Когда-то давно роторные двигатели внутреннего сгорания (двигатели Ванкеля) считались двигателями будущего, которые полностью бы вытеснили традиционные ДВС. Однако прошло пару десятков лет, и то самое будущие наступило, а такие моторы как были, так и остались экзотичным.
Поговаривают, Феликсу Ванкелю приснился диковинный мотор: в овальном корпусе был треугольный ротор, он вращался без шатунов-кривошипов. В многом, поддерживаясь руководством Третьего Рейха, стало возможно произведение теоретической базы знаний по данному вопросу. В 1936 году на средства, которые были выделены по личному распоряжению Гитлера, Ванкель основал в Линдау лабораторию. Все годы войны Ванкель конструировал двигатели для самолетов люфтваффе. Когда фашистская империя была разгромлена, лабораторию закрыли, да и работы конструктора Ванкель был лишен.
Во многом разгромленной Европе было далеко не до инженерных изысков. Вернулись к этому вопросу лишь в 50-х годах, когда во всем мире начали поиски альтернативы распространенному ДВС,
Роторный двигатель покорял своей простотой: вал, корпус и ротор – нет ничего лишнего (мелких деталей, клапанов, шатунов). Проблемы тут оставались лишь с уплотнениями. На то, чтобы их решить ушел не один десяток лет. В конце концов, уплотнители стали служить столько, сколько и поршневые кольца ДВС.
Поверхность корпуса изнутри получила форму эпитрохоиды (треугольная призма) которая слегка скруглена. Она совершала орбитальные движения, тем самым по очереди открывая и закрывая выпускные и впускные окна на корпусе. В общем, вставил и можешь ехать! Причем новый ротор обещал всем мощность вдвое больше предыдущей, сохраняя при этом прежние габариты.
К субъективным стоит отнести непривычность для эксплуатационников так и для простого владельцев РПД. Ведь этот мотор требует изменения некоторых привычек, которые уже давно устоялись у водителей. Так, торможение двигателем тут отсутствует, «внатяг» штурмовать подъемы тем более нельзя. Маленький ротор имеет небольшую инерцию, в отличие от больших двигателей внутреннего сгорания. Частые выключения-запуски "забрасывают" свечи. Звук мотора тут также отличен, а это часто имеет большое значение для людей, которые покупают автомобиль. Однако многие это могут посчитать за преимущество, так как такого звука вы не услышите на других машинах.
Серьезнее всего те недостатки, которые присущи роторно-поршневым двигателям. Для начала, это малые эластичные характеристики и увеличенный расход топлива. Поглощение топлива можно объяснить тем, что через стенки камеры уходит довольно большое его количество. Далее, расход масла по сравнению с обычными ДВС значительно больше. Дело в том, что рабочие поверхности смазываются «на прогар», при помощи лубрикатора и двухтактных моторов. Ресурс такого мотора намного ниже, чем у традиционного из-за того, что уплотнения ротора очень быстро изнашиваются. Правда хочется отметить, что заменить уплотнители намного проще, чем произвести капитальный ремонт двигателя.
Не смотря на все вышеперечисленное, выпущенные производителями ВАЗ, роторно-поршневые двигатели есть, и никто не станет отказываться от их существования. С ними связаны большие надежды не только у автовладельцев, но и у авиаторов, заказы которых начинают быть все частым явлением у тольяттинского СКБ. Помимо этого благодать для тех, кто любит роторы закончиться, так как не исключено что производители ВАЗ, в скором времени переключатся «с земли на воздух». Роторники для авиации будут мощнее и экономичнее, и соответственно намного дороже. Так что если вы хотите приобрести себе автомобиль по не высокой цене стоит поторопиться.
Роторный двигатель внутреннего сгорания (двигатель Ванкеля), принцип работы.
Функция поршня выполнит трехгранный ротор, который преобразовывает силу давления в движения по вращению эксцентрикового вала. Движение ротора относительно статора будет обеспечено двумя шестернями, одна из них закрепляется на роторе, другая сбору статора. Конфигурация рабочих поверхностей статора и ротора – эпитрохоидальная. На рабочей поверхности статора нанесено износостойкое покрытие. Специальные уплотнители установливаются на рабочих поверхностях ротора, так называемые выемки, которые выполняют действия камер сгорания. В размещенных на корпусе подшипниках вращается вал. На корпусе двигателя неподвижно закреплена шестерня. В зацеплении с ней находится шестерня ротора. В результате взаимодействия этих шестеренок обеспечивается орбитальное, по отношению к корпусу, движение ротора. В результате чего образовывается три камеры переменного объема. За каждый полный оборот ротора совершается весь четырехтактный цикл. Крутящий момент возникает в результате действия газовых сил.
образованные между статором и ротором три камеры, аналогичны надпоршневому пространству в традиционном четырехтактном двигателе. Начинается процесс выпуска лишь тогда, когда вершина ротора пересекает кромку впускного окна, после чего объем камер сгорания будет увеличен, и туда поступит горючая смесь. Когда перекрывается впускное окно, смесь начнет свое сжатие следующая вершина ротора и в момент, когда сжатие будет пиковым, подастся искра – начнется рабочий ход. Выпускное окно закрывается, после чего отработанные газы покидают пространство рабочей области. В результате чего, за один оборот ротора произойдет три цикла, что отметает возможность усовершенствования, особенно в конструкциях с двумя секциями, которые получили широкое распространение на данный момент.
Недостатки и достоинства роторного двигателя внутреннего сгорания.
Достоинства:
- возможность потреблять низкооктановый бензин;
- в результате того, что отсутствует возвратно-поступательная движущаяся часть, появляется плавность работы;
- в сравнении с двухтактным поршневым ДВС - меньшее количество деталей;
- меньшая масса и габариты.
Недостатки:
- чтобы прейти на выпуск РПД надо заменить подавляющее большинство оборудования;
- невозможно РПД производить на площадях, которые предназначены для выпуска традиционных ДВС;
- высокий расход масла из-за смазки "на прогар";
- процесс сгорания неэффективный, следовательно — повышение токсичности отработанных газов и расхода топлива.
