперспективной. И не просто доказала миру её жизнеспособность, но и довела практически до совершенства.

«Запорожец» обгоняет «Мерседес»

Можно ли обогнать на «Запорожце» или «Жигулях» — «Мерседес»? Оказывается, можно, только для этого в малолитражном автомобиле должен стоять не обычный поршневой, а инновационный роторный двигатель, предложенный Феликсом Ванкелем (Felix Wankel). Такие двигатели одно время устанавливались на советские и российские модели. И некоторые «Жигули» с двигателем Ванкеля обгоняли и сейчас обгоняют «Мерседесы».

Все изучали в школе, что автомобиль едет благодаря двигателю внутреннего сгорания. В двигателе есть цилиндры, внутрь цилиндров подается топливо, оно сгорает и толкает поршень. Поршень движется вверх и вниз. Движение каждого из поршней неравномерно и, чтобы автомобиль двигался плавно, цилиндров должно быть не менее четырех. Цилиндры соединяются с коленчатым валом, топливо в них подается попеременно. Поршневой двигатель внутреннего сгорания прекрасно зарекомендовал себя, он наиболее разработанный и надежный. Но у него есть существенные недостатки: он громоздкий, часть энергии тратится зря, так как поршни, двигаясь вверх-вниз, останавливаются, теряя энергию. Кроме того, чтобы динамично набирать скорость, поршневой двигатель должен иметь большой объем, поэтому быстрые машины дороги.


Динамичность роторного двигателя Ванкеля уникальна: установленный на «Жигулях», он позволяет обгонять со светофора иномарки бизнес-класса.

Есть ли альтернатива? Да, есть. Уже несколько десятилетий разрабатывается принципиально другой двигатель внутреннего сгорания. Его придумал немецкий инженер Феликс Ванкель (Felix Wankel). Двигатель Ванкеля называют также роторным двигателем. Вместо поршней и цилиндров двигатель Ванкеля имеет два ротора в форме треугольников с выпуклыми сторонами. Роторы непрерывно вращаются, сохраняя энергию вращения. При этом они засасывают топливную смесь, сжимают ее, смесь воспламеняется и выбрасывается наружу.


Более простая конструкция

Конструкция роторного двигателя проще поршневого, она очень изящна. Ему не нужна сложная система клапанов поршневого двигателя для впуска топливной смеси и выпуска выхлопных газов. Двигатель Ванкеля гораздо компактнее и легче, обычно у него два ротора, которые в серийных двигателях разгоняются даже до десяти тысяч оборотов в минуту. Для поршневых двигателей обычно предельная скорость вращения — шесть тысяч оборотов в минуту. Ход роторного двигателя очень плавный. И самое главное: динамичность двигателя Ванкеля. Установленный, например, на 8 или 9 модели «Жигулей», он позволяет обгонять со светофора иномарки бизнес-класса, которые дороже «Жигулей» в десять раз, а форсированный роторный двигатель оставляет позади и ведущие спортивные модели.

Устраняемые недостатки

Почему же двигатель Ванкеля не распространился повсеместно? Дело в том, что первые роторные двигатели были неэкономичными, неэкологичными и не очень надежными. И дело тут не в каких-то принципиальных изъянах конструкции, просто над совершенствованием двигателя Ванкеля ученые и инженеры работали гораздо меньше: такими же ненадежными и неэкономичными были в свое время первые поршневые двигатели. Забегая вперед, скажем, что японские инженеры из компании «Мазда» уже сейчас создали надежный серийный двигатель Ванкеля «Ренезис» для спортивных автомобилей «Мазда RX8», который удовлетворяет самым высоким экологическим требованиям стандарта «Евро-4», при этом расход топлива у них не больше, чем у спортивных моделей.


Судьба роторных двигателей в России

Интересна и поучительна судьба роторных двигателей у нас. Об этом рассказывает один из конструкторов двигателя Сергей Мясищев: «В 1974 году приказом генерального директора автомобильного завода "ВАЗ" Полякова Виктора Николаевича, светлая ему память, было создано специальное конструкторское бюро роторно-поршневых двигателей. Задача, весьма амбициозная, состояла в создании двигателя для автомобилей "ВАЗ", с последующей заменой на конвейере поршневого двигателя на роторный. Проходили командировки в Германию для изучения производства роторного двигателя, были изготовлены опытные, работоспособные образцы. Но для производства, конечно, этот двигатель был не готов. Была выпущена небольшая партия для эксплуатационных испытаний. Вы помните, что в то время автомобили были в большом дефиците. Хотя машины с роторным двигателем и раскупили, но было много рекламаций. Затем ситуация была проанализирована, найдено применение этому двигателю — место, где он мог лучше всего использоваться. Тогда эксплуатация позволила без проблем провести доводочные работы. В то время был спроектирован двигатель более мощный, чем наш — мощностью 120 лошадиных сил, использовавшийся для спецавтомобилей силовых структур, с высокими динамическими качествами».


Мощный и компактный

Главное преимущество роторного двигателя в том, что он быстро разгоняется и занимает меньший объем моторного отсека при той же мощности. «Без изменений конструкции моторного отсека в стандартную 5, 7, или 11 модель устанавливался двигатель мощностью до 140 л.с. В то же время изучался спектр применения этого двигателя, потому что первые неудачи заставили задуматься, а правильно ли мы применяем двигатель. И вот тогда была проделана большая работа, чтобы определить области применения. Были сделаны двигатели для авиации, подвесные лодочные двигатели, двигатели для амфибийных судов на динамической подушке, для экранопланов, для мотоцикла. В Ижевске был изготовлен мотоцикл, он прошел определенные испытания. Первоначально этот мотоцикл был заказан как эскортный мотоцикл для Кремля», — говорит Сергей Мясищев.

Так родилась и умерла еще одна утопия — перевести все модели «Жигулей» на двигатель Ванкеля. Однако разработчиками были достигнуты оригинальные результаты в создании роторных двигателей, а советские спецслужбы получили несколько сотен крайне быстрых специальных «Жигулей». С распадом Советского Союза разработка двигателей Ванкеля в России затормозилась. Хотя в конце 90 годов «АвтоВАЗ» выпустил небольшую партию обычных «Жигулей» с роторным двигателем.


Приятные особенности эксплуатации

Обладателем подобного редкого образца стал директор торгового дома «Три на три» Дмитрий Мнушкин: «Нужно сказать, что мы явились счастливыми обладателями автомобиля из той партии переднеприводных машин, о которых говорил Сергей Филиппович. Эксплуатация его идет с 99 года. Что можно отметить? Этот автомобиль дает уникальные ощущения при его эксплуатации. Возможности роторного двигателя позволяют иметь преимущество перед многими иностранными автомобилями, что приводит на дорогах довольно часто к курьезам. Динамика автомобиля, оснащенного таким мотором, в корне отличается от динамики серийной машины и такой прыти от нее никто не ожидает, в этом и конек. Мощность двигателя моей машины 170 л.с., при этом она разгоняется до ста километров в час порядка шести с небольшим секунд. При том что спортивная версия разгоняется до ста за 4,1 секунды. Надо отметить, что этот двигатель благодарно относится к тюнингу, дает широкие возможности в области настроек: можно получать хорошие результаты доступными средствами».

О спортивных возможностях двигателя Ванкеля рассказывает Владимир Каблуков, учредитель фирмы «Три на три»: «Существует такой вид спорта — под названием "дрэг-рейсинг": это парные заезды на 402 метра. В разных странах, где проводятся подобные гонки, имеются разные регламенты: где-то применяется олимпийская система «на вылет», где-то — квалификация по времени. Кубок России 2005 года имел гибридную форму. До четвертьфинала была система отбора по времени, а после — олимпийская система. Наша машина легко дошла до финала. Мы взяли в трех этапах первые места, кубки, медали».


Достижения «Мазды»

На гонках в Лимане компания «Мазда», которая продвигает двигатель Ванкеля, добилась большого преимущества. Это были круглосуточные кольцевые гонки. «После этого спортивные комиссары приняли регламент, который запрещает применять автомобили с невозвратно-поступательно двигающимися поршнями. "Мазда", можно сказать, спасла роторный двигатель от забвения, она его довела до того состояния, когда сегодня нужно переписывать часть учебников по автомобильным двигателям, где написано, что этот двигатель — бесперспективный по выполнению норм токсичности, в частности. RX8 выполняет нормы «Евро-4». Это самые высшие нормы, которые сегодня существуют. Сегодня это реальный двигатель массового производства. Инженеры "Мазды" проявили настойчивость, невзирая на общую тенденцию в мировой экономике. Эта фирма нашла в себе силы, чтобы сохранить и усовершенствовать эту тему. Они прошли большой путь и сегодня могут гордиться тем продуктом, который они выставили на рынок. Сегодня, когда рынок насыщен всевозможными автомобилями, эта фирма предлагает совершенно оригинальный двигатель, который, кроме нее, никто предложить не может. Я надеюсь, что мы тоже в ближайшее время сможем предложить нашим потребителям роторный двигатель, но в нашем исполнении, естественно, с учетом наших возможностей и технологических нюансов», — утверждает Сергей Мясищев.

История российских роторных двигателей продолжается. В настоящее время работы по созданию серийной модели двигателя Ванкеля совместно с «АвтоВАЗом» ведет компания «Интер-Волга». Роторные двигатели нового поколения российской разработки, возможно, скоро появятся на некоторых моделях ВАЗ-2110. Модернизированные двигатели планируется применять в легкомоторной авиации, а также ставить на катера и моторные лодки.


Не оправдавший надежды - журнал "АБС-авто"

Немецкая фирма NSU оставила заметный след в истории мирового автомобилестроения благодаря созданию роторно-поршневого двигателя. Это заслуга ее инженера Феликса Ванкеля, чье имя и получил данный очень интересный мотор (РПД Ванкеля).

Немецкий период

Необходимо сразу отметить, что роторно-поршневой двигатель – это целое направление в моторостроении. Придумано огромное количество их разнообразных конструкций. Однако единственным доведенным до серийного производства представителем племени, в котором функцию поршня выполняет вращающееся тело, является именно РПД Ванкеля. Феликс Ванкель получил патент на свое изобретение в 1957 году. Первый в мире серийный автомобиль с роторно-поршневым двигателем (заднемоторный NSU Spider) начали выпускать в 1964 году, в 1967-м запустили в производство переднеприводный NSU Ro 80, завоевавший титул «Автомобиль года». А затем. NSU сошла со сцены – ее «проглотил» Volkswagen. Однако на этом развитие РПД Ванкеля не прекратилось – дело продолжила японская Mazda, причем весьма успешно. О достижениях японской компании поговорим позднее, а пока рассмотрим устройство немецкой диковинки. Предложенный Ванкелем двигатель состоял из трех основных компонентов: корпуса (в литературе его также называли картером или статором), ротора и эксцентрикового вала. Отличительной особенностью данного РПД является выполненная по эпитрохоиде внутренняя поверхность корпуса и трехгранная форма ротора. К боковой крышке корпуса прикреплена шестерня, которая при работе двигателя остается неподвижной. Другая шестерня с внутренним зацеплением соединена с ротором. Отношение количества их зубьев равно 2 : 3. Ротор через подшипник надет на эксцентрик вала и при поворачивании вала совершает сложное движение – он вращается вокруг своей оси, а та, в свою очередь, описывает окружность вокруг оси вала. Такая конструкция двигателя обеспечивает постоянное прилегание граней ротора к внутренней поверхности корпуса. При этом образуются три полости, объем которых зависит от положения вала и при его вращении периодически меняется (то увеличивается, то уменьшается). Получается как у обычного поршневого мотора, что позволяет реализовать хорошо известный четырехтактный цикл, т.е. впуск, сжатие, сгорание-расширение и выпуск. Все четыре такта в одной полости (камере) осуществляются за один оборот ротора, а камер три. Но если учесть, что эксцентриковый вал вращается в 3 раза быстрее ротора, то на один оборот двигателя приходится один рабочий такт. Следовательно, однороторный РПД можно сопоставить с одноцилиндровым 2-такт-ным или 2-цилиндровым 4-тактным мотором. Нельзя не отметить и обстоятельство, связанное с определением литража двигателя. Рабочий объем одной полости равен разности между ее максимальным и минимальным объемами, и их отношение дает степень сжатия. В обычном четырехтактном одноцилиндровом моторе количество топливовоздушной смеси, равное рабочему объему цилиндра, сжигается за два оборота коленчатого вала, а РПД с одним ротором за те же два оборота «пропускает через себя» смеси в 2 раза больше. Отсюда при равном рабочем объеме мощность роторного двигателя получается в 2 раза больше. Чтобы уравнять моторы (для удобства сравнения их характеристик), придумали выражать рабочий объем РПД двойной величиной, что вроде бы разумно. Но тут возникла путаница, так как в обращении оказались обе эти величины. Поэтому надо понимать, о чем в каждом конкретном случае идет речь. В качестве примера рассмотрим «движок» NSU Spider. Рабочий объем его камеры равен 497,5 см3; степень сжатия 8,5; мощность 54 л.с. при 6000 об/мин. Такая мощность соответствует литровому бензиновому мотору тех лет, поэтому приведенный (эквивалентный) рабочий объем рассматриваемого РПД определяют в 995 см3. Кстати, а как собирать налоги в тех странах, где ориентируются на «кубатуру» двигателей? Может быть, начислять даже не в двойном, а в тройном размере по отношению к объему полости, так как их три? Но это так, курьез. Камера сгорания у двигателя Ванкеля имеет серпообразную форму, которая весьма далека от оптимальной с точки зрения тепловых потерь. А это предопределяет повышенное потребление топлива. Не все хорошо получается и с токсичностью отработавших газов. Много неприятностей разработчикам доставило уплотнение ротора – оно получалось сложным и не обеспечивало необходимой герметичности, а также быстро изнашивалось. Потребовала к себе повышенного внимания и свеча зажигания – в силу конструктивных особенностей она не охлаждалась свежей смесью, а посему часто отказывала. Значительным событием стало появление NSU Ro 80. Автомобиль создан с максимальным использованием достоинств РПД. 115-сильный двухроторный мотор (объем камеры каждого ротора остался как у Spider, а суммарный «литраж» удвоился; эксцентрики сдвинуты друг относительно друга на половину оборота вала) расположен в переднем свесе. В результате получился просторный салон. NSU Ro 80 разгоняется до 100 км/ч за 12,8 с; достигает скорости 180 км/ч; расход топлива составляет 11,2 л на 100 км пути. Подведем промежуточный итог. По сравнению с обычным поршневым мотором той же мощности двигатель Ванкеля получается компактнее и легче, но отличается повышенным аппетитом и имеет больше проблем с экологией. Он хорошо уравновешен, однако желательно увеличить надежность и долговечность. Все сказанное относится к раннему периоду развития РПД. В дальнейшем его параметры удалось значительно улучшить, но и «шевелящие поршнями» тоже не стояли на месте и значительно продвинулись и по экономичности, и по экологичности, и по степени форсирования. В итоге реальной конкуренции со стороны РПД Ванкеля так и не получилось.

Японская эра

Появление работоспособного роторного двигателя произвело сильное впечатление на мировую научно-техническую общественность. Многие фирмы закупили лицензии. РПД Ванкеля пытались применять в авиации, на водном транспорте, для газонокосилок, использовать в качестве стационарных для привода электрогенераторов и насосов. Для установки на мотоциклы создали роторные двигатели с воздушным охлаждением. Однако, несмотря на все усилия конструкторов, особого успеха эта деятельность не принесла. Хотя не обошлось и без исключения – Mazda, купив лицензию у немцев, внесла в двигатель собственные изменения и с 1967 года начала серийно комплектовать ими свою продукцию. Первым японским автомобилем с РПД стал двухместный спортивный Mazda Cosmo Sport (110S). Его 110-сильный двигатель (2 ротора, объем каждой камеры 491 см3) позволял достигать скорости 185 км/ч. За ним последовали другие. Выпуском роторных автомобилей фирма занималась более четырех десятилетий, причем в весьма приличных количествах. Большинство моделей могли комплектоваться как роторным, так и обычным моторами. К сожалению, при таком подходе теряется одно из главных достоинств РПД – его компактность. Зато увеличивается тираж, что благоприятно сказывается на цене. Среди роторных «японцев» были и более, и менее удачные модели. Значительным успехом стало создание в 1978 году Mazda Savanna RX-7. 2-роторный 130-сильный мотор разгонял 4-местный автомобиль до 180 км/ч. Специалисты фирмы постоянно занимались совершенствованием конструкции роторного двигателя. В целом нововведения шли в том же направлении, что и у обычных моторов. На смену карбюратору пришел электронный впрыск, электронным стало и зажигание. Экспериментировали с впускными трубопроводами, применяли турбонаддув, создавали устройства дополнительной очистки отработавших газов. Вершиной достижений стал 230-сильный «движок» RENESIS для 4-дверного купе Mazda RX-8. Компания всемерно старалась привлечь внимание к роторным двигателям, в том числе участвуя в соревнованиях «24 часа Ле Мана». В 1991 году пришел большой успех – роторная Mazda 787В с бортовым номером 55 выиграла эту престижнейшую гонку.

Принцип работы роторно-поршневого двигателя Ванкеля

Отечественная эпопея

Ротор и корпус РПД Ванкеля

Отдельная страница в истории РПД – работы по данной теме в СССР, а затем и в России. Мы лицензию не покупали – перед тем как платить деньги, надо сначала разобраться, за что. Вот мы и разбирались. А позднее оказалось, что сделали правильно – платить-то было не за что. Все фирмы, кроме Mazda, купившие лицензию, их повыбрасывали. Кроме того, любая индустриально-развитая держава, а Советский Союз, несомненно, был таковой, должна быть в курсе всех нюансов развития техники, что заставляло нас заниматься и данной тематикой. В нашей стране работы по РПД велись несколькими организациями, в том числе мото- и автостроителями. В Серпухове создали несколько моделей мотоциклов с такими моторами. Их испытывали, и они даже принимали участие в соревнованиях. Существенных успехов в роторном деле добились в Тольятти. На ВАЗе своими силами сумели разработать целое семейство двигателей мощностью от 40 до 200 л.с., причем наибольшие усилия были направлены на 120- и 140-сильные варианты. Первоначально идея заключалась в создании «бешеных» «Жигулей» примерно таким путем, как в Горьком поступали с «Волгами», оснащая их силовыми агрегатами от «Чайки». Эти автомобили предназначались для спецслужб, и они были созданы и производились в небольших количествах. Затем волжскими РПД заинтересовались авиаторы, например, была предпринята попытка установить их на легкий вертолет Ми-34. Во второй половине 1990-х годов роторные машины из Тольятти даже стали поступать в свободную продажу. Эпопея с РПД закончилась, когда на ВАЗ пришла компания Renault. Французы действовали по хорошо известному принципу: экономика должна быть экономной. Подробнее о ВАЗовских роторных изделиях и возможностях их обслуживания наш журнал рассказал в № 3/2002. В заключение вновь вернемся в Японию. В июне прошлого года Mazda выпустила последний роторный автомобиль (RX-8), и в настоящее время такие транспортные средства нигде в мире не производятся, по крайней мере, серийно. По поводу дальнейшего хода событий от пресс-службы компании поступают противоречивые сведения. Так и должно быть – фирма подогревает интерес к своей продукции. Попробуем порассуждать о перспективах РПД Ванкеля. В последние десятилетия направление развития мирового моторостроения в основном задавалось законодателями, которые, стараясь угодить избирателям (и это хорошо), принимали один за другим все более жесткие экологические стандарты. Но теперь проблема загрязнения окружающей среды автомобилями практически решена (Euro VI вступили в действие) и на первый план вышла обеспокоенность по поводу изменения климата. То ли происходит потепление, то ли похолодание. Пока точно не известно, но виновный уже назван – парниковые газы, а значит, с ними надо бороться. Это очень выгодно для имиджа слуг народа. А что эта борьба означает для автомобилестроения? Ответ прост: повышение КПД силовой установки и снижение массы транспортного средства посредством уменьшения его размеров и применения легких материалов в конструкции. Здесь и кроется основная опасность для роторных двигателей – по экономичности они далеко не лидеры. Правда, остается надежда на подзаряжаемые гибридомобили. Эти транспортные средства имеют приличный пробег на электротяге и при небольшой протяженности поездок им двигатель внутреннего сгорания особо и не нужен. В таких случаях ДВС фактически превращается в балласт, и главное требование к нему – низкая масса и малый размер, т.е. то, чем отличаются РПД. Кроме того, роторные двигатели неплохо проявили себя при работе на водороде, а футурологи называют водород топливом будущего. Так что для РПД Ванкеля пока еще не все потеряно. Уникальную информацию по устройству, эксплуатации и ремонту систем турбонаддува смотрите на сайте turbomaster.ru

  • Геннадий Дунин

История авто: Особое вращение

В августе 1902 года в немецком городке Лар, что расположен в земле Баден-Вюртенберг, появился на свет Феликс Генрих Ванкель – немецкий изобретатель, вошедший в историю техники как создатель роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания. В этом году исполняется 115 лет со дня его рождения

Рудольф Ванкель – отец будущего изобретателя – служил лесничим, мать занималась домашним хозяйством, и семья считалась достаточно зажиточной. Однако сразу после начала Первой мировой войны главу семейства призвали в армию и отравили на фронт, откуда он так и не вернулся, а в 1915 году семье пришлось переехать город Гейдельберг. Феликс, как и многие из его сверстников, оставшихся без отцов, должен был самостоятельно думать о хлебе насущном: юноша оставил обучение в гимназии и стал искать работу. Для начала он нанялся учеником продавца в книжное издательство. Работа была не тяжелая и позволяла Феликсу иметь собственные деньги.

Надежды и разочарования

Однако торговля книгами оказалась Ванкелю не по душе, поскольку настоящей его страстью стало изобретательство. И здесь его творческие интересы были поразительно широки. Чем только Феликс не занимался – приборами, передающими световые импульсы, паровыми турбинами, двигателями внутреннего сгорания… Зачастую придуманные им механизмы отличались от уже известных весьма оригинальным устройством.

Как и многие соотечественники, молодой человек интересовался политикой. В начале 20-х годов прошлого века Германия представляла собой арену непримиримой политической борьбы. Партии самых разных мастей – от «красных» до «коричневых» – пытались завербовать как можно больше сторонников. В 1921 году, поддавшись на пропагандистские трюки, Ванкель вступил в Национал-социалистическую рабочую партию Германии, которая в тот период была еще не слишком популярной.

Но политика политикой, а жить было как-то нужно. Скопив немного денег, молодой человек сделал попытку «сочетать приятное с полезным». Не бросая торговли, он в 1924 году открыл собственную механическую мастерскую, где строил им же придуманные механизмы. Одним из основных изобретений этого периода стала «масляная турбина». Феликс потратил на нее два года жизни, после чего попытался получить патент на свое детище. Однако выяснилось, что патент на подобное устройство был выдан… аж четыре десятилетия назад! И хотя запатентованный образец оказался куда примитивнее того, что предлагал Ванкель, ему было отказано.

То стало настоящим ударом судьбы, ведь Феликс надеялся, что с помощью своей турбины сможет встать на ноги и полностью посвятить себя изобретательству! А в довершение несчастий он потерял работу в издательстве.

Этот период оказался самым сложным в жизни изобретателя. Чтобы хоть как-то зарабатывать на жизнь, он брался за любое дело. Среди прочего Ванкель принялся за модернизацию двигателей внутреннего сгорания и вскоре добился на этом поприще значительных успехов. Занявшись наконец любимым делом, он полностью отошел от политики и даже написал заявление о выходе из рядов национал-социалистов. На дворе между тем уже стоял 1932 год – сторонники Гитлера набирали силу, и на выборах в Рейхстаг нацистская партия получила 230 мест. А уже в следующем году Адольф Гитлер был избран на пост канцлера Германии. По стране расползалась «коричневая чума». Бывшие соратники по партии припомнили Ванкелю его поступок, и он получил полгода тюрьмы. Можно считать, легко отделался, поскольку вполне мог бы попасть в один из «исправительных лагерей», откуда мало кому удалось вернуться.

Рождение мотора

Но изобретатель тогда даже не задумывался над возможными последствиями своих политических «исканий», его полностью поглотила новая идея – построить «машину с вращающимися поршнями». То есть новый двигатель внутреннего сгорания, в котором не было бы ни цилиндров, ни поршней в привычном понимании. Вместо них Ванкель предлагал использовать овальной формы камеру сгорания, внутри которой на валу вращался ротор, имевший в сечении форму треугольника со скругленными сторонами. При этом смесе-образование, зажигание, смазка, охлаждение и запуск были принципиально такими же, как и у обычных ДВС.

Новая конструкция позволяла осуществить четырехтактный цикл без механизма газораспределения и всего, что с ним связано. Такой подход делал мотор более простым, компактным и легким. На воплощение идеи понадобилось довольно много времени, но в 1934 году опытный образец роторного двигателя, названного DKM 32, был готов и показал неплохие результаты на испытаниях. Ванкелю удалось получить на него патент.

Это изобретение сделало его известным, хотя богатства так и не принесло. Следующие два года он работал по заказам целого ряда фирм, занимаясь конструированием клапанов и камер сгорания для ДВС. Однако идея роторного двигателя не покидала Ванкеля, и за пару лет он успел создать несколько вариантов своего мотора.

В 1936 году его изобретение заинтересовало компанию BMW, которая предложила ему сотрудничество. Давняя мечта Ванкеля сбылась: он основал собственную исследовательскую лабораторию в городке Линдау. Впрочем, поработать удалось недолго – началась Вторая мировой война, во время которой конструктору пришлось переключиться на военные заказы, в основном от берлинской фирмы DVL, занимавшейся разработкой и производством авиационных моторов.

После войны в стране началась денацификация, и, хотя никаких репрессий в отношении Ванкеля не последовало, его лаборатория была закрыта. Все ее оборудование вывезли во Францию в качестве репараций, а опытнейший конструктор почти шесть лет оставался не у дел.

Чем бы все это закончилось – неизвестно, но в 1951 году о Ванкеле вспомнили в компании NSU, с помощью которой ему вновь удалось создать конструкторское бюро и начать работу. NSU тогда всерьез интересовалась роторными двигателями и финансировала работы в этом направлении. А шесть лет спустя на свет появился мотор DKM, в котором ротор вращался вокруг неподвижного центрального вала. Кроме ротора вращалась и внутренняя часть поверхности корпуса. Новый двигатель работал очень устойчиво, но обладал существенным недостатком – свечи зажигания располагались внутри, и, чтобы их заменить, требовалось полностью разобрать мотор. Исправляя недостаток, конструктор придумал новый вариант двигателя – ККМ. В нем внутренняя стенка корпуса оставалась неподвижной, и именно этот мотор сегодня именуется «классическим». Днем рождения современного роторного двигателя считается 7 июля 1958 года.

Автомобиль, оснащенный таким агрегатом, был выпущен в том же году. Первой серийной моделью стал NSU Spider, а первой массовой – седан бизнес-класса NSU Ro 80, который разошелся в количестве 37 204 экземпляров.

В том, что мечта изобретателя осуществилась, была большая заслуга инженера Вальтера Фройде, который работал параллельно с Ванкелем над решением ряда технических проблем, касавшихся усовершенствования роторного мотора. Впрочем, свою роль сыграла и вера в новинку руководства фирмы NSU, ведь в то время лишь немногие немецкие компании могли себе позволить заниматься подобного рода разработками. Чтобы рискнуть вложить в них деньги, требовалось поистине гениальное чутье на перспективные новинки. И в случае с роторным мотором этот риск оказался вполне оправданным.

Признание

Заслуги Феликса Ванкеля в области двигателестроения были не только общепризнанными, но и высоко оцененными. В 1969 году Мюнхенский технический институт присудил конструктору докторскую степень, а в 1987-м он удостоился звания профессора.

Уже после смерти изобретателя, последовавшей 9 октября 1988 года, роторные двигатели получили его имя. До сих пор некоторые автомобильные фирмы устанавливают их на свою продукцию, особенно в тех случаях, когда требуется мотор «погорячее», не сдерживают «экологические рамки» и нет ограничения на расход топлива. Речь идет прежде всего об автомобилях для спецслужб и «заряженных» спортивных версиях. Пожалуй, самой известной моделью с роторным двигателем стала Mazda RX-8. Хотя и в нашей стране выпускались машины с двигателем Ванкеля –  в частности, ВАЗ-2109-90, которая производилась для милиции и ряда других силовых структур.  

Автор
Константин Шляхтинский
Издание
Автопанорама №8 2017
Фото
из архива автора

Феликс Ванкель, изобретатель, мертв; Создателем роторного двигателя был 86

Феликс Ванкель, изобретатель роторного двигателя для автомобилей, носящих его имя, а также другого автомобильного и авиационного оборудования, скончался в воскресенье в своем доме в Линдау, Западная Германия, на Боденском озере. Ему было 86 лет.

Инженер-исследователь, известный как блестящий математик с механическими наклонностями, он никогда не получал университетского образования. Его венцом стал роторно-поршневой двигатель Ванкеля, который разрабатывался на протяжении многих лет между двумя мировыми войнами в частной экспериментальной мастерской, которую господин Г-н Роккельдз.Ванкель основал компанию, когда зарабатывал на жизнь продажей научных книг.

Революционный двигатель не стал доминирующим фактором в автомобильном производстве, но он занял небольшую, но надежную нишу, особенно в легковых автомобилях Mazda, производимых в Японии.

Двигатель имеет две движущиеся части, треугольный ротор и одну эллиптическую камеру. Большая разница между двигателем Ванкеля и обычным двигателем внутреннего сгорания состоит в том, что у Ванкеля нет поршня и цилиндров.Он разработан для выработки большей мощности при меньшем пространстве, чем обычные двигатели. Автокомпании Без энтузиазма

Спроектировать двигатель Ванкеля было гораздо проще, чем произвести его, потому что требовалась помощь опытной автомобильной компании. Как и бесчисленное множество других изобретателей с блестящими и причудливыми идеями, он не вызвал большого энтузиазма среди крупных производителей в своей родной Германии.

Лишь в конце 1950-х он наконец получил аудиторию и финансовую поддержку от N.С.У. Werke Motor Company, небольшой, но прогрессивный производитель в Западной Германии, чьи инициалы расшифровываются как «Союз швейных машин Неккарзульма». Г-н Ванкель разработал удовлетворительный прототип, но только десять лет спустя он смог получить двигатель в производство для автомобилей Mazda в Японии. Mazda с двигателем Ванкеля была представлена ​​в Соединенных Штатах в 1971 году.

За первое десятилетие Mazda продала в Соединенных Штатах 200 000 автомобилей с роторным двигателем по цене до 12 000 долларов. Роторная линейка RX-7 по-прежнему предлагается Mazda по текущим ценам от 24 000 до 30 000 долларов.

Г-н Ванкель родился в 1902 году в Ларе в Шварцвальде; его отец был лесником. Семья не была зажиточной, и Феликс был вынужден пойти работать до окончания средней школы. Позже он вспоминал, что с юности у него был единственный дар: технический рисунок.

Он так и не научился водить машину; «Я всегда был слишком мечтательным, и мое зрение было слишком плохим для водительских прав». Но он возился с автомобильной техникой всякий раз, когда находил время, и, наконец, получил достаточно денег, продавая книги для издательства Гейдельберга, чтобы открыть магазин. где он разработал роторный двигатель.Начало производства мотоциклов

К 1926 году г-н Ванкель смог полностью сконцентрироваться на проектировании. Его целью был роторный автомобильный двигатель, но он начал с экспериментов с роторными клапанами на двигателях мотоциклов.

Он подал заявку на патенты на свою концепцию роторного двигателя в 1933 году. Он был одним из первых последователей Гитлера, но в 1932 году вышел из нацистской партии. вечеринка.

Его освободил Ханс Нибель, технический директор Daimler-Benz, производителя автомобилей Mercedes-Benz.Г-н Нибель поручил г-ну Ванкелю провести исследование уплотнительных компонентов, поворотных клапанов и роторных двигателей. Через год он и перешел на конкурирующий Баварский моторный завод.

В 1936 году министерство авиации Германии пригласило г-на Ванкеля продолжить его исследования в государственном авиационном институте. Всегда не в ладах с властями, он отказался, но в конце концов пошел работать на правительство Германии, когда Герман Геринг согласился создать отдельный институт, Испытательный институт Ванкеля, созданный специально для него.

Там г-н.Ванкель разработал систему охлаждения поршней авиационного двигателя, а позже совместно с Mercedes-Benz разработал поворотный клапан для авиационных двигателей, который широко использовался во время Второй мировой войны. Заключен в тюрьму в конце войны

В конце войны он был заключен в тюрьму французскими оккупационными войсками на год, и его мастерская была демонтирована в рамках усилий союзников по предотвращению участия побежденных немцев в исследовательской работе. После освобождения он поселился в Линдау, где продолжил эксперименты, которые привели к созданию успешного двигателя Ванкеля.Он никогда не работал в N.S.U., но был членом отдельной корпорации, известной как Wankel-N.S.U., которая содержала пациентов и занималась лицензированием производства.

Г-н Ванкель оставался бодрым на протяжении всей своей жизни. Среди его хобби были гребля и бег, и он поддерживал потрясающий рабочий график, часто оставаясь в своем исследовательском центре на Боденском озере до раннего утра.

Жена г-на Ванкеля умерла в 1978 году. У них не было детей.

Что такое роторный двигатель и почему нацисты изобрели верхние уплотнения?

Вы перестали пускать слюни, как собака Павлова? Я точно не знал.Но просмотр этого видео, на котором Mazda демонстрирует безумную гонку 787 в Ле-Мане, передаёт лишь небольшую часть гоночной родословной этого ротора.

На протяжении многих лет Mazda использовала двух-, трех- и четырехроторные роторные двигатели для ряда различных приложений, включая гоночные автомобили высшего уровня IMSA, прототипы, такие как автомобили 767 и 787, автомобили с открытыми колесами и секретный прототип ралли Группы B с двухроторным RX-7 со скоростью 11000 об / мин. Первая роторная победа Mazda произошла в 1972 году, когда двухроторный спортивный автомобиль RX-2 выиграл гонку IMSA RS в Лайм-Рок-парке.

Mazda добилась успеха в своей серии RX, выиграв гонки с RX-2, RX-3 и RX-7. А с появлением RX-7 он продолжил победную серию, вырвав подиум в своем классе на протяжении 10 лет на гонках 24 часа Дайтоны. Кроме того, в период с 1980 по 1987 год он также выигрывал чемпионат IMSA Grand Touring Championship объемом менее двух литров каждый год.

Однако наибольшая известность роторных моторов в гонках пришлась на 1991 год, когда гоночный прототип 787B с четырьмя роторами, показанный на видео выше, безоговорочно выиграл 24 часа Ле-Мана.Mazda стала не только первым и единственным роторным двигателем, выигравшим знаменитую гонку, но и первым японским конструктором, выигравшим эту гонку. Аккуратный!

Какие модели в настоящее время оснащены ротором?

Нет. Mazda держала его в живых столько, сколько могла, но его исключили из модельного ряда в 2012 году, когда RX-8 был снят с производства. Mazda заявляет, что возвращает роторный двигатель, хотя он будет использоваться в качестве расширителя диапазона в одном из будущих гибридных автомобилей компании. Не совсем триумфальное возвращение легендарного двигателя.

Узнайте, как управлять своим Ротари в Skip Barber Racing School

Изучить поведение, причуды и индивидуальность вашего автомобиля можно самостоятельно, но не на пустом месте. Пропущенная точка торможения или фиксация цели на том дереве может означать погнутый бампер или серьезные медицинские счета. Зачем рисковать, если вы можете безопасно научиться водить свой роторный автомобиль у профессионалов школы вождения Skip Barber Race Car Driving School?

Drive стал партнером легендарной школы гонок Skip Barber, чтобы гарантировать, что при первом включении зажигания вы не полетите в канаву.

Часто задаваемые вопросы о роторном двигателе

У вас есть вопросы, У Drive есть ответы!

Q: Почему Иисус ненавидит ротари?

A: Их используют исключительно грешники. Слава сатане!

Q: Хорошо, но может ли роторный двигатель работать на дизельном топливе?

A: Роторный двигатель может работать на нескольких различных видах топлива, включая дизельное топливо, этанол, метанол, спирт и старый бензин. Он не потечет на слезах, собранных после похода к механику.

Q: Итак, сколько оборотов в минуту может вращаться роторный двигатель?

A: Все.

Q: Но на самом деле.

A: Большинство уличных роторных машин развивают скорость около 8000–8500 об / мин. Однако гоночные двигатели, подобные упомянутым выше, будут иметь частоту вращения выше 10 000 об / мин.

Q: Тогда сколько уплотнений вершины имеет роторный двигатель?

A: Три на ротор.

Q: Боюсь спросить, но сколько стоит починка уплотнений апекса?

A: Начните с того, что дайте механику 2000 долларов, а затем будьте готовы раскошелиться на многие тысячи после этого, пока вы не станете бедным и живете в фургоне у реки.

Интересные факты о поворотных устройствах

Вы знаете, что вам нужно больше фактов о поворотах!

  • Кто-то построил крошечный прозрачный ротор, который вращался до 18 000 об / мин.
  • Mazda когда-то построила двигатель NA Miata с роторным двигателем, который использовал водород в качестве источника топлива! Он, очевидно, не взлетел.
  • RX-7 имел первую установку с последовательным двойным турбонаддувом для серийного автомобиля.
  • Кто-то однажды взял роторный двигатель и заменил его на Ferrari 456 GT.
  • Suzuki когда-то построил и продал роторный мотоцикл под названием RE5, и легендарный дизайнер Джорджетто Джуджаро усовершенствовал его стиль.

Давайте поговорим, комментарий ниже, чтобы поговорить с редакторами

Drive !

Мы здесь, чтобы быть экспертами во всем, что связано с практическими рекомендациями. Используйте нас, хвалите нас, кричите на нас. Прокомментируйте ниже, и давайте поговорим! Вы также можете написать нам в Twitter или Instagram, вот наши профили.

Джонатон Кляйн: Twitter (@ jonathon.klein), Instagram (@jonathon_klein)

Тони Маркович: Twitter (@T_Marko), Instagram (@t_marko)

Крис Тиг: Twitter (@TeagueDrives), Instagram (@TeagueDrives)

Феликс Ванкель | Немецкий изобретатель

Феликс Ванкель , (род.13 октября 1902 г., Лар, Германия - умер 9 октября 1988 г., Линдау, Германия), немецкий инженер и изобретатель роторного двигателя Ванкеля. Двигатель Ванкеля радикально отличается по конструкции от обычных поршневых двигателей с возвратно-поступательным движением. Вместо поршней, которые перемещаются вверх и вниз в цилиндрах, двигатель Ванкеля имеет треугольный вращающийся ротор, вращающийся в закрытой камере. Каждая четверть оборота ротора завершает расширение или сжатие газов внутри камеры, позволяя выполнять четыре функции, характерные для всех двигателей внутреннего сгорания - впуск, сжатие, расширение и выпуск - за один оборот ротора.Единственные движущиеся части - это ротор и выходной вал. Теоретически преимущества этой конструкции включают легкий вес, небольшое количество движущихся частей, компактность, низкую начальную стоимость, меньшее количество необходимого ремонта и относительно плавную работу.

Ванкель никогда не имел диплома инженера или водительских прав. Сын чиновника лесного хозяйства в регионе Шварцвальд на юге Германии, он вырос в стесненных обстоятельствах после того, как его отец погиб во время Первой мировой войны. В молодости он был убежден, что сможет разработать практичный роторный двигатель (концепция была удачной. известный, но обычно отвергаемый как неработающий), он основал небольшой инженерный бизнес в Гейдельберге, финансируя себя другими работами, такими как книготорговля.Некоторое время он был членом нацистской партии, прежде чем она пришла к власти. Во время нацистского периода и Второй мировой войны он жил в Линдау, на Боденском озере (недалеко от границы со Швейцарией), где работал над проектами уплотнений, нетрадиционных поворотных клапанов и роторных двигателей для двигателей автомобилей и самолетов. В разное время он работал в автомобильных компаниях Daimler-Benz и BMW, а также в ВВС Германии.

В конце войны мастерская Ванкеля была демонтирована союзными властями, и в 1951 году он начал работать в Линдау с исследовательским отделом производителя двигателей, NSU Motorenwerk AG.Он завершил свою первую конструкцию роторного двигателя для NSU в 1954 году, а опытные образцы были испытаны в 1957 и 1958 годах. В 1961 году японская автомобильная компания Mazda заключила контракт с NSU на производство и разработку двигателя Ванкеля в Японии. Автомобили Mazda с роторными двигателями были представлены на японском рынке в 1960-х годах и на американском рынке в 1971 году. Ванкель основал ряд собственных исследовательских центров в Линдау, где продолжал работать по контрактам с различными компаниями над фундаментальными проблемами и будущим. применения роторного двигателя.

Ванкель получил ряд наград инженерных обществ в Германии и за рубежом, а в 1969 году он был удостоен звания почетного доктора Технического университета Мюнхена. Посвятив всю свою жизнь антиивисекционизму, Ванкель в 1972 году основал ежегодную или полугодовую премию Феликса Ванкеля за исследования в области благополучия животных для работ и проектов, связанных с благополучием животных и прекращением экспериментов на живых животных.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

50 ЛЕТ РОТАЦИОННОЙ РЕВОЛЮЦИИ

Без роторного двигателя, наверное, не было бы Mazda. А без Mazda роторный двигатель, конечно, не производился бы почти 50 лет.
Именно инженеры Mazda реализовали уникальную концепцию двигателя Феликса Ванкеля и довели ее до коммерческого успеха пять десятилетий назад в этом году.
Роторный двигатель меньше и легче обычного поршневого двигателя, с превосходным соотношением мощности к массе. Поскольку в нем нет возвратно-поступательных частей - только трехсторонний ротор, вращающийся в корпусе, он также работает тише и плавнее.Ротор также обеспечивает выдающуюся производительность при заданном рабочем объеме. Это было большим прорывом для компании, полной автолюбителей.
Mazda также приняла роторный двигатель, чтобы отличаться от других, - философия «бросить вызов условностям», которая сохраняется и по сей день. В 1950-х и 1960-х годах Министерство международной торговли и промышленности Японии, архитектор послевоенной промышленной политики страны, пыталось сделать свой зарождающийся автомобильный сектор конкурентоспособным на мировом рынке. Он хотел упростить количество автопроизводителей, мотивируя это тем, что более крупные производители с большей вероятностью будут конкурировать с американскими и европейскими тяжеловесами.Небольшие производители автомобилей, такие как Mazda, оказались уязвимыми для принудительного слияния.
Но производитель автомобилей, который «думает иначе», создавший новый смелый тип двигателя, с гораздо большей вероятностью сохранит свою независимость. Роторный двигатель: отличная причина для покупки Mazda - автомобиля, который понравился не только тем, кто просто хотел добраться из пункта А в пункт Б, но и поклонникам вождения. 110S) 1967 года не только укрепил репутацию Mazda как небольшого, но очень влиятельного автопроизводителя, но в конечном итоге гарантировал компании постоянное место на автомобильном небосклоне.

Преодоление невзгод

В то время как другие автопроизводители пытались сделать роторный двигатель успешным, но безуспешно, Mazda упорно отказывалась позволить сложным двигателям встать у них на пути. Постоянно возникающая проблема заключалась в появлении царапин, получивших название «следы дьявольских когтей», на внутренней поверхности корпуса двигателя. Это было вызвано тем, что верхние уплотнения треугольного ротора дергались, а не плавно скользили по внутреннему корпусу. Такая оценка привела к плохой прочности уплотнения и вызвала преждевременный отказ от предложений по вращению от многих других производителей автомобилей (см. Панель справа).Инженеры Mazda
под руководством Кеничи Ямамото в конечном итоге не только решили проблему с уплотнением из графит-алюминиевого сплава, но и устранили другие недостатки, такие как чрезмерный расход масла и отсутствие крутящего момента на низких оборотах. В конце концов роторный двигатель стал реальным, сочетая надежность с впечатляющей мощностью для своего размера.
Эта выигрышная комбинация привела к значительному успеху в продажах Mazda в 1970-х годах. Около 100 000 автомобилей с роторным приводом было продано в США только в 1972 году, а в оставшееся десятилетие половина автомобилей Mazda была произведена с роторным двигателем.

Известные роторы

Краткая история роторного двигателя и его дорожного применения -Long Post-

История роторного двигателя

Феликс Генрих Ванкель (* 13 августа 1902 г .; † 9 октября 1988 г.), изобретатель роторного двигателя, 1960 г.

Роторный двигатель (также известный как двигатель Ванкеля) является альтернативой классическому поршневому двигателю, разработанному в 1954 году немецким инженером-механиком Феликсом Генрихом Ванкелем.Основным мотивом
Ванкеля было создание двигателя, который не имел бы сильных вибраций поршневого двигателя.
Хотя двигатель, который он сконструировал, работал отлично, он не нашел применения в автомобилях до тех пор, пока инженер NSU Ханс Дитер Пашке не переработал его два года спустя, чтобы удешевить серийное производство.
По этой причине все роторные двигатели, которые вы можете найти в автомобилях, будут основываться на конструкции Пашке, называемой «KKM 57P», а не на «DKM54» Ванкеля.

Как работает двигатель

236 КБ

Роторный двигатель состоит из овальной камеры (сравнимой с цилиндром поршневого двигателя) с вращающимся ротором внутри нее, перемещающимся не по центру на (обычно горизонтальной) оси, проходящей через середину камеры.
Ротор имеет форму треугольника Рело с более плоскими сторонами, проще говоря, треугольник с закругленными углами.
Из-за нецентрального вращения ротор создает в камере три отдельные секции, сумма которых составляет рабочий объем двигателя.
Сначала топливно-воздушная смесь впрыскивается в первую секцию, откуда вращающийся ротор переносит ее (сжимая в процессе) в секцию зажигания, где зажигается свеча зажигания (в современных роторных двигателях две свечи зажигания). смеси, толкая ротор вперед.
Продолжающееся движение ротора толкает сгоревшие газы обратно к впускному отверстию, но они утилизируются к выпускному отверстию, прежде чем они достигнут впускной секции.

Преимущества и недостатки

Двигатель NSU Wankel Spider, первого серийного роторного автомобиля.

Помимо радикального снижения вибраций, роторный двигатель имеет еще несколько преимуществ по сравнению с классическими поршневыми двигателями:
-Он имеет только две движущиеся части, ротор и ось
-Вибрации можно в значительной степени устранить с помощью хорошо сбалансированных противовесов
- Сопоставимый поршневой двигатель будет в 3 раза тяжелее и в 3 раза больше
- Более плавная передача мощности
- Ротационные двигатели вряд ли будут страдать от раннего самовоспламенения («детонации»)
- Более высокие обороты в минуту достижимы
Двигатель есть и недостатки, среди которых есть и недостатки:
- Резкие перепады температур в одной камере приводят к недолговечным уплотнениям
- Обычно меньший крутящий момент, чем у сопоставимых поршневых двигателей
- Секция зажигания неправильной формы, приводящая к низкому КПД
- Многороторные двигатели подвержены тепловому повреждению между камерами
-Масло, впрыскиваемое в камеру для смазки и сохранения уплотнений, приводит к высокому расходу масла и низким стандартам выбросов, особенно примечателен двигателем Mazda «13B».

Дизель Ванкель - краткая экскурсия, которая ни к чему не привела

Rolls Royce Diesel Wankel 1970-х годов в музее.

В 1970-х годах компания Rolls Royce разработала дизельную версию роторного двигателя для планируемого британского танка, но разработка была остановлена ​​незадолго до того, как двигатель был закончен, когда в танке больше не было необходимости.
Дизель-роторный двигатель использовал один ротор внутри другого, двигающийся немного «вперед», чтобы обеспечить более высокое сжатие.
Но даже при использовании гораздо более сложной системы (которую мне не удалось понять достаточно четко, чтобы написать здесь) двигатель работал не так эффективно, как хотелось бы.
Майко работал над дизельным двигателем Ванкеля для мотоциклов в середине 1990-х годов безрезультатно, прежде чем компания Pats Aircraft, наконец, добилась успеха и в конце 1990-х - начале 2000-х годов выставила на продажу рабочий дизель Ванкель в качестве вспомогательной силовой установки.
Двигатель не продавался долго, и, хотя его можно было использовать в качестве ВСУ, выбросы никогда не были настолько хороши, чтобы рассматривать дизель-Ванкель для автомобиля.
В то же время компания Wankel Rotary GmbH продолжала работать над дизельным двигателем Ванкеля для автомобиля, внедряя непосредственный впрыск и свечи зажигания, чтобы наконец заставить концепцию работать.
Однако компания не смогла представить работающий двигатель, пригодный для массового производства, прежде чем компания объявила о банкротстве в начале 2001 года.
Поскольку выбросы стали важнее, чем когда-либо, а роторный двигатель уже не очень распространен в новом тысячелетии, это маловероятно, что в ближайшее время появится дизель-Ванкель.

Рождение роторного автомобиля - и это сделали чехи

Skoda 1000 MB - первый автомобиль с роторным двигателем.

Вопреки распространенному мнению, не NSU или Mazda первыми бросили роторный двигатель под капот автомобиля, это была Skoda.
Неизвестное количество 1000 МБ было оснащено одновинтовыми роторными двигателями в начале 1960-х годов и использовалось в экспериментальных целях.
Машины покупателям так и не продали, а после окончания экспериментов, скорее всего, списали.

Паук Ванкеля NSU - начало серийного производства аппарата Ванкеля

Один из немногих пауков Ванкеля, которые все еще присутствуют на местном митинге в Германии.

Wankel Spider, изготовленный немецким производителем автомобилей NSU (позже ставший частью Audi), был первым серийным автомобилем, оснащенным роторным двигателем.
700-килограммовый легкий двухместный кабриолет с одинарным ротором объемом 497,5 куб.
Чтобы противостоять массе двигателей, топливный бак и радиатор ушли вперед, оставив два крохотных багажных отделения.
Двигатель был достаточно мощным, чтобы разогнать машину до 155 км / ч, что совсем неплохо для того времени. Было произведено
2.375 автомобилей, около двух третей, как говорят, все еще находятся в эксплуатации.

Мустанг Curtiss-Wright - мощная машина с роторным двигателем

Роторный Мустанг на выставке в 2010 году

В 1965 году американская компания Curtiss-Wright представила Mustang, который они оснастили массивным двухроторным роторным двигателем объемом 3,932 куб.
Двигатель выдал 138 кВт при 5.000 об / мин, достаточно легко, чтобы Mustang двигался должным образом.
Когда автомобиль не смог произвести желаемый положительный отзыв (что понятно), Curtiss продал права на двигатель NSU, сделав красный Mustang единственным автомобилем с роторным двигателем американского производства.
Он переходил из рук в руки несколько раз, последняя информация поместила его в «Национальный музей автомобилей и грузовиков Соединенных Штатов» в Оберне, штат Индиана, в 2012 году. , потому что в конце концов этот обмен сначала производился наоборот.

Mazda Cosmo - Японцы входят в мир вращений

Один из немногих уцелевших экспонатов Cosmos - обратите внимание на низкий капюшон.

Когда Mazda представила Cosmo (называемую 110S на экспорт) в 1967 году, она стала первой компанией, которая начала продавать серийный автомобиль с двухроторным роторным двигателем.
Это несколько иронично, что они превзошли NSU Ro 80 на несколько дней, представив автомобиль с лицензионной версией двигателя Ro 80.
Двигатель Cosmo имел рабочий объем 982 куб.
Название Cosmo должно было напоминать покупателям о «космической гонке», якобы придавая автомобилю очень футуристический вид.
В настоящее время Cosmo пользуется большим спросом, и приличные выжившие недавно достигли средней цены 100.000 $.

НГУ Ro 80 - Немцы догоняют

NSU Ro 80 в последнее время, обратите внимание на букву "H", обозначающую исторический автомобиль.

Вскоре после того, как Mazda представила Cosmo NSU, начали продавать Ro 80, 4-местный седан для высшего среднего класса (сравнимый с сегодняшними Audi A6 и Mercedes E-Class).
Двигатель идентичен Cosmo, мощность всего на 4 кВт больше из-за других карбюраторов.
Многие клиенты выбрали Ro 80 из-за его низкого уровня шума в салоне, современного дизайна и / или потому, что они хотели управлять инновационным автомобилем, не доверяя азиатскому автомобилю (который, кстати, никогда не производился с левым рулем) .
Однако Ro 80 вскоре получил плохую огласку: отказы двигателя из-за неисправных уплотнений верхушки произошли уже через неделю после покупки автомобиля клиентом.
Из-за этой проблемы с двигателем было произведено почти вдвое больше двигателей, чем было произведено Ro 80, и было известно только 4 автомобиля с «совпадающими номерами» (два из которых пошли прямо в музеи).
Несмотря на то, что это особенный автомобиль, цены остались довольно низкими, отчасти потому, что многим любителям олдтаймеров не нравится, что автомобиль выглядит слишком современным для автомобиля примерно 1970-х годов.
Pininfarina представила потенциального преемника «Ro 80 2 Porte +2 »еще в 1971 году, но NSU решила отказаться от роторного двигателя, когда производство Ro 80 прекратилось в 1976 году.

Mazda R100 - практичный брат Cosmo

Желая продавать роторные двигатели более широкой аудитории, Mazda взяла Mazda 1000/1300 (называемую «Familia» в Японии) и оснастила ее двигателем Cosmo, упрощенным за счет использования только одного карбюратора, что снизило мощность до 74 кВт.
Результат был продан как Mazda Familia Presto Rotary в Японии и как R100 в нескольких европейских странах (включая Францию ​​и Великобританию), а также в США (с круглыми, а не прямоугольными фарами).
Роторный двигатель 982 см3 был широко популярен в Японии, поскольку владельцы автомобилей с рабочим объемом менее 1000 см3 должны были платить гораздо меньше налогов.
Это привело к тому, что в последующие годы несколько других автомобилей Mazda стали продаваться с роторным двигателем в качестве дополнительного оборудования.

Citroën M35 - Французский эксперимент

Выживший M35 в коллекции

Не желая упускать из виду инновационный двигатель, Citroën представил M35 в 1969 году.
Автомобиль был основан на Ami 8, но был оснащен гидропневматической подвеской и собственным кузовом.
«С полки» остались только передние крылья, передние указатели поворота, фары и рулевое колесо.
Двигатель был, попросту говоря, наполовину меньше двигателя NSU Ro 80, производя 36 кВт при рабочем объеме 497,5 куб. См в одной камере.
Первоначально Citroën и NSU планировали производить роторные двигатели вместе под названием «Comotor», но Citroën не удалось вовремя закончить завод, в результате чего NSU отправило частично собранные двигатели со своего завода в Неккарзульме, Германия.
Вместо обычного производства Citroën планировал привлечь давних клиентов, чтобы получить разрешение на покупку одного из 500 M35. Однако
заказчики проявили меньшее желание, чем ожидалось, и было выпущено только 267 M35.
В течение следующих двух лет Citroën собирал данные во время плановых проверок, прежде чем планировать выкупить автомобили обратно за то, что первоначально заплатили клиенты, чтобы получить дополнительную информацию перед тем, как списать автомобили, чтобы избежать необходимости предоставлять запасные части.
Шесть M35, как говорят, пережили попытку Citroen вернуть их и сдать на металлолом. Ходят слухи, что один был уничтожен в Германии несколько лет назад, когда склад, на котором он хранился, был подожжен и сгорел.

Mercedes-Benz C111 V1 - SLS, которого никогда не было

C111 V1 на выставке в музее Mercedes - ПРИМЕЧАНИЕ: задняя часть автомобиля была изменена в течение срока службы автомобиля.

Так же, как Citroen Mercedes не хотел пропустить «тенденцию Ванкеля», представив Mercedes-Benz C111 Version 1 на выставке IAA 1969 года во Франкфурте, Германия.
За несколько месяцев до презентации журналистам неоднократно удавалось сфотографировать загадочный суперкар марки Mercedes с дверями типа «крыло чайки», напоминающими знаменитый 300SL.
C111 Version 1 представлял собой низкий двухместный суперкар диаметром 1,125 мм, состоящий из сварной стальной основы, несущей трансмиссию, топливные баки, внутреннюю часть и каркас безопасности, с приклепанным пластиковым корпусом, армированным стекловолокном.
Двери типа «крыло чайки» были необходимы из-за наличия двух топливных баков по бокам, которые снабжали трехроторный роторный двигатель мощностью 206 кВт из 1800 куб. См (3x600 куб.
Несмотря на то, что потенциальные клиенты присылают Mercedes пустые чеки, желая купить любой серийный автомобиль, в который они превратят C111.
Но Mercedes отклонил все предложения.
Трехроторный роторный ротор не нравился за слишком маленький крутящий момент, более поздний четырехроторный роторный ротор был недостаточно надежен.
Пластиковый кузов, изготовленный для Mercedes компанией, специализирующейся на железнодорожных вагонах, тоже вызвал проблемы, поскольку, как говорят, он никогда не достиг стандартов качества Mercedes, ожидаемых от автомобиля с их знаком.
Mercedes в конечном итоге «сменил цель» на турбодизельные двигатели, проведя испытания без каких-либо признаков планирования дорожного автомобиля.

Chevrolet Corvette XP-897GT - Автомобиль Chevrolet хочет, чтобы вы забыли

Восстановленный концепт-кар 2010 года

Через восемь лет после Curtiss-Mustang еще один американский автомобиль с роторным двигателем был представлен на выставке IAA 1973 года во Франкфурте, Германия.
Chevrolet Corvette XP-897GT (зачем использовать простое название) - очень интересный автомобиль, главным образом потому, что это в основном не Corvette.
Автомобиль был оснащен огромным двухроторным ротором объемом 4,359 куб. См производства Chevrolet, установленным за сиденьями, передавая 134 кВт на автоматическую коробку передач в задней части, разработанную для предстоящего 1980-х годов Chevrolet («X-Body») Citation.
Автомобиль был построен Pininfarina за шесть месяцев с использованием шасси Porsche 914.
Хотя дизайн должен был показать, куда движутся будущие поколения Corvette, неизвестно, серьезно ли Chevrolet относился к роторным двигателям или это было просто «чем-то особенным» для шоу-кара.
После IAA автомобиль исчез, прежде чем предполагалось, что он погиб в результате пожара в Калифорнии в 1977 году.
Он появился снова, когда джентльмену по имени Том Фалконер позвонил друг в 1982 году и сказал, что он заметил «странный Corvette» на дороге. свалка металлолома.
Оказалось, что Шевроле «заставил машину исчезнуть», желая стереть любые следы наличия Ванкеля в любимом автомобиле с двигателем V8 или среднемоторном Корвете.
Мистер Фальконер сначала восстановил автомобиль в серебристой окраске, которую он получил с момента его презентации, установив двигатель Vauxhall Cavalier только для того, чтобы автомобиль двигался, прежде чем установить роторный двигатель Mazda 13B (двигатель, впервые использованный в Cosmo), Автоматическая коробка передач Cadillac, предназначенная для автомобилей FWD, с нанесением нового лакокрасочного покрытия в оригинальный Candy-Apple Red в 1997 году.
Автомобиль, который тогда выглядел так, как вы видите выше, в 2010 году все еще принадлежал мистеру Фалконеру и управлял им, что является последним показателем надежности.

Citroën GS Birotor - Неудача в результате эксперимента

Выживший Birotor, обратите внимание на серый M35 на заднем плане, который вы видите выше.

На основе информации, полученной от M35 за несколько лет до того, как Citroën представил Citroën GS Birotor в 1973 году.
Автомобиль во многом напоминал обычный GS с поршневым двигателем, за исключением некоторых деталей и, конечно же, трансмиссии.
Двигатель, произведенный компанией «Комотор» (см. Информацию о M35), представляет собой переработанную версию двигателя NSU Ro 80, двухроторного роторного двигателя мощностью 77 кВт из 995 куб.
Автомобиль также отличался гораздо лучшим стандартным оборудованием по сравнению с обычным GS, а также колесами с пятью болтами, а не с тремя, дисковыми тормозами и трехступенчатой ​​полуавтоматической коробкой передач.
К сожалению, автомобиль был дорогим (дороже, чем Citroën DS гораздо большего размера) и поступил в продажу как раз тогда, когда разразился нефтяной кризис 1973 года.
Вместо тысяч автомобилей было продано только 847 единиц, прежде чем Citroën снял эту модель с производства в 1975 году, пытаясь (в очередной раз) выкупить все автомобили.
На этот раз сообщается, что Citroën так стремился убрать автомобили с улиц, что даже предложил больше денег, чем они изначально стоили.
В зависимости от того, какой источник вы выбрали, сегодня существует 4-7 Birotors, которые в течение десятилетий нельзя было продать, так как на них не было названия, а также отсутствовали другие документы.
Что касается Citroën, то автомобиля не существовало, а автомобиль, которого не существует, нельзя продать.

Mazda Rotary Pickup - интересный чудак

Очевидно, игнорируя одну из самых важных особенностей пикапов, Mazda в 1974 году представила Rotary Pickup, основанный на Mazda B-Series второго поколения.
Как ни странно, автомобиль, по всей видимости, предлагался только в США и Канаде.
Пикап длиной 2650 мм можно визуально отличить от версий с поршневым двигателем по расширенным крыльям, перемещению аккумулятора под кровать, другой приборной панели и передней решетке, а также круглым задним фарам.
На оригинальной двери багажного отделения также было написано «ROTARY POWER» с лентой.
В автомобиле используется двигатель 13B, известный по Mazda Cosmo, с двумя роторами в сумме до 1308 куб. См, производящий 82 кВт и 158 ньютон-метров крутящего момента.
Road & Track был впечатлен «плавной, тихой мощностью» и красивым интерьером, но, как и многие, критиковал ограниченный крутящий момент.
Автомобиль появился в автосалонах в 1974 году по цене от 3500 долларов (около 16,800 долларов в сегодняшних деньгах).
Из-за энергетического кризиса автомобили сначала продавались плохо, и дилеры Mazda заставили дилерские центры возвращать непроданные автомобили 1974 года.
Перед тем, как вернуться в дилерские центры, они были проштампованы буквой «S» в VIN-номере, обозначая их как модели 1975 года.
Автомобиль эксплуатировался с 1974 по 1977 год, за последний год был немного модернизирован, было продано чуть более 15 экземпляров.000 раз.
Больший успех, вероятно, был ограничен необычным (и не очень надежным) двигателем, а также тем, что многие люди из-за традиции предпочитали американские машины азиатским.
Сохранилось небольшое количество автомобилей, и хорошие образцы очень востребованы энтузиастами.

Mazda Parkway - Rotary пытается быть слишком практичным

Продолжая традицию использовать роторные двигатели во всем, что они могли достать, Mazda представила Parkway в 1974 году.
Микроавтобус на 25 мест (плюс один водитель) приводился в движение увеличенной версией двигателя 13B, производившей 100 кВт и 179 Нм крутящего момента.
Так как двигатель (который был установлен в середине корабля под полом, приводя в движение задние колеса) не справлялся с 2885 кг автобуса (ситуация ухудшалась, как только пассажиры оказались на борту), позади был установлен обычный поршневой двигатель объемом 1000 куб. задний мост для питания кондиционера и электрических систем.
Плохая производительность в сочетании с высоким расходом топлива привела к тому, что автобус не был очень успешным: с 1974 по 1976 год он был продан всего 44 раза.
Сообщается, что около трети автобусов все еще находятся в рабочем состоянии и обычно передаются по наследству, а не продаются.

Hercules W 2000 - Ротари едет на мотоцикле

В 1974 году роторный двигатель нашел свое применение в массовом производстве мотоциклов, когда немецкая компания Hercules представила W 2000.
Велосипед приводился в движение одновинтовым роторным двигателем, который производил 20 кВт из 294 куб. См (уменьшенный по лицензии двигатель NSU), с двигателем, приводящим в движение 176-килограммовый тяжелый байк через 6-ступенчатую механическую коробку передач.
Hercules запустил байк в производство, чтобы победить Suzuki, Honda, Yamaha и MZ, заплатив за это низким качеством ранних байков.
Hercules была первой компанией, которая продала роторные велосипеды в большинстве стран мира, и только на рынке США первым был выпущен Suzuki RE5.
Мотоцикл (прозванный «пылесосом» из-за большого радиатора перед двигателем) не был очень успешным в течение 5-летнего пробега, отчасти из-за низкого качества, а отчасти из-за высокой цены (цены начинались с 4550). Немецкая марка, почти вдвое больше конкурентов).
Плохие продажи в сочетании с производством Hercules велосипедов даже без заказов, привели к тому, что некоторые из 1.800 W 2000-х годов пережили 2000 год, не будучи зарегистрированными.
Излишне говорить, что эти «спящие красавицы» сегодня самые дорогие.

Mazda Road Pacer AP - Австралийско-азиатский поворотный механизм

Следующим примечательным автомобилем Mazda

с роторным двигателем была Mazda Road Pacer AP 1974 года, и в основном она примечательна тем, что не была Mazda.
Mazda искала новый седан для высшего среднего класса и, желая сократить расходы, стала партнером австралийской компании GM Holden.
Holden будет строить Holden Premiers в Австралии, а затем отправлять полные (но без двигателя) автомобили в Японию.
Mazda установила свой надежный роторный двигатель 13B под капотом, производящий 1308 куб. См из двух камер.
Несмотря на похвалу за низкий уровень шума и плавную подачу мощности, двигателю пришлось бороться, чтобы привести в движение тяжелый автомобиль весом 1600 кг, что привело к медленному ускорению и низкому расходу топлива до 8 баллов.5 миль до галлона.
Автомобиль поставлялся с кучей стандартного оборудования, но по-прежнему продавался очень плохо (нефтяной кризис не особо помог), в результате чего за 5 лет было продано всего 799 автомобилей.

Audi 100 C2 Wankel - преемник Ro 80, которого не было

Одна из подержанных машин, сфотографировано в 1977 году.

В то время как NSU отказалось от роторных двигателей с концом Ro 80, их «преемник» Audi (тогда называвшийся «Audi NSU Auto Union AG») продолжал экспериментировать, оснастив 25 Audi 100 C2 двухроторным роторным двигателем мощностью 132 кВт. двигатель (основанный на двигателе Ro 80) для эксперимента 1977 года.
В то время как автомобили пользовались большим успехом, двигатели не любили, и им требовалось абсурдное количество масла (помогая создать термин «идите на заправочную станцию, проверьте уровень топлива, долейте масло в бак»).
23 автомобиля были утилизированы, один из них принадлежал музею «Autostadt» в Вольфсбурге, Германия, а один был утерян со временем.

Mazda RX-7 - Легенда JDM

Уцелевший RX-7 первой серии с еще одним на заднем плане

Я не сомневаюсь, что большинство из вас, читающих эту статью, знают эту машину, а некоторым, вероятно, нравится ее третье поколение, появившееся в 1991 году.
RX-7 (в Японии называемый «Саванна») прибыл в автосалоны в 1978 году, когда казалось, что эра роторных двигателей закончилась.
После провала эксперимента Audi больше не существовало автомобиля с двигателем типа NSU, что сделало Mazda единственным производителем роторных двигателей.
Они настаивали на том, чтобы называть его так, а не «Ванкель», поскольку права на название на «Ванкель» принадлежали Volkswagen.
Двухроторный двигатель развивал 95,5 кВт и 167 Нм при 1,148 куб.
Глава развития Mazda Кеничи Ямамото отвечал за новый двигатель, который значительно повысил надежность и расход топлива за счет более высокого обычного расхода масла.
Помимо уникального двигателя, главной привлекательностью RX-7 была низкая цена: она начиналась с 4,800 долларов по сравнению с его прямым конкурентом, Porsche 924.
До 1985 года Mazda смогла продать чуть более 471,000 автомобилей первого поколения, причем незначительный косметический ремонт в 1981 году («SA22C / FB2»).
RX-7 прожила еще два поколения, прежде чем упразднить название с помощью «Spirit R» - версии знаменитого RX-7 FD3S в 2002 году.

Mazda Series JC Cosmo - Поворотный единорог

В 1990 году Mazda представила серию JC Cosmo (также называемую Eunos Cosmo), большое спортивное купе с двигателем 1.Трехроторный роторный двигатель объемом 962 куб. См, производящий 220 кВт и 403 ньютон-метра с помощью двух турбонагнетателей.
Это самый большой роторный двигатель, когда-либо проданный Mazda.
На родном рынке автомобиль был ограничен до 180 км / ч, без ограничений он мог достигать 255 км / ч.
Максимальный крутящий момент был уже при 1800 об / мин, что позволяло добиться впечатляющего ускорения в обмен на высокий расход топлива.
В период с февраля 1990 г. по сентябрь 1995 г. было продано 8 875 автомобилей, хотя 60% из них были оснащены дополнительным двухроторным двигателем меньшего размера, что делало «полную» версию довольно редкой.
Автомобиль продавался только в Японии, рыночные возможности в Европе рассматривались как слишком ограниченные, и бренд Amati для американского рынка так и не появился.
Тем не менее, несколько автомобилей с тех пор попали в США и Европу, хотя конкретные цифры неизвестны.

Mazda 787B - A Rotary побеждает в Ле-Мане

Автомобиль-победитель на рекламном изображении - обратите внимание на RX-7 на заднем плане.

Хорошо, Mazda 787B 1990 года не столько ездит по дорогам, сколько гонкам, но я считаю, что она все же заслуживает упоминания.
В 1990 году были построены две машины (названные Mazda 787) для участия в 24-часовой гонке в Ле-Мане.
Легкий автомобиль весом 830 кг приводился в движение специально сконструированным четырехроторным безнаддувным роторным двигателем, передавая 515 кВт (ограниченная мощность, можно было бы и больше) через 5-ступенчатую коробку передач Porsche на задние колеса.
Двигатель был высокоэффективным для роторного двигателя, с тремя свечами зажигания на камеру и уплотнениями из нитрида кремния для повышения эффективности.
Но когда в 1990 году автомобиль занял лишь 20-е место, Mazda вернулась в мастерскую, чтобы внести некоторые изменения.
Получившийся в результате автомобиль, знаменитый 787B, был визуально идентичен предшественнику, но с коробкой передач Porsche и монококом из углеродного волокна британского производства.
Основным отличием стал новый регулируемый воздухозаборник, позволяющий адаптироваться к различным условиям.
Было изготовлено три обновленных автомобиля, а также два оригинальных автомобиля.
Усилия окупились: автомобиль под номером 55 выиграл гонку, отправив трех Jaguar на 2-4 места.
Это был первый и пока единственный японский автомобиль, выигравший знаменитую гонку, а также единственный автомобиль, который когда-либо выигрывал без поршневого двигателя.

Моллер Skycar M400 - Роторный автомобиль-самолет-вертолет-что-то

Прототип Skycar на официальном изображении, показанный так и не взлетел

Далее идет самая странная запись в списке, которая больше всего расширяет определение «дорога».
Moller Skycar M400 появился в 1990-х годах и был задуман как частный самолет, на котором можно было проехать из гаража на взлетно-посадочную полосу.
Или, как вариант, просто поезжайте к месту назначения.
Разработка началась еще в 1970-х годах, когда дизайн летающей тарелки изменился на то, что вы видите выше.
Пол Моллер, разработчик машины, сказал, что вложил в проект более 100 миллионов долларов.
Skycar предназначен для автономного полета, как только водитель / пилот набирает пункт назначения, но до сих пор ни автоматизированная система не работала, ни Skycar никогда не выполнял полет без привязки.
18 октября 2009 года Моллер подал заявление о личной защите в соответствии с главой 11 федерального закона о банкротстве.
Основным источником энергии являются четыре тяговых вентилятора, установленных на регулируемых опорах, что позволяет им смотреть вперед для движения в горизонтальном направлении или вверх для зависания / вертикального взлета и посадки.
В каждой из четырех гондол установлен ротор, а также два независимых роторных двигателя, произведенных компанией Freedom Motors, основанной дочерней компанией Moller.
Назначение восьми двигателей состоит в том, чтобы по-прежнему иметь как минимум четыре, если какой-либо из гребных двигателей выйдет из строя.
Говорят, что двигатели объемом 530 куб. См развивают мощность 76 кВт при работе на этаноле, при этом они могут работать на любом топливе, включая как дизельное топливо, так и бензин.
После подачи заявления о банкротстве Моллер попытался продать прототипы на eBay, но обе машины не удалось продать.
Предполагается, что они будут храниться на складе, а компания Моллера вернулась к дизайну летающих тарелок.
Последний статус - объявленный испытательный полет в 2016 году, который так и не состоялся.

Mazda RX-8 - прощание Mazda с Rotary

RX-8 в Германии, обратите внимание на символ Rotary на подголовнике.

Возвращаясь к автомобилю, мы возвращаемся к Mazda RX-8, представленной в 2003 году.
Хотя автомобиль был продан как преемник RX-7, он не имеет общих частей с предшественником.
Купе 2 + 2 было доступно с мощностью 141 или 170 кВт, две версии отличались конструкцией впуска, ограничителем оборотов и другим блоком управления двигателем, причем более мощная версия также получила шестиступенчатую механическую коробку передач, а не стандартную. пятиступенчатая.
Двигатель был основан на двигателе RX-7, но с рядом изменений, направленных на снижение расхода топлива на 20-30%.
К сожалению, RX-8 все еще требуется примерно на 30% больше масла, чем сопоставимым автомобилям с поршневым двигателем.
Двигатель имеет рабочий объем 1,302 куб. См и частоту вращения до 9 000 об / мин в более мощной версии.
Mazda очень гордилась тем, что была последней компанией, которая выставила в продажу роторный автомобиль, что отражено в символе «Renisis» (стилизованный ротор), внедренном в автомобиль десять раз, включая крышку двигателя, заднюю часть. противотуманные фары и подголовники.
В период с 2005 по 2009 год Mazda также продала версию RX-8, которая могла работать на топливе или водороде, хотя, вероятно, это был скорее престижный проект, чем автомобиль, предназначенный для заработка.
Mazda прекратила производство RX-8 и роторных двигателей в 2012 году.
Базовая платформа дожила до 2015 года в Mazda MX-5 NC, которую использовал немецкий дилерский центр, который продал несколько десятков NC. с трансмиссией RX-8.
Mazda анонсировала RX-9 в конце 2015 года, но с тех пор никакой конкретной информации не публиковалось.

Mazda Furai - недолговечная красота

Объединенное фото дня со смертельным исходом, между снимками прошло полчаса

Mazda Furai (по-японски «Звук ветра») - концептуальный автомобиль, представленный Mazda в январе 2008 года как последний из пяти концептуальных автомобилей Nagare, представленных с 2006 года.
Автомобиль длиной 4,563 мм весил всего 675 кг благодаря шасси из углеродного волокна, основанному на гоночном автомобиле C65 Le Mans.
Автомобиль был оснащен трехроторным роторным двигателем, который производил 336 кВт при комбинированном рабочем объеме в два литра, предназначенный для работы на биоэтаноле и, как утверждается, был достаточно мощным, чтобы позволить автомобилю развивать скорость до 325 км / ч.
Автомобиль имел номер 55 из победившего в Ле-Мане 787B, и Mazda подумывала об участии с ним в гонке в Ле-Мане.
После появления на Североамериканском международном автосалоне автомобиль проехал по нескольким журналам, прежде чем внезапно исчез.
Только 29 ноября 2013 года общественность узнала о печальной причине внезапного исчезновения любимой машины.
Автомобиль был доставлен в парк Бентуотерс недалеко от Лондона, Англия, 19 августа 2008 года, чтобы появиться в статье в журнале Top Gear.
Марк Тайсхерст, профессиональный автогонщик, управлял автомобилем во время фотосессии, когда в 11:52 утра загорелся моторный отсек, когда машина двигалась на высокой скорости.
Тайсхерст смог остановить машину и выйти из машины до того, как огонь достиг кабины, но из-за неудачного местоположения пожарные поначалу не знали об аварии, и им потребовалось несколько минут, чтобы добраться до машины.
К этому моменту машина была охвачена пламенем, без надежды на устранение повреждений.
Пожар был ликвидирован в течение 8 минут, а Mazda загрузила обугленные останки и отправила их в свою студию современного дизайна в Ирвине.
Куда они пошли, неизвестно, предполагается, что их просто утилизировали.

Audi A1 e-tron - Возвращение Ротари?

С момента окончания NSU Ro 80 в 1970-х годах права на двигатель Ванкеля принадлежали Volkswagen, который ввел их в эксплуатацию в 2011 году через Audi.
Они представили Audi A1 e-tron, электрическую версию A1, приводимую в движение передним электродвигателем мощностью 75 кВт.
Аккумуляторы, размещенные перед задней осью, можно заряжать через кабель или через небольшой однороторный двигатель Ванкеля мощностью 15 кВт, который находится в пространстве, обычно занимаемом запасным колесом.
Wankel - действительно хороший выбор для усилителя дальности действия из-за своего небольшого размера, легкого веса и низкого уровня шума.
Автомобиль должен был быть продан с 2015 года, но затем был отложен, так как новая дата выпуска еще не была назначена.
Все 30 выпущенных автомобилей все еще существуют и используются Audi на мероприятиях, посвященных инновационным автомобилям, или в качестве VIP-шаттла в таких случаях, как Немецкая телевизионная премия.

Список отнюдь не окончательный, особенно в Японии многие автомобили опционально оснащались небольшими роторными двигателями из-за их преимуществ с точки зрения налогов.
Все предоставленные данные были исследованы, насколько мне известно, если вы обнаружите ошибки, пожалуйста, дайте мне знать.

#Blogpost

# Ротари

13 августа 1902 г .: Дата рождения изобретателя роторного двигателя

Первый двигатель Ванкеля DKM54 теперь выставлен в Немецком музее в Бонне, Германия. *
Фото: любезно предоставлено Ральфом Пфайфером * 1902: Феликс Ванкель, изобретатель роторного двигателя, родился в Ларе, Германия.

Не имея диплома, да и вообще университетского образования любого рода, Ванкель, тем не менее, обладал первоклассным техническим умом.Еще в возрасте 20 лет он задумал роторный двигатель, который, как он надеялся, заменит более сложный и менее эффективный поршневой двигатель с возвратно-поступательным движением.

Ванкель получил первый патент на свою конструкцию двигателя в 1929 году, но события уже скоро его настигнут.

На политическом фронте Ванкелю не удавалось найти передышку. После раннего заигрывания с национал-социализмом он столкнулся с нацистами и был брошен в тюрьму на несколько месяцев. После своего освобождения Ванкель провел довоенные годы, работая над поворотными клапанами и уплотнительной техникой для нескольких немецких фирм.

Он продолжал в том же духе во время войны, разрабатывая уплотнения и клапаны для использования в немецких самолетах и ​​военно-морских торпедах. За это его снова посадили в тюрьму, на этот раз оккупационными властями союзников. Они также закрыли его лабораторию и конфисковали его работу.

Однако к 1951 году он вернулся в бизнес и в 1957 году, наконец, произвел первый прототип роторного двигателя Ванкеля, который после различных доработок и лицензионных соглашений нашел свое применение в автомобилях, самолетах и ​​мотоциклах по всему миру.По крайней мере, одна компания, японский автопроизводитель Mazda, построила свою репутацию в основном на роторных двигателях и по сей день продолжает производить экологически чистые модели.

Ванкель (который, что интересно, так и не научился водить машину) также известен своим яростным противодействием использованию животных в медицинских экспериментах. Ежегодно присуждается даже премия Ванкеля за выдающиеся исследования, которые одновременно продвигают концепцию защиты животных в лаборатории.

(Источник: Ротариньюс.com, Wikipedia)

Radical Engines, Quirky Designs Refuel Quest for Car of Future

Green Speed ​​Demons and Other Alternative Autos

Электрический суперкар Wrightspeed X1 Sparks Hybrid Dreams

Новый двигатель сгорает Старые идеи

Wired Blog

Родился Феликс Ванкель, отец роторного двигателя.

год.

Феликс Ванкель, немецкий инженер, изобретатель роторного двигателя, родился 13 августа 1902 года в городе Лар, Германия. Ванкель увлекся двигателями внутреннего сгорания в раннем возрасте и начал разработку концепции роторного двигателя еще в 1924 году.

Обладая даром к математике и черчению, он мечтал разработать новый тип двигателя, который сочетал бы в себе лучшие черты поршневых двигателей и турбин.

В стандартных двигателях внутреннего сгорания движущиеся поршни запускали и управляли процессом сгорания. В роторном двигателе Ванкеля вращающийся ротор в форме изогнутого равностороннего треугольника управлял сгоранием. Он разработан для выработки большей мощности при меньшем пространстве, чем обычные двигатели.

Ванкель получил свой первый патент на беспоршневой двигатель внутреннего сгорания в 1929 году.

Это один из двигателей, опередивших свое время.

NSU Motorenwerke AG, немецкий автопроизводитель, который в конечном итоге был приобретен Volkswagen Group и слился с тем, что стало Audi, начал работу над роторным двигателем в 1951 году. Ванкель подписал консалтинговое соглашение с NSU и спроектировал первый рабочий прототип компании; DKM 54.

DKM впервые был введен в эксплуатацию в феврале 1957 года.

Первая конструкция имела внутренний вращающийся корпус и ротор, вращающийся вокруг центрального вала.Роторные двигатели были меньше и легче своих поршневых собратьев, но при этом могли генерировать достаточную мощность и высокие обороты с плавностью хода, подобной турбине.

Но у роторных двигателей были и серьезные недостатки. Оригинальные моторы пришлось разобрать для замены свечей зажигания. Ранние модели имели проблемы с уплотнением камеры сгорания и низкими выбросами. А их нецилиндрические части было сложно и дорого производить.

Второй прототип роторного двигателя, KKM 57, также был создан NSU.KKM был радикальным отходом от первоначальной концепции Ванкеля и был построен без его ведома. Вторая конструкция была принята NSU для автомобильной промышленности из-за ее превосходной работы на низких скоростях и удобства обслуживания.

В 1964 году NSU представила первый в мире автомобиль с роторным двигателем - Spider. Три года спустя Mazda представила свой собственный роторный автомобиль Cosmo. Mazda заключила лицензионный договор с NSU в 1961 году для разработки собственного роторного двигателя. Президент Mazda Цунедзи Мацуда хотел создать фирменную технологию, чтобы выделить небольшого, но растущего японского автопроизводителя.Услышав о работе NSU над концепцией роторного двигателя, Мацуда был убежден, что дизайн и механическая элегантность - это именно то, что нужно Mazda, чтобы выделиться.

Первая Mazda с двигателем Ванкеля была представлена ​​в США в 1971 году. За первые десять лет Mazda продала в США 200 000 автомобилей с роторным двигателем по цене до 12 000 долларов.

Daimler-Benz, Alfa Romeo, Rolls Royce, Porsche, General Motors, Suzuki и Toyota также лицензировали роторный двигатель в какой-то момент, начиная с 1960-х годов.

GM активно продвигала технологию роторных двигателей в 1973 году, но внезапно отменила программу испытаний в 1974 году.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *