Dampmotorer og forbrenningsmotorer har en felles ulempe - stempelets frem- og tilbakegående bevegelse må konverteres til rotasjonsbevegelse av hjulene. Derav åpenbart lav effektivitet og høy slitasje på mekanismeelementene. Mange ønsket å bygge en forbrenningsmotor slik at alle bevegelige deler i den bare roterte - slik som skjer i elektriske motorer.

Oppgaven viste seg imidlertid ikke å være enkel, den ble vellykket løst bare av en selvlært mekaniker, som i hele sitt liv aldri fikk høyere utdannelse eller til og med en spesialitet.

Felix Heinrich Wankel (Felix Heinrich Wankel, 1902-1988) ble født 13. august 1902 i den lille tyske byen Lahr. Under første verdenskrig døde Felix far, på grunn av hvilken den fremtidige oppfinneren måtte forlate gymsalen og gå på jobb som selgerlærling i en bokhandel på et forlag. Takket være dette arbeidet ble Wankel avhengig av å lese bøker, der han uavhengig studerte tekniske disipliner, mekanikk og bilindustrien.

Det er en legende om at løsningen på problemet kom til sytten år gamle Felix i en drøm. Om dette er sant eller ikke, er ukjent. Men det er åpenbart at Felix hadde et veldig ekstraordinært talent for mekanikk og et "rent" syn på ting. Han forsto hvordan alle fire syklusene til en konvensjonell forbrenningsmotor (injeksjon, kompresjon, forbrenning, eksos) kan oppnås mens de roterer.

Ganske raskt kom Wankel til den første designen av motoren, og i 1924 organiserte han et lite verksted, som også fungerte som et improvisert "laboratorium". Her begynte Felix å utføre den første seriøse forskningen innen roterende stempelforbrenningsmotorer.

Siden 1921 var Wankel et aktivt medlem av NSDAP. Han tok til orde for partidealer, var grunnleggeren av den alltyske militære ungdomsforeningen og Jungfuehrer i forskjellige organisasjoner. I 1932 forlot han partiet og anklaget en av sine tidligere kolleger for politisk korrupsjon. Imidlertid, på en motanklagelse, måtte han selv sitte seks måneder i fengsel. Han ble løslatt fra fengselet takket være Wilhelm Kepplers forbønn, og fortsatte å jobbe med motoren. I 1934 opprettet han den første prototypen og fikk patent på den. Han designet nye ventiler og forbrenningskamre for motoren sin, laget flere forskjellige versjoner av den, utviklet en klassifisering av kinematiske diagrammer for forskjellige rotasjonsstempelmaskiner.

I 1936 var BMW interessert i prototypen til Wankel -motoren - Felix mottok penger og sitt eget laboratorium i Lindau for å utvikle eksperimentelle flymotorer.

Imidlertid, til nederlaget til Nazi -Tyskland, gikk ikke en eneste Wankel -motor i serie. Kanskje tok det for lang tid å tenke på designet og lage masseproduksjon.

Etter krigen ble laboratoriet stengt, utstyret ble fraktet til Frankrike, og Felix sto igjen uten arbeid (hans tidligere medlemskap i det nasjonalsosialistiske partiet ble berørt). Imidlertid mottok Wankel snart stillingen som designingeniør ved NSU Motorenwerke AG, en av de eldste produsentene av motorsykler og biler.

I 1957, med felles innsats av Felix Wankel og NSU Lead Engineer Walter Froede, ble en roterende stempelmotor først installert i NSU Prinz -bilen. Den opprinnelige designen viste seg å være langt fra perfekt: selv for å bytte stearinlys var det nødvendig å demontere nesten hele "motoren", påliteligheten etterlot mye å være ønsket, og det var synd å snakke om effektivitet på dette stadiet av utvikling. Som et resultat av testene gikk en bil med tradisjonell forbrenningsmotor i produksjon. Likevel beviste den første roterende stempelmotoren DKM-54 sin grunnleggende effektivitet, åpnet retninger for videre foredling og demonstrerte det kolossale potensialet til "roterende motorer".

Dermed fikk den nye typen forbrenningsmotor endelig sin start på livet. I fremtiden venter mange flere forbedringer og forbedringer på ham. Men utsiktene til den roterende stempelmotoren er så attraktive at ingenting kunne hindre ingeniørene i å bringe designet til fullkommen drift.

Før vi undersøker fordeler og ulemper ved forbrenningsmotorer med roterende stempel, er det verdt å vurdere designen mer detaljert.
Det er et sirkulært hull i midten av rotoren, dekket fra innsiden med tenner som et tannhjul. En roterende aksel med en mindre diameter er satt inn i dette hullet, også med tenner, noe som sikrer at det ikke sklir mellom det og rotoren. Forholdet mellom bore- og akseldiametere velges slik at hjørnene i trekanten beveger seg langs den samme lukkede kurven som kalles "epitrokoidet" - Wankels kunst som ingeniør skulle først forstå at det var mulig, og deretter beregne alt nøyaktig. Som et resultat kutter stempelet, som har formen til en Reuleaux -trekant, tre kamre med variabelt volum og posisjon i et kammer som gjentar formen på kurven funnet av Wankel.

Utformingen av forbrenningsmotoren med rotasjonsstempel gjør det mulig å implementere en firetaktsyklus uten bruk av en spesiell ventiltidsmekanisme. Takket være dette faktum viser "rotoren" seg å være mye enklere enn en konvensjonell firetakts stempelmotor, der det i gjennomsnitt er nesten tusen flere deler.

Tetning av arbeidskamre i en forbrenningsmotor med rotasjonsstempel tilveiebringes av radial- og endeforseglingsplater presset mot "sylinderen" av tapefjærer, så vel som sentrifugalkrefter og gasstrykk.

En annen av de tekniske egenskapene er høy "arbeidsproduktivitet". For en fullstendig omdreining av rotoren (det vil si for syklusen "injeksjon, kompresjon, tenning, eksos") gjør utgangsakselen tre komplette omdreininger. I en konvensjonell stempelmotor kan slike resultater bare oppnås ved bruk av en sekssylindret forbrenningsmotor.

Etter den aller første vellykkede demonstrasjonen av en roterende forbrenningsmotor i 1957, begynte de største bilgigantene å vise økt interesse for utviklingen. Først ble lisensen for motoren, som fikk det uformelle navnet "Wankel", kjøpt av Curtiss-Wright-selskapet, et år senere av Daimler-Benz, MAN, Friedrich Krupp og Mazda. I løpet av veldig kort tid har omtrent hundre selskaper rundt om i verden anskaffet lisenser for den nye teknologien, inkludert monstre som Rolls-Royce, Porsche, BMW og Ford.
En slik interesse for Wankel for så store aktører på bilmarkedet forklares med dets store potensial og betydelige fordeler - en roterende stempelmotor har 40% færre deler, det er lettere å reparere og produsere.

I tillegg er "Wankel" nesten dobbelt så kompakt og lettere enn en tradisjonell forbrenningsmotor for stempel, noe som igjen forbedrer bilens håndtering, letter den optimale plasseringen av girkassen og gir et mer romslig og komfortabelt interiør.

Den roterende stempelmotoren utvikler høy effekt med et ganske beskjedent drivstofforbruk. For eksempel utvikler en moderne "Wankel" med et volum på bare 1300 cm3 en effekt på 220 hk, og med en turbolader - hele 350. Et annet eksempel er miniatyr OSMG 1400 -motoren som veier 335 g (slagvolum 5 cm3) og utvikler en effekt på 1,27 liter. .Med. Faktisk er denne babyen 27% sterkere enn en hest.

En annen viktig fordel er lavt støy- og vibrasjonsnivå. Den roterende stempelmotoren er perfekt balansert mekanisk, i tillegg er massen av bevegelige deler (og antallet) i den mye mindre, på grunn av hvilken "Wankel" er mye roligere og ikke vibrerer.

Til slutt har den roterende stempelmotoren utmerket dynamisk ytelse. I lavt gir kan du akselerere bilen til 100 km / t ved høye motorhastigheter uten mye belastning på motoren. I tillegg er utformingen av selve "Wankel", på grunn av fraværet av en mekanisme for å konvertere gjengjeldende bevegelse til rotasjonsbevegelse, i stand til å motstå høyere omdreininger enn en tradisjonell forbrenningsmotor.

NSU Spyder, utgitt i 1964, ble fulgt av den legendariske NSU Ro 80 (det er fortsatt mange klubber til disse bilens eiere i verden), Citroen M35 (1970), Mercedes C-111 (1969), Corvette XP (1973) ). Men den eneste masseprodusenten var den japanske Mazdaen, som har produsert 2-3 nye modeller med RPD siden 1967. Roterende motorer ble installert på båter, snøscootere og lette fly. Slutten på euforien kom i 1973, på høyden av oljekrisen. Det var da den største ulempen ved roterende motorer manifesterte seg - ineffektivitet. Med unntak av Mazda har alle bilprodusentene redusert sine roterende programmer, og det japanske selskapet avviste amerikansk salg fra 104 960 biler solgt i 1973 til 61 192 i 1974.
Sammen med de udiskutable fordelene hadde "Wankel" også en rekke svært alvorlige mangler. Først holdbarheten. En av de første prototypene til roterende stempelmotorer under testing har utviklet sin ressurs på bare to timer. Den neste, mer vellykkede DKM-54 har allerede tålt hundre timer, men dette var fortsatt ikke nok for normal bildrift. Hovedproblemet lå i ujevn slitasje på arbeidskammerets indre overflate. I operasjonsprosessen dukket det tverrgående spor opp på den, som fikk det talende navnet "djevelens merke".

Etter oppkjøpet av Wankel -lisensen, dannet Mazda en hel avdeling for å forbedre rotasjonsstempelmotoren. Ganske snart ble det klart at når den trekantede rotoren roterer, begynner pluggene på toppen å vibrere, noe som resulterer i at "djevelens merker" dannes.

For tiden er problemet med pålitelighet og holdbarhet endelig løst ved å bruke slitesterke belegg av høy kvalitet, inkludert keramikk.

Et annet alvorlig problem er den økte toksisiteten til Wankel -eksosen. Sammenlignet med en vanlig forbrenningsmotor for stempel, avgir "rotornik" mindre nitrogenoksider til atmosfæren, men mye mer hydrokarboner på grunn av ufullstendig forbrenning av drivstoffet. Ganske raskt fant Mazda -ingeniører, som trodde på den lyse fremtiden til Wankel, også en enkel og effektiv løsning på dette problemet. De skapte den såkalte termiske reaktoren, der restene av hydrokarboner i avgassene ganske enkelt ble "brent ut". Den første bilen som implementerte et slikt opplegg var Mazda R100, også kalt Familia Presto Rotary, utgitt i 1968. Denne bilen, en av de få, passerte umiddelbart de meget strenge miljøkravene som USA fremsatte i 1970 for importerte biler.

Det neste problemet med roterende stempelmotorer stammer delvis fra den forrige. Det er økonomisk. Drivstofforbruket til en standard "Wankel" på grunn av ufullstendig forbrenning av blandingen er betydelig høyere enn for en standard forbrenningsmotor. Igjen fikk Mazda -ingeniørene jobbe. Selskapet har oppnådd en 40% reduksjon i drivstofforbruket gjennom en rekke tiltak, inkludert omarbeiding av termoreaktoren og forgasseren, tilførsel av varmeveksler til eksosanlegget, utvikling av en katalysator og introdusering av et nytt tenningssystem. Som et resultat av denne ubestridelige suksessen ble sportsbilen Mazda RX-7 lansert i 1978.

Det skal bemerkes at på dette tidspunktet over hele verden ble biler med roterende stempelmotorer bare produsert av Mazda og ... AvtoVAZ.
Det var i den katastrofale 1974 at den sovjetiske regjeringen opprettet et spesielt designbyrå RPD (SKB RPD) ved Volzhsky Automobile Plant - den sosialistiske økonomien er uforutsigbar. I Togliatti begynte arbeidet med bygging av verksteder for serieproduksjonen av "Wankels". Siden VAZ opprinnelig var planlagt som en enkel kopimaskin av vestlige teknologier (spesielt Fiat-maskiner), bestemte fabrikkspesialistene seg for å reprodusere Mazda-motoren og forkastet alle tiårige utviklingen av innenlandske motorbyggingsinstitutter.

Sovjetiske embetsmenn forhandlet med Felix Wankel ganske lenge om kjøp av lisenser, hvorav noen fant sted rett i Moskva. Pengene ble imidlertid ikke funnet, og derfor var det ikke mulig å bruke noen proprietære teknologier. I 1976 ble den første Volga-motorseksjonen VAZ-311 med en kapasitet på 65 hk satt i drift, det tok ytterligere fem år å finjustere strukturen, hvoretter en eksperimentell sats med 50 VAZ-21018 roterende "enheter" ble produsert, solgt umiddelbart blant VAZ -arbeidere. Det ble umiddelbart klart at motoren bare utad lignet en japansk - den begynte å smuldre på en veldig sovjetisk måte. Anleggets ledelse ble tvunget til å erstatte alle motorer med serielle stempelmotorer på seks måneder, kutte staben på SKB RPD til halvparten og stanse byggingen av verksteder. Frelsen til den innenlandske roterende motorbygningen kom fra spesialtjenestene: de var ikke veldig interessert i drivstofforbruk og motorressurser, men de var veldig interessert i dynamiske egenskaper. Akkurat der ble det laget en to-delt RPD med en kapasitet på 120 hk fra to VAZ-311-motorer, som begynte å bli installert på en "spesialenhet"-VAZ-21019. Det er denne modellen, som fikk det uoffisielle navnet "Arkan", at vi skylder utallige historier om politiets "kosakker" som tar igjen sofistikerte "Mercedes", og mange politimenn - med ordre og medaljer. Fram til 90 -tallet kom den tilsynelatende beskjedne "Arkan" virkelig lett inn på alle bilene. I tillegg til VAZ -21019 produserer AvtoVAZ også små partier med kjøretøyer VAZ -2105, -2107, -2108, -2109, -21099. Maksimal hastighet for den roterende "åtte" er omtrent 210 km / t, og den akselererer til hundrevis på bare 8 sekunder.

Gjenopplivet på spesialbestillinger begynte SKB RPD å lage motorer for vann og motorsport, hvor biler med roterende motorer begynte å vinne premier så ofte at sportsmyndigheter ble tvunget til å forby bruk av RPD.

I 1987 døde lederen for SKB RPD Boris Pospelov, og på generalforsamlingen ble Vladimir Shnyakin valgt - en mann som kom til bilindustrien fra luftfart og ikke liker landtransport. Hovedretningen til SKB RPD er opprettelsen av motorer for luftfart. Dette var den første strategiske feilen: vi produserer uforlignelig færre fly, og anlegget lever av de solgte motorene.

Den andre feilen var orienteringen i den overlevende produksjonen av RPD-er på laveffekt-VAZ-1185-motorer på 42 hk. for "Oka", selv om mer glupske, men mer dynamiske roterende motorer blir bedt om de raskeste innenlandsbiler - for eksempel for "åtte". Den samme japanske installasjonen "Wankels" bare på sportsmodeller. Som et resultat var det bare noen få Oka roterende minibiler på russiske veier. I 1998 ble endelig en sivil versjon av den tosylindrede roterende 1,3-liters VAZ-415-motoren klargjort, som ble installert på VAZ-2105, 2107, 2108 og 2109.

I mai 1998 ble ringen VAZ-110 "RPD-sport" (190 hk, 8500 o / min, 960 kg, 240 km / t) homologert. Akk, saken gikk ikke lenger enn en enkelt prøve, oftere demonstrert på utstillinger enn å starte i løp. 110 var den kraftigste i pelotonet, men det ærlig tøffe designet forhindret den i å demonstrere sitt fulle potensial hver gang. Det mest støtende er imidlertid at "VAZ" raskt avkjøltes til roterende retning, og den unike "Lada" ble omgjort til en rallybil med en konvensjonell forbrenningsmotor.

Så hvorfor har ikke alle de ledende bilprodusentene byttet til Wankels ennå? Faktum er at produksjonen av roterende stempelmotorer for det første krever en sofistikert teknologi med mange forskjellige nyanser, og ikke alle selskaper er klare til å gå den samme Mazda, samtidig som de tråkker på mange "raker". Og for det andre er det nødvendig med spesielle maskiner med høy presisjon som kan male overflater som er beskrevet med en så utspekulert kurve som et epitrokoid.

Mazda RX-7 er en av de første bilene som ble drevet av en roterende stempelmotor fra Wankel. Det har vært fire generasjoner i historien til Mazda RX-7. Første generasjon fra 1978 til 1985. Den andre generasjonen - fra 1985 til 1991. Den tredje generasjonen - fra 1992 til 1999. Den siste, fjerde generasjonen - fra 1999 til 2002. Den første generasjonen RX-7 dukket opp i 1978. Den hadde et midtmotoroppsett og var utstyrt med en roterende motor med en kapasitet på kun 130 hk. med.

Foreløpig er det bare Mazda som driver med seriøs forskning innen roterende stempelmotorer, og gradvis forbedrer designet, og de fleste fallgruvene i dette området er allerede passert. "Wankels" er helt i samsvar med verdens standarder når det gjelder eksosgiftighet, drivstofforbruk og pålitelighet. For moderne maskinverktøy er overflatene beskrevet av epitrokoidet ikke et problem (akkurat som de ikke er et problem og mye mer komplekse kurver), nye byggematerialer gjør det mulig å øke levetiden til en roterende stempelmotor og dens kostnaden er allerede lavere nå enn en standard ICE på grunn av det færre antall brukte detaljer.

Som NSU, Mazda på 60 -tallet. var et lite selskap med begrensede tekniske og økonomiske ressurser. Grunnlaget for sitt sortiment besto av varebiler og familiebaner. Derfor er det ikke overraskende at Mazda 110S Cosmo sportskupé (982 cc, 110 hk, 185 km / t) ble skapt i mer enn 6 år og viste seg å være veldig lunefull og dyr. Ja, og omdømmet som ble ødelagt av NSU Ro80 bidro ikke til spenningen (i 1967-1972 fant bare 1175 "mellomrom" eierne), men verdensinteressen for 110S bidro til en økning i salget av alle resten av selskapets produkter !

For å bevise at RPD er like pålitelig (overlegenhet i makt har allerede blitt åpenbar for alle), deltok Mazda i konkurransen for nesten første gang i sitt liv, og valgte det vanskeligste og lengste løpet - 84 -timers Marathon De La Route, avholdt på Nurburgring. Hvordan mannskapet fra Belgia klarte å ta 4. plassen (den andre bilen forlot løpet tre timer før målstreken på grunn av fastbremsede bremser), og bare ga Porsche 911 "vokst" på Nordschleife, ser det ut til å forbli et mysterium .

Wankel verksted i Lindau

Selv om de japanske "rotorene" siden har blitt faste på racerbanen, måtte de vente 16 år på en stor suksess i Europa. I 1984 vant britene det prestisjetunge 24-timersløpet på Spa-Francochamp i RX-7. Men i USA, i hovedmarkedet for G7, utviklet racerkarrieren seg mye mer vellykket: fra det øyeblikket hun debuterte i IMSA GT -mesterskapet i 1978 og til 1992, vant hun mer enn hundre etapper i sin klasse, og fra 1982 til 1992. utmerket seg i hovedløpet i serien - 24 timer med Daytona.

Alt gikk ikke så problemfritt i rallyet på Mazda. Som det ofte er tilfellet med japanske lag (Toyota, Datsun, Mitsubishi), spilte de bare på visse stadier av verdensmesterskapet i rally (New Zealand, Storbritannia, Hellas, Sverige), som først og fremst er av interesse for markedsavdelingene i bekymringer. Det var nok nasjonale titler: for eksempel i 1975-1980. Rod Millen har vunnet hele fem i New Zealand og USA. Men i WRC var suksessene utelukkende lokale: det beste RX-7 viste var 3. og 6. plass i den greske "Akropolis" i 1985.

Vel, den mest suksessen til Mazda generelt og RPD spesielt var seieren til sportsprototypen 787B (2612 cc, 700 hk, 607 Nm, 377 km / t) på Le Mans i 1991. Dessuten var det ikke bare raske piloter og konkurransedyktig utstyr som bidro til å overvinne fabrikken Porsche, Peugeot og Jaguar: utholdenheten til de japanske lederne, som regelmessig "slo ut" alle slags avlat i regelverket for rotorene, spilte også en rolle. Så på tampen for seieren på 787., ble arrangørene av løpet enige om å kompensere for frosserien til "rotorene" med en vektreduksjon på 170 kilo (830 mot 1000). Paradokset var at, i motsetning til bensinmotorer, vokste "appetitten" til RPD med ytterligere boost i et mye mer beskjedent tempo enn for konvensjonelle stempelmotorer, og 787 viste seg å være mer økonomisk enn hovedkonkurrentene!

Det var et sjokk. Mercedes, som Stern-magasinet oppfordret til konservatisme ikke noe annet som "en bilprodusent for 50 år gamle herrer i hatter", presenterte i 1969 en superbil som forbløffet fantasien selv med farger. En trossig, lysoransje farge, en ettertrykkelig kileformet form, et midtmotoroppsett, måkevingedører og en superkraftig tredelt RPD (3600 cc, 280 hk, 260 km / t)-det var noe for en konservativ Mercedes!

Og siden selskapet ikke bygde konsepter, trodde alle at S111 bare hadde én måte: en liten (homologering) forsamling og en flott racing-fremtid, siden FIA siden 1966 tillot RPD å delta i offisielle konkurranser. Og sjekker ble strømmet inn i Mercedes -hovedkvarteret og ba dem angi det nødvendige beløpet for retten til å eie C111. Stuttgart vekket imidlertid interessen for "esque" ytterligere, i 1970, og presenterte andre generasjon av en coupe med et enda mer fantastisk design, en 4-delt rotor og fantastisk ytelse (4800 cc, 350 hk, 300 km / t) . For finjustering bygde Mercedes fem dummies som tilbrakte dager og netter på Hockenheimring og Nürburgring, og forberedte seg på å sette en rekke hastighetsrekorder. Pressen likte det kommende "slaget om titanene" mellom en roterende Mercedes, naturlig aspirert Ferrari og en superladet Porsche i World Endurance Championship. Akk, tilbake til storidretten fant ikke sted. For det første var C111 veldig dyr, selv for Mercedes, og for det andre kunne ikke tyskerne selge en så grov design. Og etter den karibiske oljekrisen stengte de prosjektet helt, med fokus på dieselmotorer. De utstyrte de nyeste versjonene av C111, som satte flere verdensrekorder.

Uten fullstendig teknisk utdannelse, på slutten av livet, oppnådde Felix Wankel verdens anerkjennelse innen motorbygging og tetningsteknologi, etter å ha vunnet mange priser og titler. Gater og torg i tyske byer (Felix-Wankel-Strasse, Felix-Wankel-Ring) er oppkalt etter ham. I tillegg til motorer utviklet Wankel et nytt konsept for hurtiggående fartøyer og bygde flere båter på egen hånd.

Det mest interessante er at rotasjonsmotoren, som gjorde ham til millionær og brakte ham verdensomspennende berømmelse, likte Wankel ikke, og betraktet ham som en "stygg andung". Ekte fungerende RPD-er ble laget i henhold til det såkalte "PFC-konseptet", som sørger for planetarisk rotasjon av rotoren og krever innføring av eksterne motvekter. En betydelig rolle ble spilt av det faktum at denne ordningen ikke ble foreslått av Wankel, men av NSU -ingeniør Walter Freude. Fram til de siste dagene vurderte Wankel selv det ideelle motoropplegget "med roterende stempler uten ujevnt roterende deler" (Drehkolbenmasine - DKM), konseptuelt mye vakrere, men teknisk kompleks, og krever spesielt installasjon av tennplugger på en roterende rotor . Likevel er roterende motorer over hele verden forbundet med navnet Wankel, siden alle som kjente oppfinneren tett, enstemmig hevder at uten den tyske ingeniørens irreversible energi, ville aldri verden ha sett denne fantastiske enheten. Felik Wankel døde i 1988.
Historien om Mercedes 350 SL er nysgjerrig. Wankel ønsket virkelig å ha en roterende Mercedes C-111. Men Mercedes gikk ikke for å møte ham. Deretter tok oppfinneren serien 350 SL, kastet ut den "native" motoren og installerte rotoren fra C-111, som var 60 kg lettere enn den forrige 8-sylindrede, men utviklet betydelig mer effekt (320 hk ved 6500 o / min) . I 1972, da ingeniørgeniet avsluttet arbeidet med sitt neste mirakel, kunne han ha kjørt den raskeste SL-klassen Mercedes den gangen. Ironien var at Wankel aldri fikk førerkortet før slutten av livet.

Vi skylder den fornyede interessen for RPD -er til den nye Mazda Renesis -motoren (fra RE - Rotary Engine - og Genesis). I løpet av det siste tiåret har japanske ingeniører klart å løse alle hovedproblemene med RPD - eksosgiftighet og ineffektivitet. Sammenlignet med forgjengeren var det mulig å redusere oljeforbruket med 50%, bensin med 40% og bringe utslipp av skadelige oksider opp til standardene som tilsvarer Euro IV. Den to-sylindrede motoren med et volum på kun 1,3 liter yter 250 hk. og tar mye mindre plass i motorrommet.

Mazda RX -8 -bilen ble spesielt utviklet for den nye motoren, som ifølge merkevaresjefen i Mazda Motor Europe Martin Brink ble laget etter et nytt konsept - bilen ble "bygget" rundt motoren. Som et resultat er RX -8 akselvektfordelingen ideell - 50 til 50. Bruken av motorens unike form og lille størrelse gjorde det mulig å plassere tyngdepunktet veldig lavt. "RX-8 er ikke et racingmonster, men det er den beste håndteringsbilen jeg noen gang har kjørt," sa Martin Brink entusiastisk til Popular Mechanics.

En tønne honning ...

Uten tvil har en roterende stempelmotor ved første øyekast mange fordeler i forhold til tradisjonelle forbrenningsmotorer:
- 30-40% mindre antall deler;
- 2-3 ganger mindre i størrelse og vekt, sammenlignet med en standard ICE som tilsvarer effekt;
- Glatt dreiemoment karakteristisk for hele hastighetsområdet;
- Mangel på sveivmekanisme, og følgelig et mye lavere nivå av vibrasjon og støy;
- Høye omdreininger (opptil 15000 o / min!).

En skje med tjære ...

Det ser ut til at hvis Wankel har en slik overlegenhet over en stempelmotor, hvem trenger da disse klumpete, tunge, raslende og vibrerende stempelmotorene? Men, som ofte skjer, i praksis er alt langt fra så sjokolade. Ikke en eneste genial oppfinnelse, som forlot terskelen til laboratoriet, ble sendt til kurven merket "for søppel". Seriell produksjon ble ikke funnet på en stein, men på en hel plassering av granitt:
- Utvikling av forbrenningsprosessen i et ugunstig kammer;
- Sikre tetthet av tetningene;
- Sikre arbeid uten å forvride saken under ujevn oppvarming;
- Lav termisk effektivitet på grunn av det faktum at forbrenningskammeret til RPD er mye større enn for en tradisjonell ICE;
- Høyt drivstofforbruk;
- Høy giftighet av gassformige forbrenningsprodukter;
- Smal temperatursone for RPD -drift: ved lave temperaturer synker motoreffekten kraftig, ved høye temperaturer - rask slitasje på rotortetningene.

Og hva er mer? Fordeler eller ulemper? Er det verdt lyset? Er det fornuftig (om ikke mer - muligheten) å mestre serieproduksjonen av RPD -er?

Det var ingen spesielle tekniske nyvinninger på masse sovjetiske personbiler - ingen dieselmotor, ingen automatgir, ingen hydropneumatisk fjæring, ingen turbolading. I et stort land var alle biler etterspurt - og av forskjellige årsaker ble ganske enkle og vedlikeholdbare design masseprodusert.

Det er enda mer overraskende at "Sovjet hadde sin egen stolthet", og hvilken rotor-stempelmotor som er designet for personbiler! Dessuten var det "roterende temaet" overgrodd med rykter, spekulasjoner og sagn tilbake på begynnelsen av åttitallet, og til og med utseendet til VAZ -biler med RPD på gratis salg på de sprø nittitallet gjorde ikke prikken over i -tallet.

Forløpere: Felix Heinrich Wankel

Den tyske selvlærte ingeniøren Felix Wankel begynte å utvikle rotasjonsstempelmotoren på tjueårene, men i førkrigstiden klarte han ikke å fullføre prototypene til flymotorer, til tross for støtte fra BMW og Luftfartsdepartementet.
Etter andre verdenskrig ble Wankels utstyr demontert og brakt til Frankrike. Til tross for dette sluttet ikke designingeniøren å jobbe med sin egen RPD - nå med støtte fra NSU. På midten av femtitallet fullførte Wankel den teoretiske delen og laget i 1957 en prototype, etter resultatene av tester som de nødvendige endringene ble gjort i designet.

Rotorfar - Felix Wankel

Wankels arbeid var på ingen måte "akademisk": i 1963 begynte produksjonen av den første serielle NSU-modellen, Prince Spyder, og senere ble NSU Ro 80 business-class sedan utstyrt med en innovativ motor.

1 / 4

2 / 4

3 / 4

4 / 4

1 / 2

2 / 2

Da Audi "arvet" NSU -merket og dets utvikling, ga det til og med ut en prototype Audi KKM basert på andre generasjon "vev". I fremtiden fortsatte ikke Audi temaet Wankel -motorer.

Men ganske raskt forhindret funksjonene i RPD ham fra å vinne en markedsseier over de tradisjonelle stempelforbrenningsmotorene med en sveivmekanisme. Likevel ble det i løpet av årene med serieproduksjon av Wankel -motorer anskaffet patent på retten til å produsere slike enheter av mange store bilprodusenter, hvorav noen begynte å utvikle det "roterende temaet" seriøst og lenge. Den kanskje mest kjente RPD -produsenten er det japanske selskapet Mazda, som skapte Renesis -motoren.

1 / 8

2 / 8

Mazda begynte umiddelbart å utstyre sportskupéene med en motor av uvanlig design.

3 / 8

Mazda begynte umiddelbart å utstyre sportskupéene med en motor av uvanlig design.

4 / 8

Mazda begynte umiddelbart å utstyre sportskupéene med en motor av uvanlig design.

5 / 8

Mazda begynte umiddelbart å utstyre sportskupéene med en motor av uvanlig design.

6 / 8

Mazda begynte umiddelbart å utstyre sportskupéene med en motor av uvanlig design.

7 / 8

Mazda begynte umiddelbart å utstyre sportskupéene med en motor av uvanlig design.

8 / 8

Mazda begynte umiddelbart å utstyre sportskupéene med en motor av uvanlig design.

1 / 2

2 / 2

Mazda Roadpacer - under dette navnet solgte japanerne den australske Holden -sedanen med sin RPD i USA!

1 / 3

2 / 3

I løpet av tiårene med produksjon var det det japanske selskapet Mazda som "tok tankene" på rotoren - selvfølgelig, så langt det er mulig.

3 / 3

I løpet av tiårene med produksjon var det det japanske selskapet Mazda som "tok tankene" på rotoren - selvfølgelig, så langt det er mulig.

Laget i USSR

Hvordan kunne ideen om å begynne å produsere roterende stempelmotorer ha oppstått på VAZ?
Ulike alternative konstruksjoner av stempelmotorer ble arbeidet med i Sovjetunionen allerede i midten av det tjuende århundre - selvfølgelig ikke for bilindustrien, men for luftfarten. Slike motorer kan potensielt gi en høyere effekt, noe som var spesielt verdifullt i konstruksjon av fly. Direkte til emnet RPD i Sovjetunionen begynte tilbake i "pre -Vaz" -perioden - i regi av luftfartsdepartementet og departementet for landbruksmaskiner, tre forskningsinstitutter (NAMI, NATI og VNIIMotoproma) engasjert i forskning arbeid med å lage RPD.

Artikler / historie

Viktig fugl: historien til utviklingen av GAZ-13 Chaika

Forresten, Nikita Khrushchev, som debunked Stalins personlighetskult, brukte også amerikansk teknologi som et kjøretøy. I personlig bruk av den fremtidige første sekretæren for CPSU sentralkomiteen fra 1944 til 1949 ble ...

13780 2 21 09.12.2016

Derfor gikk utviklingen av Wankel og dens praktiske implementering på produksjonsbiler i Sovjetunionen ikke upåaktet hen. Dessuten kan en lett og kraftig motor bli etterspurt etter noen spesialkjøretøyer-for eksempel den såkalte "catch-up" eller sportsbiler.

Tradisjonelt, for bilindustrien i Sovjetunionen, kan en frivillig beslutning bare tas "helt på toppen" - det vil si på departementets nivå.

Rotoren på VAZ ble imidlertid tatt opp etter ordre fra generaldirektøren for Volga Automobile Plant i 1973 - det virker etter eget skjønn. Men ikke alt er så enkelt: før han byttet til et nytt prosjekt - byggingen av bilgiganten Volga, tilbake i 1965, hadde Viktor Nikolaevich Polyakov stillingen som viseminister for bilindustrien i Sovjetunionen, og i 1975 kom han tilbake til ministerkontor i det hele tatt, som leder departementet for bilindustri Sovjetunionen. Dermed kan det argumenteres for at arbeidet med rotoren ble godkjent "uten to minutter" av bilindustriministeren og hans tidligere stedfortreder i én person.

Så, etter utstedelse av den tilsvarende ordren til generaldirektøren, ble det opprettet et spesielt designbyrå, hvis oppgave ikke bare var å utvikle motorer av sitt eget design, men også å eliminere de "generiske manglene" til Wankel -motoren, som sovjetiske designere allerede var klar over.

I motsetning til vestlige kolleger, i USSR, betydde "eget design" virkelig utviklingen av sin egen versjon, og ikke kjøp av et patent eller en ferdig lisens. Som i tilfellet med automatgir for sovjetiske ingeniører, på grunn av mangel på alternativer, ble tvunget til å lage sin egen versjon av en Wankel-motor med én seksjon, og demonterte en japansk RPD for dette. På forhånd for "fullskala tester" ble imidlertid motoren, fjernet fra Mazda RX-2, spesielt kjøpt for arbeid på rotoren, installert på Zhiguli av den tredje modellen.

1 / 4

2 / 4

Mazda RX-2 ble en donor for VAZ av både designet og den aller første RPD installert på Zhiguli

3 / 4

Mazda RX-2 ble en donor for VAZ av både designet og den aller første RPD installert på Zhiguli

4 / 4

Mazda RX-2 ble en donor for VAZ av både designet og den aller første RPD installert på Zhiguli

Allerede i de tidlige stadiene på VAZ sto de overfor det faktum at den lette og kraftige RPD-en med sin kompakthet og høye forhold mellom effekt og vekt ikke var særlig økonomisk og miljøvennlig, og at den også var preget av hyppige feil på selene. Faktisk, i flere tiår kjempet alle som tok opp Wankel -designmotorene med dette problemet, og begynte med den tyske ingeniøren selv - bæreren av dette etternavnet. Og forresten, det var den lave påliteligheten til tetningene som forårsaket den raske motoren på NSU Ro-80, som tvang produsenten til snart å slutte å produsere denne bilen og "lukke roterende tema".

Den første prototypen til SKB RPD under betegnelsen VAZ -301 var klar allerede i 1976, men det var for tidlig å snakke om en lansering av en rotor i Togliatti - designet var tydelig "rått".

VAZ-versjonen av rotasjonsstempelmotoren ble til og med verdsatt ... av Felix Wankel selv, som spesielt besøkte Volzhsky Automobile Plant. "Rotorens far" godkjente den generelle utformingen av Togliatti RPD.

Allerede i 1982 ble VAZ-21018 demonstrert-en vanlig VAZ-21011 med en VAZ-311-motor med en effekt på 70 hk.

For å identifisere designfeil under virkelige forhold ble det produsert et parti på 50 motorer, som ble installert på fem dusin Zhiguli, men bare seks måneder senere måtte alle motorer, bortsett fra en (!), Byttes ut med tradisjonelle . Tetninger og lagre mislyktes raskt, og i tillegg viste motoren seg å være dårlig balansert og ganske fråtsende.

På jorden og i himmelen

Etter den første alvorlige feilen og disiplinærstraffene som fulgte, stoppet ikke VAZ arbeidet med rotorer, men bestemte seg for å endelig gå fra en en-seksjon til en to-seksjon. En slik motor var potensielt ikke bare kraftigere, men også mer pålitelig.

På den tiden hadde den sovjetiske rotoren potensielt allerede et ganske håndgripelig anvendelsesområde - for eksempel for installasjon på offisielle kjøretøyer til spesialstyrker fra trafikkpolitiet, innenriksdepartementet og KGB. På avdelingsbiler forsvant mangler som dårlig drivstoffeffektivitet i bakgrunnen, og høye dynamiske egenskaper var av avgjørende betydning. Det er veldig viktig at VAZ -spesialister, når de opererer på offisielle biler, i form av standardiserte rapporter kan motta detaljert informasjon om mangler og mangler som er identifisert i praksis, men under mer eller mindre de samme forholdene, noe som sikret en viss objektivitet til evaluering.

Av og til rapporterte den sovjetiske pressen sparsomt om et uvanlig motordesign.

I 1983 ble to nye seksjoners RPD-er utviklet-VAZ-411 med en kapasitet på 110-120 hestekrefter og 140 hestekrefter VAZ-413. Det ble antatt at rotorene ikke bare vil bli installert på "native" for Zhiguli -anlegget av forskjellige modeller, men også på andre kjøretøyer med kraftstrukturer - spesielt Volga. Selvfølgelig krevde installasjonen av en slik kraftenhet på sedanen til Gorky Automobile Plant en tilsvarende revisjon av festet og noen girkasser.

1 / 3

2 / 3

VAZ -21059 - roterende "fem". Fremdeles ingen forskjell fra det vanlige ute.

3 / 3

VAZ -21059 - roterende "fem". Fremdeles ingen forskjell fra det vanlige ute.

Samtidig henvendte flyvere seg også til de nesten ferdige RPD-ene, som beordret Togliatti-byrået om å utvikle et alternativ for bruk på helikoptre og lette fly.

Imidlertid ble mange andre virksomheter interessert i motoren med rotasjonsstempel og beordret Togliatti-folket til å utvikle enheter for båter, ambitiater og til og med motorsykler! Anlegget leverte disse tjenestene under kontrakter på vilkårene for egenfinansiering som ble mye brukt på den tiden, så SKBs aktiviteter var ikke ulønnsomme for VAZ. Prototyper av flymotorene VAZ-416 og VAZ-426 ble også utviklet allerede i en periode med VAZ STCs funksjon på midten av nittitallet.

Ulike typer RPD -applikasjoner gjorde det mulig for designere å forstå at designløsningene for bil- og flymotorer ikke kan være helt identiske på grunn av den betydelige forskjellen i driftsmåter for motorer i luft- og veitransport.

Artikler / historie

Vanskelig fødsel av "antilopen": historien til opprettelsen av VAZ-2110

Lenge før utgivelsen av tredørs kombi 2108 ble det klart for utviklerne at en ny sedan var nødvendig for å erstatte den ærlig utdaterte Zhiguli. Meningene var delte: noen av designerne var av den oppfatning at ...

49960 11 10 20.12.2015

Derfor er den samtidige utviklingen av en "enkelt" rotor blottet for praktisk sans - snarere kan arbeidet kombineres i henhold til den teknologiske og produksjonsbase, og ikke i henhold til spesifikke løsninger.

RPD og forhjulsdrift

Spørsmålet oppstår: hva med forhjulsdrevne biler? Virkelig VAZ ikke ta hensyn til sin egen G8?

Selvfølgelig tegnet han: arbeidet med RPD for en grunnleggende ny familie begynte da VAZ-2108 akkurat ble forberedt for produksjon-i 1979, men mer vesentlig, kom de tilbake til temaet "forhjulsdrevet rotor" på begynnelsen av perestroika, etter å ha inngått en avtale med Zaporozhye Automobile Plant. Og i 1987 ble prototyper av VAZ-414 utviklet for forhjulsdrevne biler VAZ og ZAZ, og selv i Togliatti laget de en versjon av deres 40-sterke RPD under indeksen 1185 selv for ... Oka! Men i fremtiden ga ledelsen preferanse til luftfartsretningen, og arbeidet med RPD -er ble suspendert.

Småskala produksjon av en uvanlig modifikasjon av Zhiguli på grunnlag av "fem" fortsatte til Sovjetunionens sammenbrudd, selv om offentlige kjøp av slike kjøretøyer av politimyndigheter var veldig små, og biler med rotorer under panseret ikke var selges "på siden".

Men snart var ikke anlegget i det hele tatt i stand til sin egen nye utvikling - på slutten av åttitallet ble statlig støtte til bilfabrikker redusert, og fabrikkarbeiderne hadde noe å gjøre uten noe - for eksempel å skape en lovende eller.

Den siste bilen RPD VAZ

VAZ kom tilbake til temaet roterende bilmotorer bare i den russiske perioden av anleggets aktivitet, etter å ha funnet en mulighet selv i de vanskelige nittitallet for å "komme seg ut av kluten" en interessant utvikling. Faktisk, i verden på den tiden har det lenge eksistert "oppvarmede" modifikasjoner av vanlige kombikuponger, som VAZ RPD var ganske sammenlignbare med hensyn til utviklet kraft.

Tilstedeværelsen av en slik motor på biler fra 2108 -familien kan "muntre opp" forbrukerinteressen - i hvert fall i Togliatti håpet de på det.

Selv under vanskelige forhold ble den nye RPD for Samara mestret ganske raskt - heldigvis trengte ikke VAZ -415 -motoren å bli utviklet fra bunnen av. Noen kilder hevder at etterbehandlingen under omdannelsen til et serieprodukt ble utført ganske raskt eller ikke særlig vellykket, noe som resulterte i at motoren fortsatt beholdt en rekke ulemper forbundet med resten av VAZ RPD -er. Imidlertid er det en annen oppfatning at denne motoren tvert imot har absorbert alle fordelene ved tidligere utviklinger - både en tilstrekkelig ressurs, kjent fra den 413. motoren, og en "tett" layout som er arvet fra VAZ -414.

Nesten samtidig ble klassikerne oppdatert: i 1992, på grunnlag av "syv", begynte produksjonen av en modifikasjon av VAZ-21079 Zhiguli med en 140 hestekrefter VAZ-4132-motor.

1 / 3

2 / 3

Den syvende modellen ble den siste Zhiguli med RPD

3 / 3

Den syvende modellen ble den siste Zhiguli med RPD

Likevel, i 1997, mottok VAZ-415 endelig et sertifikat som tillot installasjon på vanlige nyttekjøretøyer, som snart dukket opp i bilforretninger.

"I sivilt liv": RPD ble umiddelbart tilgjengelig for bare dødelige og dukket umiddelbart opp på sidene i russiske bilpublikasjoner

Selvfølgelig økte prisen på bilen med 2,2-2,5 tusen dollar, noe som var ganske håndgripelig på den tiden, men dynamikken til G8 ble forbedret med en størrelsesorden. Tross alt gjorde 120-140 "roterende" hestekrefter det mulig å få hundre fra stillstand på 8-9 sekunder, og den virkelige maksfarten kom nær de elskede 200 km / t. Drivstofforbruket varierte selvfølgelig fra 8 til 14 liter. Men den kompakte rotasjonsmotoren snurret opp til et imponerende 8 tusen o / min, og ga "piloten" opplevelser som ikke kan sammenlignes med akselerasjonen til en konvensjonell "meisel".

RPD-415 under panseret på VAZ-2108 ser ganske organisk ut. Men samtidig er motoren merkbart mer kompakt enn den opprinnelige. Foto: Alexander Podzolkov

RPD har alltid vært kjent for sin "varme karakter", så han trengte en oljekjøler som luft. Eller vann. Generelt for kjøling. Foto: Alexander Podzolkov

Sett nedenfra antyder at dette er en slags veldig vanskelig "åtte". Foto: Alexander Podzolkov

Mikroprosessorantennelse kan også bli funnet på VAZ-2108 med en konvensjonell forbrenningsmotor. Men veldig sjelden. Foto: Alexander Podzolkov

Akk, på samme tid forble rotoren, som var uklar for de fleste, en "ting i seg selv" - vanlige tankere kjente ikke teknologien for reparasjon, og reservedeler ble ikke solgt i noen butikk rundt hjørnet.

I tillegg begynte den allerede på den tiden å få fart på vanlige VAZ -motorer, og den arkaiske Solex -forgasseren var fremdeles ansvarlig for RPD -strømforsyningen.

RPD -blandingen ble tilberedt av den vanlige Solex, men med sine egne justeringer. "Gassektor" hadde en ekstra spak for å kjøre en doseringsoljepumpe - smøremiddel. Foto: Alexander Podzolkov

Sett ovenfra av VAZ-415 med en demontert forgasser. Foto: Alexander Podzolkov

Og til tross for tilstedeværelsen av et tenningssystem for mikroprosessorer (MPSZ), kunne rotoren ikke skryte av smidigheten og (viktigst!) Holdbarheten til en konvensjonell stempelforbrenningsmotor. Med en erklært ressurs på 125 000 km begynte mange motorer raskt å "dø" etter 50 000 km, noe som ble lettere ved bruk av "feil" olje. Som i tilfellet med japanske Mazda-biler med RPD, forverret motoroppstarten seg kraftig og oljeforbruket for avfall økte, og i fremtiden kan motoren mislykkes fullstendig.

Tetningen i tetningene er et sårt sted for enhver RPD, ikke bare VAZ-415. Foto: Alexander Podzolkov

Mange tuningfirmaer, som dukket opp i og rundt Togliatti som sopp etter regn, tilbød på den tiden tuningprogrammer for vanlige motorer med forskjellige budsjetter og intervensjonsgrader, noe som gjorde at de kunne fjerne nesten samme kraft som rotoren uten merkbart tap av ressurs. Men RPD med det tradisjonelle kraftsystemet var umulig å presse inn i de kommende Euro 2 -miljøstandardene, som den nylig mestrede VAZ -injeksjonen tilsvarte uten problemer.

På grunn av ikke-masseproduksjonen i fremtiden, var verken arbeidet eller produksjonen av selve RPD-en veldig interessant for VAZ, siden de, som i Mazdas historie, bare kunne dikteres av bildehensyn. At det ikke var et overbevisende nok argument for bilfabrikken Togliatti ...

Av en rekke årsaker, allerede på begynnelsen av 2000 -tallet, begynte VAZ -rotoren å miste kraftig fart. Ja, VAZ-415 klarte å prøve på selv "ti" og "tag" i henholdsvis modifikasjoner 2110-91 og 2115-91, men snart ble produksjonen av roterende motorer på VAZ avbrutt, og SKB RPD selv, som utviklet sitt siste produkt i 2001, ble registrert på nytt.

Nesten fire dusin utbygginger på 26 år - designerne til SKB RPD har jobbet mye med det roterende temaet

Etter 2004 ble designbyråets virksomhet innenfor rammen av arbeidet med RPD -motorer endelig avsluttet, og rundt 2007 ble utstyret delvis fjernet og kastet. Det ser ut til at dette var det siste punktet i historien til den sovjet-russiske rotoren.

Angrer du på at roterende VAZ -er ikke fungerte?

»De fleste forbinder seg med sylindere og stempler, et gassfordelingssystem og en sveivmekanisme. Dette er fordi det overveldende flertallet av biler er utstyrt med den klassiske og den mest populære typen motorer - stempelmotorer.

I dag vil vi snakke om Wankel rotasjonsstempelmotor, som har et helt sett med fremragende tekniske egenskaper, og på en gang skulle åpne nye muligheter i bilindustrien, men kunne ikke ta sin rettmessige plass og ble ikke utbredt.

Skapelsens historie

Den aller første varmemotoren av roterende type anses å være eolipil. I det første århundre e.Kr. ble det opprettet og beskrevet av den greske maskiningeniøren Heron of Alexandria.

Utformingen av eolipil er ganske enkel: en roterende bronsekule er plassert på en akse som går gjennom symmetri sentrum. Vanndamp, som brukes som arbeidsfluid, renner ut av to dyser installert i midten av ballen motsatt hverandre og vinkelrett på aksen til festet.


Mekanismene for vann og vindmøller, som bruker elementenes kraft som energi, kan også tilskrives antikkens roterende motorer.

Klassifisering av roterende motorer

Arbeidskammeret til en roterende forbrenningsmotor kan tettes hermetisk eller ha en konstant forbindelse med atmosfæren når bladene på rotorhjulet skiller det fra omgivelsene. Gasturbiner er bygget på dette prinsippet.

Spesialister skiller flere grupper blant roterende stempelmotorer med lukkede forbrenningskamre. Separasjonen kan skje i henhold til: tilstedeværelse eller fravær av tetningselementer, i henhold til driftsmåten til forbrenningskammeret (intermittent-pulserende eller kontinuerlig), i henhold til typen rotasjon av arbeidslegemet.

Det skal bemerkes at de fleste av de beskrevne designene ikke har gyldige prøver, og de eksisterer på papir.
De ble klassifisert av den russiske ingeniøren I.Yu. Isaev, som selv er opptatt av å lage en perfekt roterende motor. Han analyserte patenter i Russland, Amerika og andre land, mer enn 600 totalt.

Roterende forbrenningsmotor med frem- og tilbakegående bevegelse

Rotoren i slike motorer roterer ikke, men får en frem- og tilbakegående sving. Bladene på rotoren og statoren er stasjonære, og ekspansjons- og kompresjonsslag oppstår mellom dem.

Med pulserende-roterende, enveis bevegelse

To roterende rotorer er plassert i motorhuset, kompresjon oppstår mellom bladene i øyeblikkene av tilnærming og ekspansjon på tidspunktet for fjerning. På grunn av den ujevne rotasjonen av bladene, er det nødvendig med utvikling av en kompleks justeringsmekanisme.

Med tetningsklaffer og frem- og tilbakegående bevegelser

Ordningen som ble brukt i pneumatiske motorer, hvor rotasjonen utføres av trykkluft, slo ikke rot i forbrenningsmotorer på grunn av høyt trykk og temperaturer.

Med seler og gjengjeldende bevegelser i kroppen

Ordningen ligner den forrige, bare tetningsklaffene er plassert ikke på rotoren, men på motorhuset. Ulempene er de samme: umuligheten av å sikre tilstrekkelig tetthet av husbladene med rotoren samtidig som de bevarer mobiliteten.

Motorer med jevn bevegelse av arbeidet og andre elementer

De mest lovende og avanserte typene roterende motorer. Teoretisk sett kan de utvikle de høyeste turtallene og få effekt, men så langt har det ikke vært mulig å lage en enkelt arbeidskrets for en forbrenningsmotor.

Med planetarisk, roterende bevegelse av arbeidselementet

Sistnevnte inkluderer den mest kjente for allmennheten av rotasjonsstempelmotoren av ingeniør Felix Wankel.

Selv om det er et stort antall andre design av planetarisk type:

• Umpleby
• Gray & Dremmond
• Marshall
• Spand
• Renault (Renault)
• Thomas
• Wellinder & Skoog
• Senso (Sensand)
• Maillard
• Ferro

Wankels historie

Livet til Felix Heinrich Wankel var ikke lett, etter å ha blitt foreldreløs tidlig (faren til den fremtidige oppfinneren døde i første verdenskrig), kunne Felix ikke skaffe midler til universitetsstudier, og yrket hans tillot ham ikke å bli sterk nærsynthet.

Dette fikk Wankel til å studere tekniske disipliner på egen hånd, takket være at han i 1924 kom på ideen om å lage en roterende motor med et roterende forbrenningskammer.


I 1929 mottok han patent på en oppfinnelse, som var det første skrittet mot etableringen av den berømte Wankel RPD. I 1933 tilbringer oppfinneren, som befinner seg i rekken av Hitlers motstandere, seks måneder i fengsel. Etter å ha blitt sluppet ut, ble de interessert i utviklingen av en roterende motor i BMW og begynte å finansiere videre forskning, etter å ha tildelt et verksted i Landau for arbeid.

Etter krigen går den til franskmennene som oppreisning, og oppfinneren selv går i fengsel som en medskyldig i Hitler -regimet. Bare i 1951 fikk Felix Heinrich Wankel jobb i motorsykkelfirmaet NSU og fortsatte forskningen.


Samme år begynte han å samarbeide med NSU -sjefsdesigner Walter Freude, som selv lenge har vært involvert i forskning på utviklingen av en roterende stempelmotor for motorsykler. I 1958 finner den første prototypen av motoren sted på testbenken.

Hvordan en roterende motor fungerer

Kraftenheten, designet av Freude og Wankel, er en rotor i form av en Reuleaux -trekant. Rotoren roterer planetarisk rundt et gir festet i midten av statoren - et stasjonært forbrenningskammer. Selve kammeret er laget i form av et epitrokoid, som vagt ligner en figur åtte med et ytre langstrakt senter; det fungerer som en sylinder.

Når rotoren beveger seg inne i forbrenningskammeret, danner rotoren hulrom med variabelt volum, der motorens slag finner sted: inntak, kompresjon, tenning og eksos. Kamrene er hermetisk atskilt fra hverandre med tetninger - spisser, hvis slitasje er det svake punktet for roterende stempelmotorer.

Antennelse av drivstoff-luftblandingen utføres av to tennplugger samtidig, siden forbrenningskammeret har en langstrakt form og et stort volum, noe som reduserer forbrenningshastigheten til arbeidsblandingen.

På en roterende motor brukes en forsinkelsesvinkel, og ikke en fremovervinkel, som på en stempelmotor. Dette er nødvendig slik at tenningen skjer litt senere, og eksplosjonskraften skyver rotoren i riktig retning.

Wankels design gjorde det mulig å forenkle motoren betydelig og forlate mange deler. Behovet for en egen gassfordelingsmekanisme har forsvunnet, vekten og dimensjonene til motoren har redusert betydelig.

Fordeler

Som nevnt tidligere krever ikke en Wankel rotasjonsmotor så mange deler som en stempelmotor, derfor har den en mindre størrelse, vekt og effekttetthet (antall "hester" per kilo vekt).

Det er ingen sveivmekanisme (i den klassiske versjonen), som gjorde det mulig å redusere vekt og vibrasjonsbelastning. På grunn av mangelen på stempelbevegelser frem og tilbake og den lave massen av bevegelige deler, kan motoren utvikle og tåle svært høye turtall, og reagerer nesten umiddelbart ved å trykke på gasspedalen.

En roterende motor produserer kraft i tre fjerdedeler av hver omdreining av utgangsakselen, mens en stempelmotor bare produserer kraft på et kvartal.

Feil

Det skyldes det faktum at Wankel -motoren, med alle sine fordeler, har et stort antall ulemper, i dag er det bare Mazda som fortsetter å utvikle og forbedre den. Selv om patentet på det ble kjøpt av hundrevis av selskaper, inkludert Toyota, Alfa Romeo, General Motors, Daimler-Benz, Nissan og andre.

Liten ressurs

Den største og viktigste ulempen er lav motorlevetid. I gjennomsnitt er det lik 100 tusen kilometer for Russland. I Europa, USA og Japan er dette tallet dobbelt så høyt, takket være drivstoffkvaliteten og kompetent vedlikehold.


Den høyeste belastningen oppleves av metallplater, toppene er de radielle endetetningene mellom kamrene. De må tåle høye temperaturer, trykk og radielle belastninger. På RX-7 er topphøyden 8,1 millimeter, erstatning anbefales når den er slitt opp til 6,5, på RX-8 ble den redusert til 5,3 fra fabrikken, og den tillatte slitasjen er ikke mer enn 4,5 millimeter.

Det er viktig å overvåke kompresjonen, tilstanden til oljen og oljedysene som tilfører smøremiddel til motorkammeret. De viktigste tegnene på motorslitasje og en forestående overhaling er lav kompresjon, oljeforbruk og vanskelig varmstart.

Lav miljøvennlighet

Siden smøresystemet til en roterende stempelmotor innebærer direkte injeksjon av olje i forbrenningskammeret, og også på grunn av ufullstendig forbrenning av drivstoffet, har avgassene økt toksisitet. Dette gjorde det vanskelig å bestå miljørevisjonene som måtte innfris for å kunne selge biler på det amerikanske markedet.

For å løse problemet skapte ingeniører fra Mazda en termisk reaktor som brente hydrokarboner før de ble sluppet ut i atmosfæren. For første gang ble den installert på en Mazda R100 -bil.


I stedet for å begrense produksjonen som andre, begynte Mazda å selge biler med Rotary Engine Anti-Pollution System (REAPS) i 1972.

Høyt forbruk

Alle biler med roterende motorer kjennetegnes ved høyt drivstofforbruk.

I tillegg til Mazda var det også Mercedes C-111, Corvette XP-882 Four Rotor (fireseksjon, 4-liters volum), Citroen M35, men dette er stort sett eksperimentelle modeller, og på grunn av oljekrisen som blusset opp i på 80 -tallet ble produksjonen deres suspendert ...

Den lille lengden på rotorens arbeidsslag og halvmåneformen på brennkammeret tillater ikke at arbeidsblandingen brenner helt ut. Utløpet åpner allerede før fullstendig forbrenning, gassene har ikke tid til å overføre hele trykkraften til rotoren. Derfor er avgass -temperaturen til disse motorene så høy.

Historien om den innenlandske RPD

På begynnelsen av 80 -tallet ble Sovjetunionen også interessert i teknologi. Det er sant at patentet ikke ble kjøpt, og de bestemte seg for å gjøre alt med sitt eget sinn, med andre ord for å kopiere operasjonsprinsippet og enheten til Mazda -rotasjonsmotoren.

For disse formålene ble det opprettet et designbyrå og et verksted for serieproduksjon i Togliatti. I 1976, den første prototypen på en enkeltseksjon VAZ-311-motor med en kapasitet på 70 hk. med. installert på 50 biler. På veldig kort tid har de utviklet en ressurs. Den dårlige balansen mellom SEM (roterende eksentrisk mekanisme) og den raske slitasjen på toppene gjorde seg gjeldende.


Spesialtjenestene ble imidlertid interessert i utviklingen, hvor de dynamiske egenskapene til motoren var mye viktigere enn ressursen. I 1982 så en to-delt rotasjonsmotor VAZ-411, med en rotorbredde på 70 cm og en effekt på 120 hk, lyset. med., og VAZ-413 med en rotor på 80 cm og 140 liter. med. Senere ble VAZ-414-motorer brukt til å utstyre biler fra KGB, trafikkpoliti og innenriksdepartementet.

Siden 1997 har en VAZ-415 kraftenhet blitt installert på en offentlig bil, en Volga vises med en tredelende VAZ-425 RPD. I dag er ikke biler i Russland utstyrt med slike motorer.

Liste over kjøretøyer med roterende stempelmotor

Liste over Mazda roterende motorer

Driftsregler for roterende motorer

1. bytt olje hver 3-5 tusen kilometer. Forbruk på 1,5 liter per 1000 km regnes som normalt.
2. overvåke tilstanden til oljedyser, gjennomsnittlig levetid er 50 tusen.
3. bytt luftfilter hvert 20. tusen.
4. bruk bare spesielle lys, ressurs 30-40 tusen kilometer.
5. fyll tanken med bensin ikke lavere enn AI-95, men bedre AI-98.
6. måle kompresjonen når du skifter olje. For dette brukes en spesiell enhet, komprimeringen skal være innenfor 6,5-8 atmosfærer.

Når du arbeider med kompresjon under disse indikatorene, er det ikke sikkert at standard reparasjonssett er nok - du må endre hele delen, og muligens hele motoren.

Idag er

Til dags dato utføres serieproduksjonen av Mazda RX-8-modellen, utstyrt med Renesis-motoren (forkortet Rotary Engine + Genesis).


Designerne klarte å halvere oljeforbruket og 40% drivstofforbruk, og bringe miljøklassen til Euro-4-nivå. 1,3-liters motoren leverer 250 hk. med.

Til tross for alle prestasjonene stopper ikke japanerne der. I motsetning til påstandene fra de fleste eksperter om at RPD ikke har noen fremtid, slutter de ikke å forbedre teknologien, og for ikke så lenge siden presenterte de konseptet med en sportscoupe RX-Vision, med en SkyActive-R roterende motor.