Pagrindiniai variklių tipai vidaus degimas ir garo mašinos turi vieną bendrą trūkumą. Jis susideda iš to, kad judesys atgal reikalauja transformacijos į sukamąjį judėjimą. Tai savo ruožtu sukelia mažą našumą, taip pat gana didelį mechanizmų dalių, esančių įvairių tipų varikliuose, susidėvėjimą.
Gana daug žmonių galvojo, kaip sukurti tokį variklį, kuriame judančios dalys tik suktųsi. Tačiau tik vienam žmogui pavyko išspręsti šią problemą. Rotorinio stūmoklinio variklio išradėju tapo savamokslis mechanikas Feliksas Wankelis. Per savo gyvenimą šis vyras negavo jokios specialybės, nei Aukštasis išsilavinimas. Toliau panagrinėkime Wankel sukamąjį stūmoklinį variklį.
Trumpa išradėjo biografija
Feliksas G. Wankelis gimė 1902 m., rugpjūčio 13 d., mažame Lahro miestelyje (Vokietija). Pirmajame pasauliniame kare žuvo būsimo išradėjo tėvas. Dėl šios priežasties Wankelis turėjo mesti mokslus gimnazijoje ir įsidarbinti pardavėjo padėjėju knygyne leidykloje. Dėl to jis išsiugdė aistrą skaityti. Feliksas savarankiškai studijavo variklių, automobilių, mechanikos technines charakteristikas. Žinių jis sėmėsi iš parduotuvėje parduodamų knygų. Manoma, kad vėliau įgyvendinta Wankel variklio schema (tiksliau, jos sukūrimo idėja) buvo aplankyta sapne. Nežinia, ar tai tiesa, ar ne, bet galima tvirtai teigti, kad išradėjas turėjo nepaprastų sugebėjimų, potraukį mechanikai ir savotišką.
Už ir prieš
Sukamajame variklyje visiškai nėra kabrioleto stūmoklio judesio. Slėgis susidaro tose kamerose, kurios sukuriamos naudojant išgaubtus trikampio rotoriaus paviršius ir įvairios dalys korpusas. Rotoriaus sukimosi judėjimas atliekamas deginant. Tai gali sumažinti vibraciją ir padidinti sukimosi greitį. Dėl tokiu būdu padidinto efektyvumo rotorinis variklis yra daug mažesnis nei įprastas lygiavertės galios stūmoklinis variklis.
Rotorinis variklis turi vieną pagrindinį iš visų jo komponentų. Šis svarbus komponentas vadinamas trikampiu rotoriumi, kuris sukasi statoriaus viduje. Dėl šio sukimosi visos trys rotoriaus viršūnės turi nuolatinį ryšį su vidine korpuso sienele. Šio kontakto pagalba susidaro degimo kameros arba trys tūriai uždaro tipo su dujomis. Kai įvyksta rotoriaus sukimosi judesiai korpuso viduje, visų trijų suformuotų degimo kamerų tūris kinta visą laiką, panašu į įprasto siurblio veiksmus. Visi trys šoniniai rotoriaus paviršiai veikia kaip stūmoklis.
Rotoriaus viduje yra maža pavara su išoriniais dantimis, pritvirtinta prie korpuso. Didesnio skersmens krumpliaratis yra prijungtas prie šios fiksuotos pavaros, kuri nustato pačią rotoriaus sukimosi judesių trajektoriją korpuso viduje. Didesnės pavaros dantys yra vidiniai.
Dėl to, kad kartu su išėjimo velenu rotorius yra prijungtas ekscentriškai, veleno sukimasis vyksta taip pat, kaip rankena suksis alkūninį veleną. Išėjimo velenas pasisuks tris kartus kiekvienam rotoriaus apsisukimui.
Rotorinis variklis turi mažo svorio pranašumą. Pats paprasčiausias rotorinio variklio blokas yra mažo dydžio ir svorio. Tuo pačiu metu tokio variklio valdymas ir charakteristikos bus geresni. Jis gauna mažiau masės dėl to, kad tiesiog nereikia alkūninio veleno, švaistiklio ir stūmoklių.
Rotorinio variklio matmenys yra daug mažesni nei įprastinio atitinkamos galios variklio. Dėl mažesnio variklio dydžio valdymas bus daug geresnis, o pats automobilis taps erdvesnis tiek keleiviams, tiek vairuotojui.
Visos rotorinio variklio dalys atlieka nuolatinius sukimosi judesius ta pačia kryptimi. Jų judėjimo pokytis vyksta taip pat, kaip ir tradicinio variklio stūmokliuose. Sukamieji varikliai yra viduje subalansuoti. Tai veda prie paties vibracijos lygio sumažėjimo. Rotorinio variklio galia atrodo daug sklandesnė ir vienodesnė.
Wankel variklis turi išgaubtą specialų rotorių su trimis paviršiais, kurį galima pavadinti jo širdimi. Šis rotorius atlieka sukimosi judesius cilindriniame statoriaus paviršiuje. Rotorinis Mazda variklis yra pirmasis pasaulyje rotacinis variklis, sukurtas specialiai serijinei gamybai. Ši plėtra prasidėjo 1963 m.
Kas yra RPD?
Klasikiniame keturtakčiame variklyje tas pats cilindras naudojamas įvairioms operacijoms – įpurškimui, suspaudimui, degimui ir išmetimui. Rotoriniame variklyje kiekvienas procesas atliekamas atskirame kameros skyriuje. Efektas nedaug skiriasi nuo cilindro padalijimo į keturis skyrius kiekvienai operacijai.
Stūmokliniame variklyje dėl mišinio degimo susidarančio slėgio stūmokliai juda pirmyn ir atgal savo cilindruose. Švaistikliai ir alkūninis velenas paverčia šį stūmimo judesį sukamuoju judesiu, reikalingu transporto priemonei varyti.
Sukamajame variklyje nėra tiesinio judesio, kuris turėtų būti paverstas sukamuoju. Viename iš kameros skyrių susidaro slėgis, todėl rotorius sukasi, o tai sumažina vibraciją ir padidina galimą variklio sūkių skaičių. Rezultatas – didesnis efektyvumas ir mažesni matmenys esant tokiai pačiai galiai kaip ir įprastinio stūmoklinio variklio.
Kaip veikia RPD?
Stūmoklio funkciją RPD atlieka trijų viršūnių rotorius, kuris dujų slėgio jėgą paverčia ekscentrinio veleno sukimosi judesiu. Rotoriaus judėjimą statoriaus (išorinio korpuso) atžvilgiu užtikrina pora krumpliaračių, iš kurių viena yra tvirtai pritvirtinta prie rotoriaus, o antra - ant statoriaus šoninio dangčio. Pati pavara yra tvirtai pritvirtinta prie variklio korpuso. Jį įjungus, rotoriaus krumpliaratis nuo krumpliaračio tarsi sukasi aplink jį.
Velenas sukasi ant korpuso esančiuose guoliuose ir turi cilindrinį ekscentriką, ant kurio sukasi rotorius. Šių krumpliaračių sąveika užtikrina tikslingą rotoriaus judėjimą korpuso atžvilgiu, ko pasekoje susidaro trys atskirtos kintamo tūrio kameros. Krumpliaračių perdavimo skaičius yra 2:3, todėl vienam ekscentrinio veleno apsisukimui rotorius grįžta 120 laipsnių, o esant pilnam rotoriaus apsisukimui, kiekvienoje iš kamerų vyksta visas keturių taktų ciklas. 
Dujų mainai kontroliuojami rotoriaus viršuje, kai jis praeina per įleidimo ir išleidimo angas. Ši konstrukcija leidžia 4 taktų ciklą nenaudojant specialus mechanizmas dujų paskirstymas.
Kamerų sandarumą užtikrina radialinės ir galinės sandarinimo plokštės, kurios išcentrinėmis jėgomis, dujų slėgiu ir juostinėmis spyruoklėmis prispaudžiamos prie cilindro. Sukimo momentas gaunamas dėl dujų jėgų veikimo per rotorių ant veleno ekscentriko
mišinio susidarymas
Teoriškai RPD naudojami keli mišinio formavimo tipai: išorinis ir vidinis, pagrįstas skystu, kietu, dujiniu kuru.
Kalbant apie kietąjį kurą, verta paminėti, kad jis iš pradžių dujofikuojamas dujų generatoriuose, nes dėl to balionuose susidaro daugiau pelenų. Todėl praktikoje vis labiau paplito dujinis ir skystasis kuras.
Pats mišinio susidarymo mechanizmas Wankel varikliuose priklausys nuo naudojamo kuro rūšies.
Naudojant dujinį kurą, jo maišymasis su oru vyksta specialiame skyriuje prie variklio įleidimo angos. Degus mišinys patenka į cilindrus gatavu pavidalu.
Iš skystojo kuro mišinys paruošiamas taip:
- Oras sumaišomas su skystuoju kuru prieš patenkant į cilindrus, į kuriuos patenka degus mišinys.
- Skystas kuras ir oras į variklio cilindrus patenka atskirai, o jau cilindro viduje susimaišo. Darbinis mišinys gaunamas kontaktuojant su likusiomis dujomis.
Atitinkamai kuro ir oro mišinys gali būti ruošiamas cilindrų išorėje arba jų viduje. Iš to atsiranda variklių atskyrimas su vidinio arba išorinio mišinio formavimu.
Rotorinio stūmoklinio variklio specifikacijos
| galimybės | VAZ-4132 | VAZ-415 |
| sekcijų skaičius | 2 | 2 |
| Variklio kameros darbinis tūris, cc | 1,308 | 1,308 |
| suspaudimo laipsnis | 9,4 | 9,4 |
| Nominali galia, kW (AG) / min-1 | 103 (140) / 6000 | 103 (140) / 6000 |
| Maksimalus sukimo momentas, N * m (kgf * m) / min-1 | 186 (19) / 4500 | 186 (19) / 4500 |
| Mažiausias ekscentrinio veleno greitis tuščiąja eiga, min-1 | 1000 | 900 |
|
Variklio svoris, kg |
||
|
Bendri matmenys, mm |
||
|
Alyvos sąnaudos % degalų sąnaudų |
||
|
Variklio resursas prieš pirmąjį kapitalinį remontą tūkst.km |
||
|
paskyrimas |
VAZ-21059/21079 |
VAZ-2108/2109/21099/2115/2110 |
gaminami modeliai
|
RPD variklis |
Pagreičio laikas 0-100, sek |
Didžiausias greitis, km \ h |
|
|
Galutinį variklio efektyvumą sudaro trys pagrindinės dalys:  Šios srities tyrimai rodo, kad tik 75 % kuro sudegina iki galo. Manoma, kad ši problema išspręsta atskiriant dujų degimo ir plėtimosi procesus. Būtina numatyti specialių kamerų išdėstymą optimaliomis sąlygomis. Degimas turėtų vykti uždarame tūryje, didėjant temperatūrai ir slėgiui, plėtimosi procesas turėtų vykti žemoje temperatūroje.
Apie 10% variklio darbo tenka pagalbiniams mazgams ir mechanizmams paleisti. Šį defektą galima ištaisyti atliekant variklio įtaiso pakeitimus: kai pagrindinis judantis darbinis elementas neliečia stovinčio korpuso. Per visą pagrindinio darbinio elemento kelią turi būti pastovus sukimo momentas.
Praktiškai 65% gaunamos šiluminės energijos kartu su išmetamosiomis dujomis patenka į išorinę aplinką. Daugybė tyrimų parodė, kad galima padidinti šiluminį efektyvumą tuo atveju, kai variklio konstrukcija leistų deginti kurą šilumą izoliuotoje kameroje taip, kad nuo pat pradžių būtų pasiekta maksimali temperatūra, pabaigoje ši temperatūra sumažinama iki minimalių verčių įjungiant garų fazę. Wankel rotorinis stūmoklinis variklis
|
„Daugumai žmonių tai kelia asociacijas su cilindrais ir stūmokliais, dujų paskirstymo sistema ir švaistiklio mechanizmu. Taip yra todėl, kad didžioji dauguma automobilių komplektuojami su klasikiniu ir populiariausiu variklio tipu – stūmokliu.
Šiandien mes kalbėsime apie Wankel sukamąjį stūmoklinį variklį, kuris turi daugybę išskirtinių techninių charakteristikų ir vienu metu turėjo atverti naujas perspektyvas automobilių pramonėje, tačiau negalėjo užimti savo tinkamos vietos ir netapo masyviu.
Kūrybos istorija
Pats pirmasis rotacinio tipo šiluminis variklis laikomas eolipilu. Pirmajame mūsų eros amžiuje jį sukūrė ir aprašė graikų mechanikos inžinierius Heronas iš Aleksandrijos.
Eolipilo konstrukcija gana paprasta: ašyje, einančioje per simetrijos centrą, yra besisukanti bronzinė sfera. Vandens garai, naudojami kaip darbinis skystis, išteka iš dviejų antgalių, sumontuotų rutulio centre, priešais vienas kitą ir statmenai tvirtinimo ašiai. 
Vandens ir vėjo malūnų mechanizmai, naudojantys stichijų galią kaip energiją, taip pat gali būti priskirti senovės rotoriniams varikliams.
Rotacinių variklių klasifikacija
Rotorinio vidaus degimo variklio darbo kamera gali būti hermetiškai uždaryta arba turėti nuolatinį ryšį su atmosfera, kai ji yra atskirta nuo aplinkos sukamojo sparnuotės mentėmis. Šiuo principu statomos dujų turbinos.
Tarp rotorinių stūmoklinių variklių su uždaromis degimo kameromis ekspertai išskiria keletą grupių. Atskyrimas gali įvykti dėl: sandarinimo elementų buvimo ar nebuvimo, degimo kameros veikimo režimo (pertraukiamai pulsuojančio arba nuolatinio), darbinio kūno sukimosi tipo.
Verta paminėti, kad dauguma aprašytų konstrukcijų neturi veikiančių pavyzdžių ir egzistuoja popieriuje.
Juos klasifikavo rusų inžinierius I.Yu. Isajevas, kuris pats yra užsiėmęs tobulo rotorinio variklio kūrimu. Jis išanalizavo Rusijos, Amerikos ir kitų šalių patentus, iš viso daugiau nei 600.
Rotacinis vidaus degimo variklis su grįžtamuoju sukimosi judesiu
Rotorius tokiuose varikliuose nesisuka, o atlieka stūmoklinius lanko svyravimus. Rotoriaus ir statoriaus mentės yra nejudančios, o tarp jų yra išsiplėtimo ir susitraukimo smūgiai. 
Su pulsuojančiu-sukamu, vienakrypčiu judesiu
Variklio korpuse yra du besisukantys rotoriai, tarp jų menčių priartėjimo momentais atsiranda suspaudimas, o išėmimo momentu – išsiplėtimas. Dėl to, kad ašmenų sukimasis yra netolygus, reikia sukurti sudėtingą išlyginimo mechanizmą. 
Su sandarinimo atvartais ir atbuliniais judesiais
Pneumatiniuose varikliuose sėkmingai naudota schema, kur sukimasis atliekamas suslėgtu oru, vidaus degimo varikliuose neprigijo dėl didelio slėgio ir temperatūros. 
Su sandarikliais ir grįžtamais kūno judesiais
Schema yra panaši į ankstesnę, tik sandarinimo sklendės yra ne ant rotoriaus, o ant variklio korpuso. Trūkumai tie patys: nesugebėjimas užtikrinti pakankamo kėbulo menčių sandarumo su rotoriumi išlaikant jų mobilumą. 
Varikliai su vienodu darbinių ir kitų elementų judėjimu
Perspektyviausi ir pažangiausi rotorinių variklių tipai. Teoriškai jie gali išvystyti didžiausius greičius ir įgyti galios, tačiau iki šiol nepavyko sukurti vienos vidaus degimo variklių darbo schemos. 
Su planetiniu, sukamuoju darbinio elemento judėjimu
Prie pastarųjų priskiriama plačiajai visuomenei labiausiai žinoma rotacinių stūmoklinių variklių inžinieriaus Felixo Wankelio schema.
Nors yra daugybė kitų planetinio tipo dizainų:
- Umpleby
- Gray ir Drummond (Gray & Dremmond)
- Maršalas (Maršalas)
- Spad (Spand)
- Renault
- Tomas (Tomas)
- Wellinder ir Skoog (Wallinder & Skoog)
- „Senso“ („Sensand“)
- Mylar (Maillard)
- Ferro
Wankelio istorija
Felikso Heinricho Wankelio gyvenimas nebuvo lengvas, anksti likęs našlaičiu (būsimojo išradėjo tėvas žuvo Pirmajame pasauliniame kare), Feliksas negalėjo surinkti lėšų studijoms universitete, o darbinė specialybė neleido gauti stiprią trumparegystę.
Tai paskatino Wankel savarankiškai studijuoti technines disciplinas, kurių dėka 1924 m. jis sugalvojo sukurti rotacinį variklį su besisukančia vidaus degimo kamera. 
1929 m. jis gavo patentą išradimui, kuris buvo pirmasis žingsnis kuriant garsųjį Wankel RPD. 1933 metais išradėjas, atsidūręs Hitlerio priešininkų gretose, šešis mėnesius praleidžia kalėjime. Po išleidimo BMW susidomėjo rotorinio variklio kūrimu ir pradėjo finansuoti tolesnius tyrimus, skirdamas darbui dirbtuves Landau.
Po karo ji atitenka prancūzams kaip reparacija, o pats išradėjas patenka į kalėjimą kaip nacių režimo bendrininkas. Tik 1951 m. Feliksas Heinrichas Wankelis įsidarbina NSU motociklų įmonėje ir tęsia savo tyrimus. 
Tais pačiais metais jis pradėjo dirbti su Walteriu Freude'u, vyriausiuoju NSU dizaineriu, kuris pats jau seniai dalyvavo sukamojo stūmoklinio variklio, skirto lenktyniniams motociklams, sukūrimo tyrime. 1958 m. pirmasis variklio pavyzdys užima vietą bandymų stende. 
Kaip veikia rotacinis variklis
Freude ir Wankel sukurtas jėgos agregatas yra Rotorius, pagamintas Reuleaux trikampio pavidalu. Rotorius planetiškai sukasi aplink statoriaus centre pritvirtintą krumpliaratį – stacionarią degimo kamerą. Pati kamera pagaminta kaip epitrochoidas, kuris neaiškiai primena aštuonių skaičių, kurio centras ištiestas į išorę, veikia kaip cilindras.
Judėdamas degimo kameros viduje, rotorius sudaro kintamo tūrio ertmes, kuriose vyksta variklio ciklai: įsiurbimas, suspaudimas, uždegimas ir išmetimas. Kameros viena nuo kitos hermetiškai atskirtos sandarikliais – viršūnėlėmis, kurių susidėvėjimas yra silpnoji rotorinių stūmoklinių variklių vieta.
Degalų ir oro mišinio uždegimas nedelsiant atliekamas dviem uždegimo žvakėmis, nes degimo kamera yra pailgos formos ir didelio tūrio, o tai sulėtina darbinio mišinio degimo greitį.
Sukamajame variklyje naudojamas sulėtintas kampas, o ne pažangos kampas, kaip stūmoklyje. Tai būtina, kad užsidegimas įvyktų šiek tiek vėliau, o sprogimo jėga pastūmėtų rotorių teisinga kryptimi. 
Wankel dizainas leido žymiai supaprastinti variklį, atsisakyti daugelio dalių. Nereikėjo atskiro dujų paskirstymo mechanizmo, gerokai sumažėjo variklio svoris ir matmenys.
Privalumai
Kaip minėta anksčiau, Wankel rotoriniam varikliui nereikia tiek dalių, kiek stūmokliniam varikliui, todėl jo matmenys, svoris ir galios tankis ("arklių" skaičius kilogramui svorio) mažesni.
Nėra švaistiklio mechanizmo (į klasikinė versija), kuris leido sumažinti svorį ir vibracijos apkrovą. Dėl to, kad trūksta stūmoklių slenkamų judesių ir mažos judančių dalių masės, variklis gali išvystyti ir išlaikyti labai didelius sūkius, beveik akimirksniu reaguodamas į dujų pedalo paspaudimą.
Sukamasis ICE sukuria galią per tris ketvirtadalius kiekvieno išėjimo veleno apsisukimo, o stūmoklinis variklis – tik vieną ketvirtadalį.
Trūkumai
Būtent todėl, kad Wankel variklis su visais savo pranašumais turi daugybę trūkumų, šiandien tik Mazda toliau jį tobulina ir tobulina. Nors patentą jam nusipirko šimtai kompanijų, tarp kurių – Toyota, Alfa Romeo, General Motors, Daimler-Benz, Nissan ir kt.
Mažas išteklius
Pagrindinis ir reikšmingiausias trūkumas yra nedidelis variklio išteklius. Vidutiniškai Rusijai tai prilygsta 100 tūkstančių kilometrų. Europoje, JAV ir Japonijoje šis skaičius yra dvigubai didesnis dėl degalų kokybės ir kompetentingos priežiūros. 
Metalinės plokštės patiria didžiausią apkrovą, viršūnės yra radialiniai galiniai sandarikliai tarp kamerų. Jie turi atlaikyti aukštą temperatūrą, slėgį ir radialines apkrovas. RX-7 viršūnės aukštis yra 8,1 milimetro, pakeisti rekomenduojama nusidėvėjus iki 6,5, RX-8 gamykloje sumažinta iki 5,3, o leistinas nusidėvėjimas yra ne didesnis kaip 4,5 milimetro.
Svarbu kontroliuoti kompresiją, alyvos būklę ir alyvos purkštukus, tiekiančius tepalą į variklio kamerą. Pagrindiniai variklio susidėvėjimo ir artėjančio kapitalinio remonto požymiai yra mažas suspaudimas, alyvos sąnaudos ir sunkus karštas užvedimas.
Mažas ekologiškumas
Kadangi rotacinio stūmoklinio variklio tepimo sistema reiškia tiesioginį alyvos įpurškimą į degimo kamerą, taip pat dėl nepilno degalų degimo, išmetamosios dujos padidino toksiškumą. Dėl to buvo sunku išlaikyti aplinkosaugos testą, kurį reikėjo įvykdyti norint parduoti automobilius Amerikos rinkoje.
Kad išspręstų problemą, Mazda inžinieriai sukūrė terminį reaktorių, kuris sudegino angliavandenilius prieš išleidžiant į atmosferą. Pirmą kartą jis buvo sumontuotas „Mazda R100“. 
Užuot apribojusi gamybą, kaip ir kiti, 1972 m. Mazda pradėjo pardavinėti automobilius su REAPS (Rotary Engine Anti-Pollution System) išmetamųjų teršalų mažinimo sistema, skirta rotoriniams varikliams.
didelis suvartojimas
Visi automobiliai su rotoriniais varikliais išsiskiria didelėmis degalų sąnaudomis.
Be „Mazda“ dar buvo „Mercedes C-111“, „Corvette XP-882 Four Rotor“ (keturių sekcijų, tūris 4 litrai), „Citroen M35“, tačiau tai dažniausiai eksperimentiniai modeliai, o dėl naftos krizės, kilusios m. 80-aisiais jų gamyba buvo sustabdyta.
Mažas rotoriaus eigos ilgis ir degimo kameros pusmėnulio forma neleidžia darbiniam mišiniui visiškai išdegti. Išmetimo anga atsidaro dar iki visiško degimo momento, dujos nespėja perkelti visos slėgio jėgos į rotorių. Todėl šių variklių išmetamųjų dujų temperatūra yra tokia aukšta.
Vidaus RPD istorija
80-ųjų pradžioje technologijos susidomėjo SSRS. Tiesa, patento nenupirko, o viską nusprendė pasiekti savo protu, kitaip tariant, nukopijuoti „Mazda“ rotorinio variklio veikimo principą ir konstrukciją.
Šiems tikslams buvo sukurtas projektavimo biuras, o Toljatyje – masinės gamybos dirbtuvės. 1976 metais buvo pagamintas pirmasis vienos sekcijos VAZ-311 variklio prototipas, kurio galia 70 AG. Su. sumontuota 50 transporto priemonių. Per labai trumpą laiką jie sukūrė išteklius. Prasta SEM (rotoriaus-ekscentrinio mechanizmo) pusiausvyra ir greitas viršūnių susidėvėjimas leido pasijusti. 
Tačiau plėtra susidomėjo specialiosios tarnybos, kurioms variklio dinaminės charakteristikos buvo daug svarbesnės nei resursas. 1982 metais šviesą išvydo dviejų sekcijų rotorinis variklis VAZ-411, kurio rotoriaus plotis buvo 70 cm, o galia – 120 AG. su., ir VAZ-413 su 80 cm ir 140 litrų rotoriumi. Su. Vėliau VAZ-414 varikliai aprūpinti KGB, kelių policijos ir Vidaus reikalų ministerijos automobiliais.
Nuo 1997 m. viešajame automobilyje buvo sumontuotas VAZ-415 jėgos agregatas, „Volga“ pasirodo su trijų sekcijų RPD VAZ-425. Šiandien Rusijoje automobiliai neturi tokių variklių.
Sukamųjų stūmoklinių variklių transporto priemonių sąrašas
| Prekės ženklas | Modelis |
|---|---|
| NSU | Voras |
| Ro80 | |
| Mazda | „Cosmo Sport“ (110S) |
| „Familia Rotary Coupe“. | |
| Parkway Rotary 26 | |
| Capella (RX-2) | |
| Savanna (RX-3) | |
| RX-4 | |
| RX-7 | |
| RX-8 | |
| Eunos Cosmo | |
| Rotorinis pikapas | |
| Luce R-130 | |
| Mercedes | C-111 |
| XP-882 keturi rotoriai | |
| Citroen | M35 |
| GS Birotor (GZ) | |
| VAZ | 21019 (Arkanas) |
| 2105-09 | |
| DUJOS | 21 |
| 24 | |
| 3102 |
Mazda rotorinių variklių sąrašas
| Tipas | apibūdinimas |
|---|---|
| 40A | Pirmojo stendo kopija, rotoriaus spindulys 90 mm |
| L8A | Sauso karterio tepimo sistema, 98 mm rotoriaus spindulys, 792 cc cm |
| 10A (0810) | Dviejų sekcijų, 982 kub. cm, galia 110 AG. s., alyvos maišymas su kuru tepimui, svoris 102 kg |
| 10A (0813) | 100 l. s., svorio prieaugis iki 122 kg |
| 10A (0866) | 105 l. s., REAPS emisijų mažinimo technologija |
| 13A | Priekiniais ratais varomam R-130, tūris 1310 kub. cm, 126 l. s., rotoriaus spindulys 120 mm |
| 12A | Tūris 1146 kub. cm, sutvirtinta rotoriaus medžiaga, pailgėjo statoriaus tarnavimo laikas, ketaus sandarikliai |
| 12A turbo | Pusiau tiesioginis įpurškimas, 160 AG Su. |
| 12B | Vieno uždegimo skirstytuvas |
| 13B | Masyviausias variklis, tūris 1308 kub. cm, maža emisija |
| 13B-RESI | 135 l. su., RESI (Rotary Engine Super Injection) ir Bosch L-Jetronic įpurškimu |
| 13B-DEI | 146 l. p., kintamasis įsiurbimas, 6PI ir DEI sistemos, įpurškimas su 4 purkštukais |
| 13B-RE | 235 l. su., didelėmis HT-15 ir mažomis HT-10 turbinomis |
| 13B-REW | 280 l. s., 2 nuoseklios turbinos Hitachi HT-12 |
| 13B-MSP renesis | Ekologiškas ir ekonomiškas, gali veikti naudojant vandenilį |
| 13G/20B | Trijų rotorių lenktyniniai varikliai, 1962 kub cm, galia 300 AG. Su. |
| 13J/R26B | Keturių rotorių, skirtas automobilių lenktynėms, tūris 2622 kub. cm, galia 700 l. Su. |
| 16X (Renesis 2) | 300 l. p., koncepcinis automobilis Taiki |
Rotorinio variklio veikimo taisyklės
- tepalus keiskite kas 3-5 tūkstančius kilometrų. Įprastos sąnaudos yra 1,5 litro 1000 km.
- stebėti alyvos purkštukų būklę, vidutinis jų tarnavimo laikas – 50 tūkst.
- oro filtrą keisti kas 20 tūkst.
- naudokite tik specialias žvakes, kurių resursas yra 30-40 tūkstančių kilometrų.
- pripildykite baką ne žemesnio kaip AI-95 ir pageidautina AI-98 benzino.
- keisdami alyvą patikrinkite kompresiją. Tam naudojamas specialus įtaisas, suspaudimas turi būti 6,5–8 atmosferos.
Eksploatuojant su kompresija žemiau šių rodiklių, standartinio remonto komplekto gali nepakakti – teks keisti visą sekciją, o galbūt ir visą variklį.
šiandien
Iki šiol „Mazda RX-8“ modelis su „Renesis“ varikliu (santrumpa „Rotary Engine + Genesis“) gaminamas masiškai. 
Projektuotojams pavyko perpus sumažinti alyvos sąnaudas ir 40% degalų, ir aplinkosaugos klasė pasiekti Euro-4 lygį. 1,3 litro darbinio tūrio variklis sukuria 250 AG galią. Su.
Nepaisant visų laimėjimų, japonai tuo nesustoja. Priešingai nei teigia dauguma ekspertų, kad RPD neturi ateities, jie nesiliauja tobulinti technologijų ir ne taip seniai pristatė sportinio kupė RX-Vision koncepciją su rotoriniu varikliu SkyActive-R. 
Vienintelis iki šiol komerciškai pagamintas rotacinio variklio modelis yra Wankel variklis, priklausantis rotacinių variklių tipui su planetiniu sukamuoju pagrindinio darbinio elemento judesiu. Toks konstruktyvus rotorinio variklio išdėstymas neabejotinai yra pats paprasčiausias. techninis prietaisas, bet ne pats optimaliausias darbo eigos organizavimo būdas, todėl turi būdingų ir rimtų trūkumų.
Rotorinių variklių, kurių pagrindinis darbinis elementas juda planetiniu būdu, yra gana daug, tačiau iš esmės jie skiriasi tik rotoriaus paviršių skaičiumi ir atitinkama korpuso vidinio paviršiaus forma. Pateiktos skirtingų tokių variklių išdėstymo schemos paimtos iš knygos „Marine Rotary Engines“, 1967 m. leidimas, autoriai E. Akatovas, V. Bologovas ir kt., o publikacijai elektroniniu formatu parengė šios svetainės autorius.
Trumpai pažvelkime į patį šio tipo variklio dizainą, jo atsiradimo istoriją ir taikymo sritį. Rotacinių variklių su pagrindinio darbinio elemento planetiniu sukimosi judėjimu sukūrimo istorija prasideda 1943 m., Kai išradėjas Mylar pasiūlė pirmąją tokią schemą. Tada per trumpą laiką buvo pateikti dar keli patentai panašios konstrukcijos varikliams. Įskaitant vokiečių kompanijos NSU kūrėją – V. Frede. Tačiau pagrindinis silpnoji vietaŠi rotorinio variklio schema buvo sandariklių sistema tarp briaunų, esančių besisukančio trikampio rotoriaus gretimų paviršių ir fiksuoto korpuso sienų sankryžoje. R. Wankelis, kaip plombų specialistas, dalyvavo sprendžiant šią sudėtingą inžinerinę problemą. Netrukus savo energijos ir inžinerinio mąstymo dėka jis tapo kūrimo komandos lyderiu. 1957 metais NSU laboratorijoje buvo pastatytas DKM tipo rotorinio variklio prototipas su trikampiu rotoriumi ir kapsulės formos darbo kamera, kurioje stovėjo rotorius, o korpusas sukasi aplink jį. Daug praktiškesnis buvo KKM tipo išdėstymas su įprastu išdėstymu - darbo kamera korpuse buvo stacionari, o rotorius joje sukosi. Šis variklis pasirodė po metų, 1958 m. 1959 m. lapkritį NSU oficialiai paskelbė apie veikiančio rotorinio variklio sukūrimą. Per trumpą laiką apie 100 įmonių visame pasaulyje įsigijo šios technologijos licencijas, 34 iš jų – japonų.
Variklis pasirodė labai mažas, galingas ir turėjo nedaug dalių. Europoje buvo pradėti pardavinėti automobiliai su rotoriniais varikliais, tačiau, kaip paaiškėjo, jie turėjo mažą variklio resursą, sunaudojo daug degalų ir turėjo labai toksiškas išmetamąsias dujas. 1973 metų naftos krizė dėl dar vieno arabų ir Izraelio karo, kai benzino kainos išaugo kelis kartus, smarkiai iškėlė klausimą dėl automobilių variklių efektyvumo. Dėl šios priežasties Europoje ir Amerikoje bandymai Wankel rotorinį variklį patobulinti iki norimo laipsnio buvo nutraukti. Ir tik japonų kompanija „Mazda“ atkakliai toliau dirbo šia kryptimi. Taip pat sovietinė gamykla VAZ - kadangi benzinas tuo metu SSRS kainavo centą, o galingo, nors ir su nedideliais ištekliais, variklio prireikė teisėsaugos institucijoms. Tačiau 2004 m. mažos apimties gamyba VAZ buvo uždaryta ir šiandien „Mazda“ yra vienintelis automobilių gamintojas, masiškai gaminantis automobilius su rotoriniu varikliu. Šiuo metu pasaulyje masiškai gaminamas tik vienas automobilis su Wankel rotoriniu varikliu – tai sportinis kupė Mazda RX-8. Šioje mašinoje yra RENESIS variklis su dviem rotoriaus sekcijomis, kurių bendras tūris yra 1,3 litro. Variklis yra kelių versijų, kurių galia nuo 200 iki 250 AG.
.
Po to apžvalga Rotorinio variklio, turinčio planetinį rotoriaus judėjimą, istoriją, apsistokime prie jo privalumų ir trūkumų. Wankel rotorinio variklio PRIVALUMAI lyginant su tradiciniais stūmokliniais varikliais: 1) Padidėjusi savitoji galia (AG/kg), ji beveik dvigubai didesnė nei stūmoklinių 4 taktų. Netolygiai judančių dalių masė Wankel variklyje yra daug mažesnė nei panašios galios stūmokliniuose varikliuose, o tokių nesubalansuotų judesių amplitudė yra pastebimai mažesnė. Taip yra dėl to, kad „stūmoklyje“ atliekami stūmokliniai judesiai, o Wankel variklyje - sukimosi, planetinės grandinės. Be to, Wankel variklyje trūksta alkūninio veleno ir švaistiklio. 
Tai, kad tokio vieno rotoriaus konstrukcijos variklis sukuria galią tris ketvirtadalius kiekvieno išėjimo veleno apsisukimo, taip pat turi įtakos padidėjusiai Wankel galiai. Skirtingai nuo vieno cilindro 4 taktų stūmoklinio variklio, kuris tiekia galią tik ketvirtadalį kiekvieno išėjimo veleno apsisukimo. Būtent dėl šių priežasčių serijiniame Wankel rotoriniame variklyje iš degimo kameros tūrio vieneto atimama daug daugiau galios. 1300 cm3 darbinės kameros tūrio „Mazda RX-8“ galia siekia 200 AG – 250 AG, o ankstesnis „Mazda RX-7“ modelis su tokio pat tūrio varikliu, bet su turbokompresoriumi pagamino 350 AG.
Štai kodėl išskirtinis „Mazda RX“ bruožas yra puikus dinaminis veikimas:
- esant žemai pavarai, galima pagreitinti automobilį virš 100 km/h be pernelyg didelės variklio apkrovos esant didesniam variklio sūkių dažniui (8000 aps./min. ir daugiau).
- Wankel variklį daug lengviau mechaniškai subalansuoti ir atsikratyti vibracijos, o tai leidžia padidinti lengvųjų transporto priemonių, tokių kaip mikroautomobiliai, komfortą;
- rotacinio stūmoklinio variklio bendrieji matmenys yra 1,5–2 kartus mažesni, palyginti su panašios galios stūmokliniu varikliu.
Wankel variklis turi 35-40% mažiau dalių.
Trūkumai:
1)Trumpas trikampio rotoriaus priekio eigos ilgis.Nors šiuos rodiklius sunku lyginti tiesiogiai su stūmokliniu varikliu - stūmoklio ir rotoriaus judesių tipai per daug skiriasi, bet Wankel variklis turi maždaug penktadaliu mažesnį eigos ilgį . Yra vienas esminis skirtumas tarp „Wankel“ ir stūmoklinio variklio - „stūmoklio“ tūris didėja viena tiesine kryptimi, kuri sutampa su eigos kryptimi. Tačiau Wankeliui šis judėjimas yra sudėtingas ir tik dalis trikampio rotoriaus su planetiniu judėjimu trajektorijos tampa tikrąja darbinio eigos linija. (PAV.) Štai kodėl Wankel variklio degalų efektyvumas yra mažesnis nei stūmoklinių variklių. Todėl dėl trumpo darbinio eigos ilgio išmetamųjų dujų temperatūra yra labai aukšta – darbinės dujos nespėja perduoti pagrindinio slėgio į rotorių, nes jau atsidaro išmetimo langas ir įkaista aukšto slėgio dujos. su tūriniais darbinio mišinio fragmentais, kurie dar nenustojo degti, išeina į išmetimo vamzdį. Todėl Wankel variklio išmetamųjų dujų temperatūra yra labai aukšta.
2) Sudėtinga „pusmėnulio“ degimo kameros forma. Tokia degimo kamera turi didelį dujų sąlyčio su korpuso sienelėmis ir rotoriumi paviršių. Todėl nemaža dalis šilumos išleidžiama variklio dalių šildymui, o tai sumažina šiluminį efektyvumą ir padidina variklio šildymą. Be to, dėl šios formos degimo kameros pablogėja mišinio susidarymas ir sulėtėja darbinio mišinio degimo greitis. Todėl „Mazda RX-8“ variklis turi 2 uždegimo žvakes vienoje rotoriaus dalyje. Šios savybės taip pat neigiamai veikia termodinaminio efektyvumo lygį.
3) Potencialiai mažas sukimo momentas rotaciniam varikliui. Siekiant pašalinti sukimąsi iš judančio rotoriaus, kurio sukimosi centras pats nepertraukiamai atlieka planetinį sukimąsi apskritimu aplink geometrinį darbinės kameros centrą, šiame variklyje naudojami diskai, esantys ekscentriškai ant pagrindinio veleno. Tiesą sakant, tai yra švaistiklio elementai. Tai yra, Wankel variklis negalėjo visiškai atsikratyti pagrindinio klasikinių stūmoklinių vidaus degimo variklių trūkumo – švaistiklio – švaistiklio mechanizmo. Nors jis pateikiamas Wankel variklyje lengvoje versijoje - ekscentrinio veleno pavidalu, tačiau pagrindiniai šio mechanizmo trūkumai: suplyšęs, pulsuojantis sukimo momento režimas ir maža pagrindinio elemento rankena, suvokianti sukimo momentą, liko „ne“. išgydytas“. (PAV.) Štai kodėl vienos sekcijos Wankel yra neefektyvus ir norint normaliai veikti reikia padaryti 2 ar 3 rotoriaus sekcijas, taip pat pageidautina ant veleno uždėti papildomą smagratį. Be to, kad Wankel variklyje yra švaistiklio mechanizmas, mažam rotacinio variklio sukimo momentui įtakos turi ir tai, kad tokio variklio kinematinė schema yra labai neracionali, kalbant apie plėtimosi darbinių dujų slėgio suvokimą. pagal rotoriaus paviršių. Todėl tik tam tikra slėgio dalis - maždaug trečdalis - paverčiama darbiniu rotoriaus sukimu ir sukuria sukimo momentą. Daugiau apie sukimo momentą kalbėsime specialioje svetainės skiltyje. 
Išsamesnės informacijos apie sukimo momento generavimo principą Wankel rotoriniame variklyje rasite svetainės TORQUE puslapyje.
4) Vibracijų buvimas kūne. Faktas yra tas, kad rotacinio variklio sistema su darbinio elemento planetiniu judėjimu reiškia nepusiausvyrą šio kūno judėjimą. Tie. sukimosi metu rotoriaus masės centras atlieka nuolatinį sukimosi judesį aplink kūno masės centrą ir šio sukimosi spindulys lygus pagrindinio variklio veleno ekscentriko pečiai. Štai kodėl variklio korpusą iš vidaus veikia nuolat besisukantis jėgos vektorius, lygus išcentrinei jėgai, kuri atsiranda ant rotoriaus. Tai reiškia, kad rotorius, sukdamasis ant ekscentrinio veleno, besisukančio savo ruožtu, savo judėjimo pobūdyje turi neišvengiamų ir ryškių svyruojančio judėjimo elementų. Kas veda į vibracijų neišvengiamumą. (RYŽIAI.)
5) Greitas mechaninių radialinių tarpiklių susidėvėjimas rotoriaus trikampio kampuose, nes juos veikia stipri radialinė apkrova, kuri Wankel variklyje dėl paties veikimo principo yra neišvengiama. (RYŽIAI.)
6) Nuolatinė aukšto slėgio dujų proveržio grėsmė iš vieno darbo ciklo ertmės į kito ciklo ertmę. Taip yra todėl, kad radialinio sandariklio kontaktas tarp rotoriaus peleko ir degimo kameros sienelės vyksta viena plona linija. Tuo pačiu metu vis dar išlieka dujų prasiskverbimo pro kištukų montavimo lizdus, kai rotoriaus briaunelė eina per juos, problema.
7) Sudėtinga besisukančio rotoriaus tepimo sistema. „Mazda RX-8“ variklyje specialiais purkštukais į degimo kameras įpurškiama alyva, skirta sutepti rotoriaus pelekus, besitrinančius į degimo kameros sieneles sukimosi metu. Tai padidina išmetamųjų dujų toksiškumą ir tuo pačiu daro variklį labai reiklų alyvos kokybei. Be to, esant dideliam greičiui, keliami didesni reikalavimai pagrindinio veleno ekscentrinės dalies, aplink kurią sukasi rotorius, cilindrinio paviršiaus tepimui, kuris pašalina pagrindinę jėgą nuo rotoriaus ir virsta veleno sukimu. Būtent šie du techniniai sunkumai, kuriuos labai sunku išspręsti, lėmė nepakankamą tokio variklio dalių sutepimą esant dideliam greičiui labiausiai trinties apkraunamų dalių, o tai atitinkamai smarkiai sumažino variklio eksploatavimo laiką. Būtent nepakankamas tokių techninių problemų sprendimas lėmė labai mažus „Wankel“ variklių, kuriuos gamino vietinis „AvtoVAZ“, išteklius. (PAV. - nurodykite rotoriaus vidinio lizdo ir veleno disko ekscentriko cilindrinį kontaktinį paviršių)
8) Dėl didelių sudėtingos formos dalių atlikimo tikslumo reikalavimų tokį variklį sunku pagaminti. Tokiai gamybai reikalinga labai tiksli ir brangi įranga - mašinos, galinčios sukurti sudėtingus darbinės kameros tūrius su išlenktu epitrochoidiniu paviršiumi. Pats rotorius taip pat turi sudėtingo trikampio su išgaubtais paviršiais formą. 
Kaip matyti iš šios svetainės dalies turinio, Wankel rotorinis variklis turi ryškių pranašumų, taip pat daugybę praktiškai neįveikiamų trūkumų, kurie neleido tokio tipo varikliams išstumti stūmoklinius variklius iš arsenalo. moderni technologija. Nors apie tokias perspektyvas buvo rimtai diskutuojama praėjusio amžiaus 60-ųjų pabaigoje ir 70-ųjų pradžioje, o analitinėse apžvalgose buvo išsakyta nuomonė, kad XX amžiaus 80-ųjų pabaigoje daugiau nei pusė pasaulio automobilių jau turės rotorinius variklius. įvairių tipų.... Ir, nepaisant neigiamų savybių ir techninių sunkumų, Wankel rotorinis variklis gali pasirodyti techniškai ir veikti kaip komerciškai perspektyvus gaminio tipas, nes pagrindinių konkurentų - stūmoklinių variklių su švaistikliu - švaistiklio mechanizmų trūkumai yra dar rimtesni. Ir tai, nepaisant daugiau nei šimtmetį trukusių bandymų juos tobulinti.
TĘSINIS APIE WANKEL SUKAMĄJĮ VARIKLĮ
2016 metų rugsėjis Viena iš sudėtingiausių visų tipų rotorinių variklių problemų yra jų kūrimas efektyvi sistema sandarikliai, kurie turėtų sukurti uždarą tūrį sukamojo variklio darbo kamerose. Iki šiol tai yra vienas iš pagrindinių Tverskoy tipo schemos sunkumų. Ten reikia padaryti efektyvią ir sunkiai pagaminamą sandarinimo sistemą.O norėdamas patreniruoti savo ranką ir įgyti teigiamos patirties tokiu klausimu, nusprendžiau sukurti nedidelę darbinę Wankel variklio kopiją nuo pat pradžių. Darbai jau eina į pabaigą - pridedu tokio variklio nuotrauką.
Antspaudai
Apytikslė vienos tokios rotoriaus sekcijos galia turėtų siekti apie 35-40 AG. 2 rotoriaus sekcijų variklio galia turėtų siekti 70-80 AG.
WANKEL VARIKLIS – GRUODŽIO MĖN
2016 m. gruodžio 25 d. Mažojo Wankel gamyba vyksta optimaliu tempu. Variklis paruoštas 95%, lieka smulkios detalės.
Kadangi kai kuriose interneto svetainėse apie šias mano nuotraukas jau diskutuojama ir apie jas sukasi daug fantazijų, informuoju.
Variklis buvo sukurtas iš ZERO, jame nėra nei vienos detalės iš užsienio modelių. Jame nėra dalių nei iš Sachs Wankel, kurios nebuvo gaminamos 30 metų, nei iš modernaus mažo modernaus aixro ir t.t., ir t.t.
Variklio korpusas pagamintas iš konstrukcinio legiruoto karščiui atsparaus plieno, kuris buvo grūdintas termocheminiu būdu.Paviršinio sluoksnio kietumas 70 HRC. Termiškai sustiprinto sluoksnio gylis vidutiniškai 1,5mm.Radialiniai ir mechaniniai sandarikliai apdorojami vienodai ir išvedami iki vienodo kietumo ir atsparumo dilimui.Variklis aušinamas oru,tepimo alyva bus tiekiama į kompresiją kamera per 2 specialius purkštukus. Tie. nereikės maišyti alyvos su benzinu kaip 2-takčiuose varikliuose.
Variklis buvo uždėtas ant tekinimo staklių ir keletą valandų buvo šaltas įsilaužimas. Tai leido įvertinti sandariklių veikimą ir susidariusių sekcijų sandarumą variklyje kaip gana saugų. Artimiausiu metu bus matuojamas slėgis, kuris gaunamas variklio suspaudimo sektoriuje.
Variklio užvedimas numatytas sausio pabaigoje.
TĘSTI PO PAUZĖS
Po pertraukos vėl prasidėjo aktyvus darbas. Dabar (kovo-gegužės 18 d.) vyksta aktyvus bandomasis nedidelio eksperimentinio variklio modelio slinkimas. Remiantis jo rezultatais, baigiami tvarkyti sandarikliai - sudėtingiausias ir subtiliausias rotorinių variklių elementas. Rezultatai labai džiuginantys. 
Rotorinis stūmoklinis variklis arba Wankel variklis yra variklis, kurio pagrindinis darbinis elementas yra planetiniai sukamieji judesiai. Tai iš esmės kitokio tipo varikliai, skiriasi nuo stūmoklinių ICE šeimos variklių.
Tokio bloko konstrukcijoje naudojamas rotorius (stūmoklis) su trimis paviršiais, išoriškai formuojantis Reuleaux trikampį, atliekantis apskritus judesius specialaus profilio cilindre. Dažniausiai cilindro paviršius daromas išilgai epitrochoido (plokščia kreivė, gaunama tašku, kuris yra standžiai sujungtas su apskritimu, judančiu išilgai kito apskritimo išorinės pusės). Praktiškai galite rasti kitų formų cilindrą ir rotorių.
Komponentai ir veikimo principas
RPD tipo variklio įtaisas itin paprastas ir kompaktiškas. Prie įrenginio ašies sumontuotas rotorius, kuris tvirtai sujungtas su pavara. Pastarasis yra prijungtas prie statoriaus. Rotorius, turintis tris paviršius, juda išilgai epitrochoidinės cilindrinės plokštumos. Dėl to besikeičiantys cilindro darbinių kamerų tūriai nupjaunami naudojant tris vožtuvus. Sandarinimo plokštės (galinės ir radialinės) prispaudžiamos prie cilindro veikiant dujoms ir veikiant įcentrinėms jėgoms bei juostinėms spyruoklėms. Pasirodo, 3 izoliuotos skirtingo tūrio kameros. Čia atliekami įeinančio kuro ir oro mišinio suspaudimo, dujų, kurios daro slėgį rotoriaus darbiniam paviršiui, ir išvalo degimo kamerą nuo dujų procesai. Sukamasis rotoriaus judesys perduodamas ekscentrinei ašiai. Pati ašis yra ant guolių ir perduoda sukimo momentą į transmisijos mechanizmus. Šiuose varikliuose vienu metu veikia dvi mechaninės poros. Viena, kurią sudaro krumpliaračiai, reguliuoja paties rotoriaus judėjimą. Kitas paverčia sukamąjį stūmoklio judesį į ekscentrinės ašies sukimosi judesį.
Rotacinio stūmoklinio variklio dalys
Wankel variklio veikimo principas
Remiantis VAZ transporto priemonėse sumontuotų variklių pavyzdžiu, galima paminėti šias technines charakteristikas:
- 1,308 cm3 - RPD kameros darbinis tūris;
- 103 kW / 6000 min-1 - vardinė galia;
- 130 kg variklio svoris;
- 125 000 km - variklio tarnavimo laikas iki pirmojo pilno remonto.
mišinio susidarymas
Teoriškai RPD naudojami keli mišinio formavimo tipai: išorinis ir vidinis, pagrįstas skystu, kietu, dujiniu kuru.
Kalbant apie kietąjį kurą, verta paminėti, kad jis iš pradžių dujofikuojamas dujų generatoriuose, nes dėl to balionuose susidaro daugiau pelenų. Todėl praktikoje vis labiau paplito dujinis ir skystasis kuras.
Pats mišinio susidarymo mechanizmas Wankel varikliuose priklausys nuo naudojamo kuro rūšies.
Naudojant dujinį kurą, jo maišymasis su oru vyksta specialiame skyriuje prie variklio įleidimo angos. Degus mišinys patenka į cilindrus gatavu pavidalu.
Iš skystojo kuro mišinys paruošiamas taip:
- Oras sumaišomas su skystuoju kuru prieš patenkant į cilindrus, į kuriuos patenka degus mišinys.
- Skystas kuras ir oras į variklio cilindrus patenka atskirai, o jau cilindro viduje susimaišo. Darbinis mišinys gaunamas kontaktuojant su likusiomis dujomis.
Atitinkamai kuro ir oro mišinys gali būti ruošiamas cilindrų išorėje arba jų viduje. Iš to atsiranda variklių atskyrimas su vidinio arba išorinio mišinio formavimu.
RPD savybės
Privalumai
Rotacinių stūmoklinių variklių pranašumai, palyginti su standartiniais benzininiais varikliais:
- Žemas vibracijos lygis.
RPD tipo varikliuose grįžtamasis judesys nekeičiamas į sukimąsi, todėl įrenginys gali atlaikyti didelius greičius ir mažiau vibruoti.
- Geros dinaminės charakteristikos.
Dėl savo konstrukcijos toks automobilyje sumontuotas variklis leidžia jį įsibėgėti virš 100 km/h dideliu greičiu be per didelės apkrovos.
- Geras galios tankis ir mažas svoris.
Dėl to, kad variklio konstrukcijoje nėra alkūninio veleno ir švaistiklio, RPD pasiekiama nedidelė judančių dalių masė.
– Tokio tipo varikliuose tepimo sistemos praktiškai nėra.
Alyva pilama tiesiai į degalus. Pats kuro ir oro mišinys sutepa trinties poras.
- Rotacinio stūmoklio tipo variklis turi mažus matmenis.
Sumontuotas rotorinis stūmoklinis variklis leidžia maksimaliai išnaudoti naudingą automobilio variklio skyriaus erdvę, tolygiai paskirstyti apkrovą ant automobilio ašių bei geriau apskaičiuoti pavarų dėžės elementų ir mazgų vietą. Pavyzdžiui, tos pačios galios keturtaktis variklis bus dvigubai didesnis už rotorinį.
Wankel variklio trūkumai
— Variklio alyvos kokybė.
Eksploatuojant tokio tipo variklius, būtina atkreipti deramą dėmesį į Wankel varikliuose naudojamos alyvos kokybinę sudėtį. Viduje esantis rotorius ir variklio kamera turi didelį kontaktinį plotą, atitinkamai greičiau susidėvi variklis, toks variklis nuolat perkaista. Nereguliarus alyvos keitimas daro didelę žalą varikliui. Variklio susidėvėjimas daug kartų padidėja dėl panaudotoje alyvoje esančių abrazyvinių dalelių.
— Uždegimo žvakių kokybė.
Tokių variklių operatoriai turi būti ypač reiklūs uždegimo žvakių sudėties kokybei. Degimo kameroje dėl mažo tūrio, prailgintos formos ir aukštos temperatūros mišinio užsidegimo procesas yra sunkus. To pasekmė – padidėjusi darbinė temperatūra ir periodiškas degimo kameros detonavimas.
— Sandarinimo elementų medžiagos.
Reikšmingas RPD tipo variklio trūkumas gali būti vadinamas nepatikimu sandariklių tarp tarpų tarp kameros, kurioje dega kuras, ir rotoriaus. Tokio variklio rotoriaus įtaisas yra gana sudėtingas, todėl sandarikliai reikalingi tiek išilgai rotoriaus kraštų, tiek išilgai šoninio paviršiaus, besiliečiančio su variklio gaubtais. Trinčiai veikiami paviršiai turi būti nuolat tepami, todėl sunaudojama daugiau alyvos. Praktika rodo, kad RPD tipo variklis gali sunaudoti nuo 400 g iki 1 kg alyvos 1000 km. Variklio aplinkosauginis veiksmingumas sumažėja, nes degalai dega kartu su alyva, todėl aplinką išskiriamas didelis kiekis kenksmingų medžiagų.
Dėl savo trūkumų tokie varikliai nėra plačiai naudojami automobilių pramonėje ir motociklų gamyboje. Tačiau RPD pagrindu gaminami kompresoriai ir siurbliai. Aviamodeliuotojai dažnai naudoja šiuos variklius kurdami savo modelius. Dėl žemų efektyvumo ir patikimumo reikalavimų projektuotojai tokiuose varikliuose nenaudoja sudėtingos sandarinimo sistemos, o tai žymiai sumažina jo kainą. Jo konstrukcijos paprastumas leidžia be problemų integruoti į orlaivio modelį.
Sukamojo stūmoklio konstrukcijos efektyvumas
Nepaisant daugybės trūkumų, tyrimai parodė, kad bendras Wankel variklio efektyvumas pagal šiuolaikinius standartus yra gana aukštas. Jo vertė yra 40 - 45%. Palyginimui, stūmokliniuose vidaus degimo varikliuose efektyvumas siekia 25%, šiuolaikiniuose turbodyzeliniuose – apie 40%. Didžiausias stūmoklinių dyzelinių variklių efektyvumas yra 50%. Iki šiol mokslininkai ir toliau ieško atsargų variklių efektyvumui pagerinti.
Galutinį variklio efektyvumą sudaro trys pagrindinės dalys:
- Degalų efektyvumas (rodiklis, apibūdinantis racionalų kuro naudojimą variklyje).
Šios srities tyrimai rodo, kad tik 75 % kuro sudegina iki galo. Manoma, kad ši problema išspręsta atskiriant dujų degimo ir plėtimosi procesus. Būtina numatyti specialių kamerų išdėstymą optimaliomis sąlygomis. Degimas turėtų vykti uždarame tūryje, didėjant temperatūrai ir slėgiui, plėtimosi procesas turėtų vykti žemoje temperatūroje.
- Mechaninis efektyvumas (apibūdina darbą, kurio rezultatas buvo pagrindinės ašies sukimo momento, perduodamo vartotojui, susidarymas).
Apie 10% variklio darbo tenka pagalbiniams mazgams ir mechanizmams paleisti. Šį defektą galima ištaisyti atliekant variklio įtaiso pakeitimus: kai pagrindinis judantis darbinis elementas neliečia stovinčio korpuso. Per visą pagrindinio darbinio elemento kelią turi būti pastovus sukimo momentas.
- Šiluminis efektyvumas (rodiklis, atspindintis deginant kurą susidariusios šiluminės energijos kiekį, kuris paverčiamas naudingu darbu).
Praktiškai 65% gaunamos šiluminės energijos kartu su išmetamosiomis dujomis patenka į išorinę aplinką. Daugybė tyrimų parodė, kad galima padidinti šiluminį efektyvumą tuo atveju, kai variklio konstrukcija leistų deginti kurą šilumą izoliuotoje kameroje taip, kad nuo pat pradžių būtų pasiekta maksimali temperatūra, pabaigoje ši temperatūra sumažinama iki minimalių verčių įjungiant garų fazę.
Dabartinė rotacinio stūmoklinio variklio būsena
Kelyje masinis pritaikymas Variklis susidūrė su dideliais techniniais sunkumais:
– kokybiško darbo proceso vystymas nepalankioje kameroje;
- darbinių tūrių sandarinimo sandarumo užtikrinimas;
– suprojektuoti ir sukurti kėbulo dalių struktūrą, kuri patikimai tarnaus per visą variklio gyvavimo ciklą, nesikreiptų dėl netolygaus šių dalių šildymo.
Dėl atlikto didžiulio mokslinių tyrimų ir plėtros darbo šioms įmonėms pavyko išspręsti beveik visas sudėtingiausias technines problemas kelyje į RPD kūrimą ir patekti į pramoninės gamybos etapą.
Pirmąjį masinės gamybos NSU Spider su RPD pagamino NSU Motorenwerke. Dėl dažnų variklių kapitalinio remonto dėl minėtų techninių problemų ankstyvame Wankel variklio dizaino kūrimo etape NSU suteiktos garantijos privedė prie finansinio žlugimo ir bankroto, o vėliau susijungimo su Audi 1969 m.
1964–1967 metais buvo pagaminti 2375 automobiliai. 1967 m. „Spider“ gamyba buvo nutraukta ir pakeistas NSU Ro80 su antrosios kartos rotoriniu varikliu; per dešimt Ro80 gamybos metų buvo pagaminti 37 398 automobiliai.
„Mazda“ inžinieriai su šiomis problemomis susitvarkė sėkmingiausiai. Ji išlieka vienintele masine mašinų su rotaciniais stūmokliniais varikliais gamintoja. Modifikuotas variklis buvo serijiniu būdu montuojamas „Mazda RX-7“ nuo 1978 m. Nuo 2003 m. vienas po kito seka Mazda RX-8 modelis, kuris šiuo metu yra masinė ir vienintelė automobilio versija su Wankel varikliu.
Rusijos RPD
Pirmasis rotacinio variklio paminėjimas Sovietų Sąjungoje datuojamas 60-aisiais. Rotacinių stūmoklinių variklių moksliniai tyrimai buvo pradėti 1961 m., atitinkamu SSRS Automobilių pramonės ir Žemės ūkio ministerijos dekretu. 1974 m. VAZ buvo pradėtas pramoninis tyrimas su tolimesne šio dizaino gamybos išvada. specialiai tam buvo sukurtas Specialusis rotacinių stūmoklinių variklių projektavimo biuras (SKB RPD). Kadangi nebuvo įmanoma nusipirkti licencijos, serijinis Wankel iš NSU Ro80 buvo išardytas ir nukopijuotas. Tuo remiantis buvo sukurtas ir surinktas variklis VAZ-311, o šis reikšmingas įvykis įvyko 1976 m. VAZ jie sukūrė visą eilę RPD nuo 40 iki 200 galingų variklių. Projekto užbaigimas užsitęsė beveik šešerius metus. Pavyko išspręsti daugybę techninių problemų, susijusių su dujų ir alyvos sandariklių, guolių veikimu, derinti efektyvų darbo eigą nepalankioje kameroje. Pirmąjį savo serijinį automobilį su rotaciniu varikliu po gaubtu VAZ visuomenei pristatė 1982 m., tai buvo VAZ-21018. Automobilis išoriškai ir struktūriškai buvo panašus į visus šios linijos modelius, išskyrus vieną išimtį, ty po gaubtu buvo vienos sekcijos rotorinis variklis, kurio galia siekė 70 AG. Kūrimo trukmė nesutrukdė įvykti gėdai: visose 50 eksperimentinių mašinų veikimo metu įvyko variklio gedimų, todėl gamykla buvo priversta sumontuoti įprastą stūmoklinį variklį.
VAZ 21018 su rotaciniu stūmokliniu varikliu
Nustačius, kad gedimo priežastis – mechanizmų vibracija ir sandariklių nepatikimumas, projektuotojai ėmėsi projektą išsaugoti. Jau 83-iajame pasirodė dviejų sekcijų VAZ-411 ir VAZ-413 (kurių galia atitinkamai 120 ir 140 AG). Nepaisant mažo efektyvumo ir trumpų išteklių, rotorinio variklio apimtis vis tiek buvo rasta - kelių policijai, KGB ir Vidaus reikalų ministerijai reikėjo galingų ir nepastebimų transporto priemonių. Rotoriniais varikliais aprūpinti Žiguliai ir Volga nesunkiai aplenkė svetimus automobilius.
Nuo XX amžiaus 80-ųjų SKB sužavėjo nauja tema – rotorinių variklių panaudojimu susijusioje pramonės šakoje – aviacijoje. Nukrypimas nuo pagrindinės RPD naudojimo pramonės lėmė tai, kad priekiniais ratais varomoms transporto priemonėms rotorinis variklis VAZ-414 buvo sukurtas tik 1992 m., O jis buvo auginamas dar trejus metus. 1995 metais VAZ-415 buvo pateiktas atestuoti. Skirtingai nuo pirmtakų, jis yra universalus ir gali būti montuojamas po galiniais ratais varomų (klasikinių ir GAZ), ir priekiniais ratais varomų automobilių (VAZ, Moskvich) gaubtu. Dviejų sekcijų „Wankel“ darbinis tūris yra 1308 cm 3 ir išvysto 135 AG galią. esant 6000 aps./min. „Devyniasdešimt devintą“ jis įsibėgėja iki šimtų per 9 sekundes.
Rotorinis stūmoklinis variklis VAZ-414
Šiuo metu vidaus RPD kūrimo ir įgyvendinimo projektas yra įšaldytas.
Žemiau yra vaizdo įrašas apie įrenginį ir Wankel variklio veikimą.
Pagrindinis skirtumas tarp rotorinio variklio vidinės struktūros ir veikimo principo nuo vidaus degimo variklio yra visiškas nebuvimas. motorinė veikla, kartu pasiekiant didelius variklio sūkius. Rotorinis variklis arba kitaip Wankel variklis turi nemažai kitų privalumų, kuriuos panagrinėsime plačiau.
Bendras rotorinio variklio konstrukcijos principas
RPD yra aptrauktas ovalo formos korpusu, kad būtų optimaliai išdėstytas trikampis rotorius. Išskirtinis bruožas rotorius, kai nėra švaistiklio ir velenų, o tai labai supaprastina dizainą. Tiesą sakant, pagrindinės RD dalys yra rotorius ir statorius. Pagrindinė variklio funkcija šio tipo varikliuose atliekama dėl rotoriaus, esančio korpuso viduje, judėjimo, kuris yra panašus į ovalą.
Veikimo principas pagrįstas dideliu rotoriaus judėjimu ratu, dėl to susidaro ertmės įrenginiui paleisti.
Kodėl rotoriniai varikliai nėra paklausūs?
Rotorinio variklio paradoksas slypi tame, kad dėl viso dizaino paprastumo jis nėra toks paklausus kaip vidaus degimo variklis, turintis labai sudėtingas konstrukcijos ypatybes ir sunkumus atliekant remonto darbus.
Žinoma, rotorinis variklis nėra be trūkumų, kitaip jis būtų plačiai pritaikytas šiuolaikinėje automobilių pramonėje, o apie vidaus degimo variklių egzistavimą galbūt nebūtume žinoję, nes rotorinis variklis buvo sukurtas daug anksčiau. Taigi kodėl taip apsunkinti dizainą, pabandykime tai išsiaiškinti.
Akivaizdžiais sukamojo variklio trūkumais galima laikyti patikimo sandarinimo degimo kameroje trūkumą. Tai lengva paaiškinti dizaino elementai ir variklio darbo sąlygas. Esant intensyviam rotoriaus trinčiai su cilindro sienelėmis, atsiranda netolygus kėbulo įkaitimas ir dėl to korpuso metalas nuo įkaitimo plečiasi tik iš dalies, o tai lemia ryškius korpuso sandarumo pažeidimus.
Siekiant pagerinti sandarinimo savybes, ypač jei yra ryškus skirtumas temperatūros sąlygos tarp kameros ir įsiurbimo arba išmetimo sistemos, pats cilindras yra pagamintas iš skirtingų metalų ir dedamas į skirtingas cilindro dalis, kad būtų pagerintas sandarumas.
Varikliui užvesti naudojamos tik dvi žvakės, tai yra dėl variklio konstrukcijos ypatybių, leidžiančių per tą patį laikotarpį pagaminti 20% didesnį efektyvumą, palyginti su vidaus degimo varikliu.
Rotorinis variklis Zheltyshev - veikimo principas:
Rotorinio variklio privalumai
Turėdamas mažus matmenis, jis gali išvystyti didelį greitį, tačiau šiame niuanse yra didelis minusas. Nepaisant mažo dydžio, būtent rotorinis variklis sunaudoja didžiulį kiekį degalų, tačiau variklio tarnavimo laikas siekia vos 65 000 km. Taigi, tik 1,3 litro variklis sunaudoja iki 20 litrų. kuro 100 km. Galbūt tai buvo pagrindinė priežastis, kodėl šio tipo varikliai nėra populiarūs masiniam vartojimui.
Visada atsižvelgiama į benzino kainą aktuali temažmonijos, atsižvelgiant į tai, kad pasaulio naftos atsargos yra Artimuosiuose Rytuose, nuolatinių karinių konfliktų zonoje, benzino kainos išlieka gana aukštos, o trumpuoju laikotarpiu tendencijų jas mažinti nėra. Tai paskatina ieškoti sprendimų, kaip sunaudoti minimalų išteklių, neprarandant galios, o tai yra pagrindinis argumentas vidaus degimo variklio naudai.
Visa tai kartu nulėmė rotorinių variklių, kaip tinkamo varianto sportiniams automobiliams, padėtį. Tačiau visame pasaulyje žinoma automobilių gamintoja „Mazda“ tęsė išradėjo Wankel darbą. Japonijos inžinieriai visada stengiasi išnaudoti nepanaudotus modelius, modernizuodami ir naudodami naujoviškos technologijos, kuri leidžia mums išlaikyti lyderio pozicijas pasaulinėje automobilių rinkoje.
„Akhriev“ rotorinio variklio veikimo principas vaizdo įraše:
Naujasis „Mazda“ modelis su rotoriniu varikliu yra toks pat galingas kaip ir pažangūs vokiški modeliai, išvystantis iki 350 arklio galių. Tuo pačiu metu degalų sąnaudos buvo nepalyginamai didelės. „Mazda“ projektavimo inžinieriai turėjo sumažinti galią iki 200 arklio galių, o tai leido normalizuoti degalų sąnaudas, tačiau kompaktiškas variklio dydis leido automobiliui suteikti papildomų pranašumų ir konkuruoti su europietiškų automobilių modeliais.
Pas mus rotoriniai varikliai neprigijo. Buvo bandoma juos montuoti specializuotų paslaugų transporte, tačiau šis projektas nebuvo tinkamai finansuojamas. Todėl visi sėkmingi pokyčiai šia kryptimi priklauso japonų inžinieriams iš „Mazda“ kompanijos, kuri artimiausiu metu ketina parodyti naują automobilio modelį su modernizuotu varikliu.
Kaip veikia Wankel sukamasis variklis vaizdo įraše
Rotorinio variklio veikimo principas
RPD veikia sukdamas rotorių, todėl galia per sankabą perduodama pavarų dėžei. Transformacijos momentas yra degalų energijos perdavimas ratams dėl rotoriaus, pagaminto iš legiruotojo plieno, sukimosi.
Sukamojo stūmoklinio variklio veikimo mechanizmas:
- kuro suspaudimas;
- kuro įpurškimas;
- deguonies praturtinimas;
- mišinio deginimas;
- kuro degimo produktų išsiskyrimas.
Kaip veikia rotacinis variklis, parodyta vaizdo įraše:
Rotorius tvirtinamas ant specialaus įtaiso, sukimosi metu suformuoja viena nuo kitos nepriklausomas ertmes. Pirmoji kamera užpildyta oro ir kuro mišiniu. Vėliau jis kruopščiai sumaišomas.
Tada mišinys pereina į kitą kamerą, kurioje vyksta suspaudimas ir uždegimas dėl dviejų žvakių. Vėliau mišinys juda į kitą kamerą, iš jos išstumiamos iš sistemos išeinančios perdirbto kuro dalys.
Taip vyksta visas rotacinio stūmoklinio variklio veikimo ciklas, pagrįstas trimis darbo ciklais tik vienu rotoriaus apsisukimu. Būtent japonų kūrėjams pavyko gerokai modernizuoti rotacinį variklį ir jame vienu metu sumontuoti tris rotorius, kurie gali žymiai padidinti galią.
„Zuev“ rotorinio variklio veikimo principas:
Šiandien pažangus dviejų rotorių variklis prilygsta šešių cilindrų vidaus degimo varikliui, o trijų rotorių variklis yra toks pat galingas kaip 12 cilindrų vidaus degimo variklis.
Nepamirškite apie kompaktišką variklio dydį ir įrenginio paprastumą, leidžiantį prireikus pataisyti arba visiškai pakeisti pagrindinius variklio komponentus. Taigi „Mazda“ inžinieriams pavyko šiam paprastam ir produktyviam įrenginiui suteikti antrą gyvenimą.