Кто не занимался роторными моторами
Перейти к содержимому

Кто не занимался роторными моторами

  • автор:

Что такое роторный двигатель

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

Роторный двигатель (РПД)

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.

Феликс Ванкель и его первый роторный двигатель

Феликс Ванкель и его первый роторный двигатель

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.

ВАЗ с роторным двигателем (ГАИ)

ВАЗ с роторным двигателем (ГАИ)

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 (треугольник Рёло). 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.

Полезно знать. Роторно-поршневой двигатель Феликса Ванкеля

Полезно знать. Роторно-поршневой двигатель Феликса Ванкеля

Двигатель Ванкеля всегда привлекал внимание тем, что он не такой как все остальные — он уникум. Можно только представить, насколько был обрадован и изумлен простотой идеи Феликс Ванкель, когда ему пришла в голову мысль превратить возвратно-поступательные движения во вращательные!? Простая и гениальная идея оказалась сложной в освоении — главным образом тем, что технология требовала огромной точности в производстве деталей, и, как оказалось позже — достижения еще большей, чем в стандартных двигателях, износоустойчивости. Кроме этого, конструкция обладала рядом других технических особенностей, обеспечивших Феликса головной болью на долгое время вперед.

В первые годы после появления первого автомобиля NSU Ro-80 с двигателем, работающим по схеме Ванкеля, десятки компаний на волне возросшего ажиотажа ринулись выкупать лицензии на право производства роторного двигателя, но только считанные единицы смогли разумно преобразовать дорогостоящие чертежи гениального Феликса Ванкеля в металл. Самым известным примером из мира авто остается компания Mazda, которая устанавливает "роторы" на некоторые автомобили серии RX. В мотоциклах этот двигатель тоже нашел применение, примеры которых далее в статье. Впрочем, давайте обо всем по порядку.

Зри в корень. Устройство двигателя Ванкеля

Так называемый двигатель Ванкеля был изобретен немецким инженером Феликсом Ванкелем в 1957 году. Этот тип двигателя внутреннего сгорания использует вращательные движения для создания напряжения вместо привычной поршневой системы. Особенность двигателя – применение трехгранного ротора (поршня), имеющего вид треугольника Рело, вращающегося внутри цилиндра специального профиля, поверхность которого выполнена по эпитрохоиде*.

* Эпитрохоида — плоская кривая, образуемая точкой, жёстко связанной с окружностью, катящейся по другой окружности.

Давление в РПД образуется за счёт вращения ротора. При этом происходит последовательное осуществление процессов – впуска, сжатия, сгорания, выпуска – в разных частях корпуса одного цилиндра. Такая конструкция даёт следующие преимущества: низкий уровень вибрации; отличные динамические характеристики; высокая мощность. Принципы процессов смесеобразования, зажигания, смазки, охлаждения, запуска принципиально ничем не отличаются от обычных поршневых двигателей внутреннего сгорания. Отсутствие громоздкого механизма газораспределения делает такой двигатель значительно проще четырехтактного поршневого за счёт меньшего количества деталей, обеспечивая необычайную компактность и высокую удельную мощность. Из минусов РПД отмечают крайне высокую критичность к регулярному сервисному обслуживанию (замена масла, уплотнителей) и высокий нагрев двигателя, а также большой расход топлива и токсичный выхлоп, что является следствием характерной для РПД узкой серпообразной камера сгорания (по краям камеры сгорание топлива затрудняется).

Соединение ротора с выходным валом через эксцентриковый механизм, являясь особенностью РПД Ванкеля, вызывает давление между трущимися поверхностями, что в сочетании с высокой температурой, приводит к дополнительному износу и нагреву двигателя.

В связи с этим возникает требование к частой замене масла. При правильной эксплуатации периодически производится капитальный ремонт, включающий в себя замену уплотнителей. Ресурс при правильной эксплуатации достаточно велик, но не заменённое вовремя масло неизбежно приводит к необратимым последствиям, и двигатель выходит из строя.

В таком моторе очень важно следить за состоянием уплотнителей. Площадь пятна контакта очень невелика, а перепад давления очень высокий. Следствием этого, неразрешимого для двигателей Ванкеля, противоречия являются высокие утечки между отдельными камерами и, как следствие, падение коэффициента полезного действия и токсичность выхлопа.

Есть еще две сложности у этой схемы мотора — малая длина рабочего хода и очень специфический режим работы кривошипного механизма — эксцентрикового вала в отношении движения поршневой поверхности ротора. От этого у однороторного мотора плохой график крутящего момента.

Подробнее об устройстве двигателя Ванкеля:
http://autorelease.ru/articles/automobile/946-rotornyj-dvigatel-princzip-raboty.html

Кстати, не везде об этом говорится, но двигатель Ванкеля является всего лишь одним из пяти подтипов роторных двигателей. Подробнее:
http://www.rotor-motor.ru

Полезно знать. Роторно-поршневой двигатель Феликса Ванкеля

Интересно, что за счёт отсутствия преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, двигатель Ванкеля способен выдерживать гораздо большие обороты, и с меньшими вибрациями, по сравнению с традиционными двигателями. Роторно-поршневые двигатели обладают более высокой мощностью при небольшом объёме камеры сгорания, сама же конструкция двигателя сравнительно мала и содержит меньше деталей. Небольшие размеры улучшают управляемость, облегчают оптимальное расположение трансмиссии (развесовка) и позволяют сделать аппарат более компактным, либо освободить место под другие цели.

Итак, компактность, производительность, оборотистость — не это ли есть магическая формула идеального двигателя, к которой пытаются приблизиться все без исключения производители мотоциклов? Да, именно так. Но в мотомире роторный двигатель пока прижиться не смог — все ставки сделаны на классический поршневой мотор различных конфигураций, таких как рядные "четверки" и v-образные "двойки" и "четверки". Правда, попадаются и редкие исключения:

Мотоциклы с РПД

Hercules

Hercules Wankel (W-2000)

В 1974 году компания Hercules первой выпустила в массы мотоциклы серии Wankel (W-2000), с двигателями KC-27 от компании "Sachs". Это были однороторные движки с воздушным охлаждением, объемом двигателя 294 см.куб. и мощностью 25 лошадиных сил, позже мощность была увеличена до 27 л.с. (20 кВт) при 6000 об/мин. Для смазки двигателя было необходимо вручную добавлять масло в топливный бак мотоцикла, а с 1976 года, после апгрейда конструкции двигателя, масло начало подаваться из специального бака с помощью насоса. В некоторых странах W-2000 продавался как DKW (Dampf-Kraft-Wagen).

Norton

Norton NRS 588

В начале 1980-х годов этот же двигатель использовался для установки в немногочисленные мотоциклы Norton, не смотря на то, что опытные прототипы РПД появились на байках Norton еще в начале 70-х. Надо отдать должное инженерам Norton, которые достаточно успешно использовали РПД в спорте — в конце 80-х и начале 90-х им практически не было равных. Особенно нужно отметить модели RCW588 и сменивший его в 91-м году NRS588, которые принесли Norton множество побед на поприще мотоспорта. Так, один из болидов NRS588 обладал превосходным отношением мощности к весу 135 л.с. / 135 кг, был компактен и легок. Существовала и дорожная версия спортбайка — легендарный F1, мощность которого достигала 95л.с.@9500об/мин, а стоимость — 45 тысяч долларов США.

Norton NRV 588

В настоящее время Norton производит 588-кубовую двух-роторную модель NRV588 и разрабатывает 700сс версию с названием NRV700. NRV588 — современный спортбайк со доработанным, теперь уже инжекторным 170-сильным двигателем Ванкеля с впускным трактом переменной величины и электронным управлением дросселя. Характеристики байка — 130кг / 170л.с., поэтому производительность мотоцикла просто феноменальная. Ожидается, что NRV700 сможет развивать уже 210 л.с. при схожем весе мотоцикла, однако в самой компании пока об этом не распространяются.

MZ

Роторно-поршневой двигатель - MZ

К 1963 году в рамках программы модернизации, отдел перспективных разработок завода MZ представил роторно-поршневой двигатель для мотоцикла. До 1965 года проводилось тестирование этого двигателя в нескольких прототипах MZ, но на этом все и закончилось.

Suzuki

Suzuki RE5

На общей волне интереса к РПД, за разработку модели мотоцикла с роторно-поршневым двигателем взялась и японская компания Suzuki. Мотоцикл серии RE5 выпускался совсем недолго — с 1974 по 1976 г.г и вскоре стал предметом коллекционирования. Двигатель с рабочим объемом 497,5 см.куб. на 6500 об. мин. развивал мощность в 62 л.с. и максимальный крутящий момент в 54.9 Нм при 3500 об.мин.

Надо заметить, из Японцев, кроме Suzuki, планы по запуску в производство мотоциклов роторно-поршневыми двигателями были и у остальных компаний. Так, Honda тогда разрабатывала и тестировала свой прототип, а в 1972 году Yamaha даже показала на выставке Tokyo Motor Show готовую модель мотоцикла RZ-201 с двухроторным двигателем.

Henk van Veen

Van Veen OCR 1000

И настоящей экзотикой является этот мотоцикл OCR 1000 компании Van Veen — датского дилера марки Kreidler. После того, как Kreidler обанкротилась, в Van Veen приступили к разработке своего собственного дорожного мотоцикла с роторно-поршневым двигателем. С 1966 по 1968 год было выпущено всего 30 таких аппаратов. Двигатель рабочим объемом: 2 х 498 см.куб.и мощностью — 100 л.с. был позаимствован у автомобиля NSU-Citroen Comotor (Citroen GZ), трансмиссия в центре разработок Porsche, а рама — у Moto Guzzi.

Кастом Revelation Родни Агуэра (Rodney Aguiar) с роторно-поршневым двигателем Mazda RX-7

Энтузиасты не обходят стороной двигатель Ванкеля. Установка РПД в раму кастом-мотоцикла сразу же выделяет байк на фоне остальных и привлекает внимание, при должном умении обеспечивая оригинальнейший образ мотоциклу. Ярким примером служит кастом Revelation Родни Агуэра (Rodney Aguiar) с роторно-поршневым двигателем Mazda RX-7, карданным приводом на заднее колесо от BMW R1100GS и передней вилкой от Suzuki GSX-R 750. Как утверждает владелец, на заднем колесе его кастома Revelation целых 250 л.с., и не верить ему причин у нас не имеется. Подробнее »

Мотоциклы с РПД — отечественные разработки от ВНИИмотопром

Интересно, что в Советском Союзе тоже существовали разработки в области РПД. И если о роторном автомобиле ВАЗ известно многим, то существование в прошлом отечественных мотоциклов с двигателями, построенными по схеме Ванкеля, до сих пор для многих остается секретом.

Еще в 1970 году начались дорожные испытания двигателя РД-350В, установленного в шасси от Днепр К-650. Динамика машины оказалась удовлетворительной, мощность двигателя была доведена до 30,5 л.с., но очень малый ресурс мотора (всего в 100 часов) не позволил увидеть разработке светлое будущее.

РД-350В

В 1972 году создается новый вариант РПД — РД-500В. Его корпус выполнен из алюминиевого сплава, с хромовым покрытием рабочей поверхности. Двигатель развивал мощность 40 л.с. при 6000 об/мин. Дорожные испытания мотора проводились в шасси мотоцикла Днепр МТ-9. На нем впервые опробовали систему впрыска топлива, но впоследствии отказались от нее из-за затрудненного запуска холодного двигателя (системы впрыска топлива тех времен были далеки от совершенства). Развитием РД-500В стал созданный в 1973 году РД-501, в котором применили износо-жаростойкое никасилевое покрытие алюминиевого корпуса, ротор двигателя был изготовлен из спеченного алюминиевого сплава, а воспламенение бензовоздушной смеси обеспечивалось электронной бесконтактной системой зажигания.

РД-510

Решительным шагом стал переход на систему жидкостного охлаждения в 1976 году. Такой двигатель, получивший обозначение РД-510, развивал уже 48 л.с. при 6000 об/мин. Дальнейшие работы были направлены на повышение "живучести" двигателя, снижение расхода топлива и токсичности отработавших газов.

Односекционный РД-515, в середине 70-х предполагалось ставить на тяжелые мотоциклы. При весе 38 кг и объеме 491 см куб. он выдавал 38 л.с. (6000 об./мин.) и 51 Нм (3500 об./мин.). Торцевые уплотнители изготовляли из стали или чугуна. Специально для этого мотора разработали технологию нанесения износостойкого жаропрочного никель-кремниевого покрытия "никосил" на алюминиевую основу. Агрегат выхаживал до капитального ремонта 50 тыс. км.

РД-660 - СССР, 1985 г

Последними из известных нам проектов в области отечественных мотоциклов с РПД являются разработанные в середине 80-х аппараты РД — 660 и эскортный мотоцикл РД-601 (613 куб.см, мощность 52 л.с. при 6000 об./мин.)

Становится понятным, что к началу "перестройки" 90-х годов институт располагал несколькими отработанными конструкциями РПД. Но дальнейший разворот событий в нашей стране убил все надежды на какое-либо успешное продолжение разработок. На сегодняшний день разработки советских времен в области роторно-поршневых двигателей можно наблюдать в таком состоянии:

Нет слов, одни эмоции

Как мы видим, эпоха роторного двигателя так и не смогла захватить мир более привычной поршневой системы и занять свою устойчивую позицию на рынке. Обладатели мотоциклов с РПД автоматически превратились в небольшой клуб с единым интересом, а их байки – раритетом и диковинкой, которую с удовольствием примет практически любой музей!
Но вполне возможно, что будущее, которое сулили разработчики и производители двигателю Ванкеля просто еще не настало. По крайней мере, возобновившийся к нему интерес марки Norton может развить новую спираль разработок и достижений, и тогда Феликс Ванкель еще себя покажет!

История роторного двигателя.

Конструкция роторного двигателя внутреннего сгорания изумительно проста: чтобы объяснить принцип его работы не потребуется и 5 минут, однако сама идея прежде чем воплотиться в своей простой форме, "вызревала’ практически четыре столетия.

Впервые мысль о подобном механизме зародилась еще в 16 столетии., но лишь в 1957 г. идея роторного мотора была полностью реализована в двигателе внутреннего сгорания, получившего название по имени гениального немецкого инженера Феликса Ванкеля, все труды и изобретения кoтoрого так или иначе связаны с моторами. Судьба человека, изобретавшего новое, всегда тесно сплетается с судьбой его творений, именно они и расставляли основные вехи в жизни Феликса Ванкеля.

К 1924г у него же имелась, маленькая мастерская на задворках большого города, а в 1934г. заработал опытный образец роторного мотора DKM 32. На этот раз попытка получить патент оказалась для Ванкеля успешной, правда, его заявка пролежала "под сукном" более двух лет. В последующие годы Ванкель в основном занимался лепестковыми клапанами и уплотнителем элементов двигателей для BMW, DVL, Junker, Daimler-Benz. За это время он успел сделать несколько прототипов DKM, а также роторных насосов и компрессоров. В1936 г. он учредил свою исследовательскую лабораторию в Линдау. В годы Второй мировой войны особый интерес к талантам Ванкеля проявился у DVL — авиационного опытно-конструкторского производства, расположенного в Берлине.
Сотрудничая с DVL, Ванкель продолжил свою работу над лепестковыми клапанами, разрабатывая авиационные моторы и двигатели для быстроходных военных катеров. Не удивительно, что после окончания войны в 1945 г. исследовательская лаборатория Ванкеля была полностью демонтирована французами, а сам Ванкель в течение 6 лет оставался не у дел. В 1951 г. он вновь оборудовал и зарегистрировал конструкторское бюро в г.Линдау. Тогда же началось и его сотрудничество с известнейшим немецким производителем мотоциклов — фирмой NSU. С этого момента к роторным двигателям и пришел успех. Инициатором контакта с Ванкелем выступил Вальтер Фройде, руководивший разработкой и созданием гоночных мотоциклов NSU. Первоначально Ванкель занимался все теми же лепестковыми клапанами о которых он к этому времени казалось знал все, и роторными нагнетателями. Одна из его разработок была весьма успешно внедрена на гоночном мотоцикле. Изобретателю удалось сущ ественно повысить давление во впускном коллекторе двигателя, в результате чего. прибавилось мощности. Этот мотоцикл тут же прославился, установив в своем классе мировой рекорд скорости — 193 км/ч. Ради интереса стоит пояснить, что Ванкель сумел “выжать” 13,5 из моторчика с рабочим объемом всего 50 куб. см.
Что же касается любимого детища Ванкеля – роторного двигателя, — нельзя сказать, что идея его разработки и внедрения сразу же всем в NSU пришлась по душе. Напротив, главный инженер изо всех сил сопротивлялся началу работ над новым мотором. Лишь через год Ванкель и Фройде совместными усилиями убедили совет директоров дать разрешение на натурные эксперименты. Решение было подписано на весьма строгих условиях: авторские права на все изобретения полностью разделяются между NSU и Ванкелем, а жалование последнего не подлежит увеличению ни в какой форме. Ванкеля такой расклад не смутил — он жаждал продолжения работ над своим двигателем на новом уровне и, кроме того, он был вполне в состоянии оплачивать труды своего давнишнего помощника Эрнста Хеппнера.
После отказа от конструкции с четырехгранным ротором, пришла мысль об использовании трехгранного ротора в двухполостной камере. Воплощением этой идеи стал двигатель DKM 54. Испытания мотора начались в январе 1957г. К сожалению у Ванкеля были нелады с руководством NSU, поэтому никто из официальных лиц не присутствовал на испытаниях, которые состоялись 1 февраля 1957г. Именно тогда и раздался первый "чих" принципиально нового мотора. Двигатель, работающий на метаноле, запустился с третьей попытки. К июню мотор, "перешедший на бензин, окончательно развеял все сомнения в своей работоспособности, пережив 100 часов испытаний.

1. 2.

3. 4.

В построенном моторе DKM ротор совершал круговые движения вокруг неподвижного центрального вала, так же вращалась внутренняя часть поверхности корпуса. Двигатель работал очень рobho, что особенно нравилось Ванкелю. Фройде же настаивал на том, чтобы инвертировать кинематику мотора: оставить его стенку неподвижной при том, что вращающийся внутренний ротор приводил бы в движение эксцентрический вал. Двигатель такого типа (ККМ) имел ряд преимуществ перед DKM: он был легче в производстве и обслуживании, система впуска-выпуска работала в нем лучше и, кроме того, он получался более компактным. Самое главное, в чем проигрывал двигатель с вращающимся корпусом,- это то, что для замены свечей зажигания его надо было разобрать полностью!
Верх взял, конечно, двигатель ККМ, так как во главу угла , были поставлены его возможность его массового производства и простота ремонта и обслуживания. Днем рождения двигателя ККМ считается 7июля 1958г., когда начал работать первый экспериментальный образец. Справедливости ради следует сказать, что на первом ККМ свечи все-таки стояли в роторе, а сам же принцип двойственности вращения для 4-тактного роторного двигателя внутреннего сгорания был запатентован Ванкелем еще в 1954 г.

Фирма NSU, как и оговаривалось в контракте, имела авторские права на изобретение наравне с Ванкелем. Для нее это было очень кстати. Росли доходы населения, а автомобили становились все более доступными, что неблагоприятно сказывалось на состоянии мотоциклетной промышленности. Фирма попыталась приспособиться к сложившейся ситуации, начав в 1958 г. выпускать небольшие автомобили с 2- цилиндровыми двигателями. И все же не последнюю роль в том, что компания продержалась на плаву, сыграла торговля лицензиями на роторный двигатель Ванкеля. Работы над мотором не держались в тайне, и их результаты становились достоянием всех обладателей лицензий — это было основное условие, на котором можно было купить у NSU права на использование изобретения . Единственной компанией, которой было сделано исключение, стала General Motors. Со стороны NSU условие обмена опытом между фирмами было весьма дальновидным, ведь всем взявшимся за новое дело приходилось конкурировать с традиционным Двиг.Внутр.Сгор. Именно благодаря этому от первой вспышки свечей зажигания в двигателе Ванкеля до первого серийного автомобиля с таким мотором прошло всего 7 лет.


ЭСКИЗ 4-роторного Corvette
который затем производился с двигателем V8

Р аботы в NSU пошли еще быстрее после того, как выяснилось, что того и гляди вперед вырвется японская компания Тоуо Kogyo (будущая Mazda). Дорожные испытания моторов Ванкеля в NSU начались в 1960 г. В том же году на конференции немецких конструкторов, проходившей в Мюнхене, была показана предварительная версия автомобиля NSU Spider, который должен был заменить модель Sport Prinz. Речь Феликса Ванкеля на конференции была яркой и убедительной, после нее многие скептики в аудитории превратились в горячих поклонников роторного двигателя. В 1964 г. началось производство NSU Spider, на котором стоял двигатель Ванкеля, мощностью 54 л.с., обеспечивавший максимальную скорость 153 км/ч.
Автомобилем же, который принес Ванкелю мировое признание, стал NSU Ro80, официальная презентация которого состоялась на Франкфуртском автосалоне 1967 г. К 1969 г. фирма подготовила целых три преемника Ro80, однако у них не было будущего: NSU в это время была вынуждена перейти "под крыло" Volkswagen, и все работы на "роторном фронте" приостановились.


2-роторный Corvette

Феликс Ванкель не ограничивал свою деятельность рамками NSU, и его моторы нашли достойное применение, например, на лодках. В 1968 г. в Фридрихшафен состоялась презентация мотобота Tigerhai. В несчастливом для NSU 1969 г. Ванкель получил признание ученого мира и степень доктора в Мюнхенском техническом институте. Следующий год принес еще одно признание — награждение государственной премией. В течение 60-70- х годов Ванкель не оставляет попыток усовершенствовать свое изобретение, подняв его производительность. До середины 70-х годов основной интерес Ванкеля был сосредоточен на двигателях для катеров и яхт, но за два года до смерти он вновь обратился к автомобильной промышленности, подписав контракт с Daimler-Benz. В 1987 г. Феликс Ванкель стал профессором, получив это почетное звание от правительства земли Баден-Вюртенберг. Моторы были не единственной страстью Ванкеля, оставшейся после его увлечения политикой в ранние годы. Он по-настоящему любил животных и сострадал им, желая сделать все возможное для защиты "братьев наших меньших". И на этом поприще доктор Ванкель оставил после себя след: в 1995 и 1996 гг. в Германии присуждались премии Феликса Ванкеля за научные исследования в области защиты животных. Благодарные соотечественники увековечили имя изобретателя в названиях улиц: Феликс Ванкель штрассе есть по крайней мере в двух городах Германии. К сожалению, гениальное творение Ванкеля может уйти из автомобильной промышле нности навсегда вместе с последним и самым удачным серийным роторным автомобилем Mazda RX-7. Однако, какая бы судьба не ждала двигатель Ванкеля в будущем, совершенно очевидно, что Феликс Ванкель — творец не просто мотора, а целой интереснейшей эпохи в истории развития техники.


RX-7 1996г.

RХ-7 — вершина технического прогресса в области автомобилестроения, чудо на четырех колесах. Чудо хотя бы потому, что это — единственное в мире спортивное купе с роторно-поршневым двигателем (типа Wankel). Мотор имеет две рабочие камеры объемом 654 смЗ. В сочетании с двойным ротором кинематические параметры мотора таковы, что RХ-7, весом 1,3 тонны, достигает скорости 100км/ч за рекордное время — 5,1 сек. Недаром, созданный на базе RХ-7 гоночный автомобиль 787В стал единственным японским представителем, выигравшим престижнейшие 24-х часовые гонки в Ле Мане. В то же время, в отличие от других "чистокровных" спортивных купе, RХ-7 не страдает аскетизмом. Удобные кожаные сидения и руль, хромированная отделка щитка приборов и рукояток, алюминиевые педали, специально разработанная для этой модели стереосистема с интегрированными в кузов низкочастотными звуковыми каналами, придают купе RХ-7 особую респектабельность. Благодаря легкому двигателю и тщательно рассчитанному кузову, конструкторы добились идеального для спортивной машины распределения массы по осям: 50% на 50%. Это позволило снизить проблемы управления автомобилем до минимума и добиться максимальной стабильности движения. Жесткая подвеска придает автомобилю дополнительную устойчивость, что вкупе со сбалансированным по осям кузовом позволяет совершать немыслимые маневры.

Вопpос: Слышал, что в некотоpые модели автомобилей Mazda ставился какой-то стpанный двигатель. Что это за агpегат? Ответ: По матеpиалам жуpнала "5 Колесо"
Со второй половины 1996 года Mazda прекратила производство автомобиля RX-7 (единственной зарубежной машины с роторным двигателем). Затратив массу сил и средств, спустя 32 года в фирме пришли к печальному финалу. Судьба RX-7 — споpтивного купе, специально созданного под двигатель констpукции Ванкеля, очень показательна. Окpыленные
успехом выпуска пеpвого поколения машин (471000 за 7 лет), в компании не заметили, что это было достигнуто только за счет экзотичности автомобиля, котоpая со вpеменем улетучилась. Судьба втоpого поколения (пpодано 272000 экз.) заpонила сомнения в пеpспективности данного напpавления, усиленные неспособностью конкуpиpовать с Nissan ZX, Toyota Supra, а также с амеpиканскими и английскими одноклассниками. И, наконец, ухудшающийся с каждым днем сбыт тpетьего поколения RX-7 утвеpдил фиpму Mazda в пpинятии непpостого pешения — пpекpащении сеpийного пpоизводства машин.
По мнению заpубежных экспеpтов, это закономеpный итог, к котоpому должна была пpийти японская компания. Поскольку каждая последующая модель RX-7 — "недоpогого споpтивного купе" все больше, толще и, соответственно, доpоже. Как следствие, падали пpодажи. Экспеpты, пpавда, затpудняются утвеpждать, что участь RX-7 pаспpостpаняется на "pотоpное" напpавление в целом. До недавнего времени только спецподразделения МВД и ФСК имели н а "вооружении" эту удивительную технику.

В бывшем СССР народ тоже не был "лыком шит". В 1974 году тогдашний генеральный директор ВАЗа В. Н. Поляков поставил задачу создать собственный РПД. Решение было поручено специальному конструкторскому бюро (СКБ РПД), которое возглавил Б. С. Поспелов. При всех достоинствах РПД — компактности, приемистости, отсутствии кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, а также значительно меньших габаритах и массе при одинаковой с поршневым двигателем внутреннего сгорания мощности, он имел и ряд серьезных недостатков. Основными на тот период были часто выходящие из строя уплотнительные элементы, плохая приспосабливаемость к изменениям внешней нагрузки, повышенный расход топлива и неудовлетворительные показатели по выбросам в отработавших газах. С таким набором плюсов и минусов и предстояло работать коллективу СКБ РПД из Тольятти. Заметим, что отечественным разработчикам, в отличие от зарубежных, не пришлось воспользоваться наработками господина Ванкеля: денег на покупку лицензии или патента не было.
Пошли проверенным "советским" путем — достали серийный РПД фирмы NSU, которая выпускала малыми сериями автомобили с такими двигателями с 1963 года, разобрали, скопировали, где было неясно — докумекали и сделали свой односекционный роторно-поршневой двигатель. Его появление датировано 1976 годом. Тогда первенец СКБ — ВАЗ-311 мощностью 70 л. с. — худо-бедно завращался, принеся надежду на будущее. Последующие пять лет ушли на доработку конструкции и борьбу с недостатками. 1982 году на выставке НТТМ-82 вазовцы впервые продемонстрировали ВАЗ-21018 — автомобиль с роторно-поршневым двигателем. Машина представляла собой ВАЗ-21011 с силовым агрегатом ВАЗ-311. (Было выпущено 50 автомобилей для опробования в реальных условиях эксплуатации). Но первый блин оказался комом. Не поддержав машины необходимым сервисом и не подготовив соответствующим образом рядового покупателя, разработчики чуть было не загубили начатое дело. За полгода на 49 автомобилях заменили РПД на поршневые двигатели внутреннего сгорания. Основными неисправностями были выход из строя уплотнителей и подшипниковых узлов, проявились также недостаточная сбалансированность роторно-эксцентрикового механизма (РЭМ) и плохая топливная экономичность. Взвесив все "за" и "против", решили отказаться от варианта РПД и бросить силы на разработку двухсекционного. При этом конструкторская мысль сосредоточилась на искоренении дефектов, выявленных в результате опытной эксплуатации.
В итоге в 1982-83 гг. появились новые двигатели ВАЗ-411 (мощность 110-120 л. с., (ширина ротора 70 мм) и ВАЗ-413 (140 л. с., ширина ротора 80 мм). Одновременно подыскивается сфера приложения "ротора". Конструкторы получают добро на применение разработок на практике от руководства МВД, ГАИ и КГБ — благо динамические и мощностные показатели моторы выдавали довольно неплохие, располагая при этом необходимым для этих ведомств ресурсом, а топливная экономичность была тогда не столь важна. Так появились обычные на вид, но очень резвые ГАЗ-21, -24 и 3102, оснащенные моторами ВАЗ-314. В этот же период тольяттинские специалисты получают выгодный заказ на разработку роторных двигателей для легкой авиации и вертолетов. Автомобили временно ушли на второй план. Даже на появившиеся в 1984 году первые переднеприводные машины не обратили особого внимания. Тем не менее наработки, полученные в ходе сотрудничества с авиаторами, пошли на пользу.
Лишь в 1992 году автомобильная тематика приобретает второе дыхание: появляется первый РПД для переднеприводных моделей (ВАЗ-414). С опозданием на целых 8 лет! Но, как говорится, лучше поздно, чем никогда. Три года ушло на доводку, и вот в конце нынешнего года новый базовый двигатель автомобильного направления — ВАЗ-415 — должен получить сертификат на право установки его на автомобили общего назначения. До этого РПД устанавливался только на спецтехнику. ВАЗ-415 отличается от своих предшественников универсальностью. Его установка возможна на любую ВАЗовскую машину — "классику", передне- и полноприводные. Кроме того, РПД можно ставить на "Москвич", а в трехсекционном варианте (ВАЗ-425) — и на "Волгу". Предусмотрены соответствующие модификации (ВАЗ-416 и ВАЗ-426) и для малой авиации. Объединив в себе достоинства выпускаемых ранее силовых агрегатов, двигатель приобрел и новые положительные качества. Так, компоновочные решения позволяют на одной производственной базе собирать 2- и З-секционные моторы как автомобильного, так и авиационного назначения. ВАЗ-415 обладает оптимизированным тепловым режимом, совместим с системами впрыска топлива, отвечающими международным требованиям по расходу топлива и токсичности отработавших газов. РПД рассчитан на работу с российскими ГСМ, а в ближайшее время появится модификация, потребляющая различные сорта бензина.
Максимальная мощность ВАЗ-415 -140 л. с. при 6000 обоpотов в минуту, максимальный крутящий момент — 190 Н-м при 4500 обоpотов в мин. Посетив опытное производство, мы убедились в солидности базы. В техпроцессе задействованы такие методы создания поверхностей с заранее заданными свойствами, как, например, лазерная и электроэрозионная обработка, плазменное напыление. Точность изготовления и жесткий выходной контроль с обкаткой готового РПД на тормозном стенде позволили добиться ресурса роторно-поршневого двигателя в 100 000 км. Для сравнения: ресурс поршневого мотора для легковых автомобилей — в пределах 125-150 тысяч км. Для сборки одного двигателя сейчас необходимо около 8 часов, хотя полный производственный цикл пока довольно длителен. Отсюда и высокая цена конечного продукта. Сейчас стоимость силового агрегата составляет 40 млн руб., цена же укомплектованного роторно-поршневым двигателем автомобиля колеблется от 70 до 100 млн руб. Впрочем, даже при столь высокой цене желающих предостаточно.
На сегодня опытным производством выпущено около двух тысяч роторно-поршневых двигателей. Мощности таковы, что позволяют собирать в среднем до 50 РПД в месяц. На 1997 год запланирован выпуск 150 двигателей — при условии, что большая часть будет делаться своими силами. Если же подключить кооперацию, то можно будет собирать до 200 единиц в месяц. Одновременно встает проблема с организацией сервиса проданных автомобилей. Пока их количество было небольшим, вопросы "закрывали" выездные бригады. Сейчас таких усилий недостаточно. Поэтому ведутся переговоры с сервисной сетью АВТОВАЗа об организации в ее рамках соответствующих структур по ремонту и обслуживанию автомобилей с РПД. Следующим этапом станет обучение персонала, поставка запасных частей, различных приспособлений и инструмента. Прошло 20 лет с момента появления первого отечественного роторно-поршневого двигателя. Всякое было на пути его становления. Тем не менее фанатичная преданность небольшого, по нынешним меркам, коллектива выбранному пути позволила практически из ничего создать пригодный для промышленного использования мотор и стать наследниками идеи немецкого изобретателя Феликса Ванкеля.

От себя ещё могу добавить, что в течении трех с лишним лет, я был владелцем Mazda Savanna RX-7. Это была модель 1986г. с мощностью двигателя 245 л.с. Я был доволен этой машиной на все 100%, а особенно двигателем, который за все время эксплуатации ни разу не cломался. Все такое надежное и толстое 😉

АвтоВАЗ отказался от роторных моторов

Как стало известно Ъ, на АО АвтоВАЗ принято решение о закрытии специального конструкторского бюро, выпускающего роторно-поршневые двигатели (СКБ РПД). Это единственное производство, выпускающее в России двигатели данного класса (ими, как правило, оснащались автомобили спецслужб). Производство роторных моторов сворачивается в рамках программы оптимизации расходов АвтоВАЗа. Приказ о прекращении выпуска РПД еще не подписан, но руководство бюро уже ищет инвестора, которого заинтересуют его проекты.
Роторно-поршневой двигатель (другое название — "двигатель Ванкеля", по фамилии изобретателя) был разработан в начале 60-х годов. Роль поршня в нем выполняет трехвершинный ротор, который вращается внутри камеры сгорания. В РПД почти на 40% меньше деталей, чем в традиционном поршневом двигателе, он легче, проще и обладает лучшими динамическими качествами. В конце 60-х годов лицензию на производство РПД приобрели 11 автомобилестроительных компаний, но к концу 90-х годов эти моторы выпускали только АвтоВАЗ и японская Mazda.
Специальное конструкторское бюро по производству роторно-поршневых двигателей Волжского автозавода было создано в 1974 году. Бюро должно было создать в короткий срок двигатель для моделей "ВАЗ", превосходящий по своим техническим параметрам традиционные поршневые образцы. В начале 80-х годов работниками СКБ РПД был разработан односекционный двигатель ВАЗ-311 мощностью 70 л. с., аналогичный японскому двигателю 13В. Этим двигателем были оснащены несколько сотен автомобилей ВАЗ-2101 (они продавались под индексом ВАЗ-210118). Однако все они были отозваны из-за выявившихся дефектов мотора — РПД были заменены на поршневые двигатели, а руководство АвтоВАЗа отказалось от массового выпуска роторных моторов.
Штат бюро был сокращен в два раза, и оно переквалифицировалось на мелкосерийный выпуск двигателей для машин, поставляемых силовым структурам. Специально для машин МВД и спецслужб был разработан двухсекционный двигатель мощностью 120 л. с., а в 1994 году его сменил 140-сильный ВАЗ-415. В год завод выпускал около 150 машин с роторными двигателями. Роторный мотор, правда, изнашивался вдвое быстрее поршневого, зато разгонял "Жигули" до невероятных скоростей. Скажем, машина, оснащенная РПД ВАЗ-415, разгонялась до 100 км/ч за 9 секунд, а максимальная скорость ее достигала 190 км/ч.
О ликвидации СКБ РПД (в его штате более 200 человек) гендиректор АвтоВАЗа Виталий Вильчик заявил на встрече с профсоюзным активом предприятия. Сокращение, по словам гендиректора, проводится в рамках оптимизации затрат АвтоВАЗа. Руководитель бюро Владимир Шиякин подтвердил Ъ, что руководство подразделения ищет инвестора для продолжения своих разработок. Он отказался назвать компании, с которыми ведет переговоры о сотрудничестве. По словам господина Шиякина, бюро предполагает сосредоточиться на авиационной тематике (разработкой двигателей для самолетов малой авиации СКБ занимается с 1996 года). На АвтоВАЗе Ъ заявили, что приказ гендиректора о ликвидации СКБ РПД пока не подписан, и от дальнейших комментариев отказались.
ВЛАД Ъ-ТРИФОНОВ

  • Газета «Коммерсантъ» №29 от 18.02.2004, стр. 16
  • Владислав Трифонов подписаться отписаться

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *