Роторно-поршневой двигатель — Энциклопедия журнала «За рулем»
Роторно-поршневой двигатель(РПД), или двигатель Ванкеля. Двигатель внутреннего сгорания, разработанный Феликсом Ванкелем в 1957 году в соавторстве с Вальтером Фройде. В РПД функцию поршня выполняет трехвершинный (трехгранный) ротор, совершающий вращательные движения внутри полости сложной формы. После волны экспериментальных моделей автомобилей и мотоциклов, пришедшейся на 60-е и 70-е годы ХХ века, интерес к РПД снизился, хотя ряд компаний по-прежнему работает над совершенствованием конструкции двигателя Ванкеля. В настоящее время РПД оснащаются легковые автомобили компании Mazda. Роторно-поршневой двигатель находит применение в моделизме.
Принцип работы
Сила давления газов от сгоревшей топливо-воздушной смеси приводит в движение ротор, насаженный через подшипники на эксцентриковый вал. Движение ротора относительно корпуса двигателя (статора) производится через пару шестерен, одна из которых, большего размера, закреплена на внутренней поверхности ротора, вторая, опорная, меньшего размера, жестко прикреплена к внутренней поверхности боковой крышки двигателя.
схема РПД
Достоинства РПД
Главным достоинством роторно-поршневого двигателя является простота конструкции. В РПД на 35-40 процентов меньше деталей, чем в поршневом четырехтактном двигателе. В РПД отсутствуют поршни, шатуны, коленчатый вал. В «классическом» варианте РПД нет и газораспределительного механизма. Топливо-воздушная смесь поступает в рабочую полость двигателя через впускное окно, которое открывает грань ротора. Отработанные газы выбрасываются через выпускное окно, которое пересекает, опять же, грань ротора (это напоминает устройство газораспределения двухтактного поршневого двигателя).
Поскольку масса ротора невелика и легко уравновешивается массой противовесов эксцентрикового вала, РПД отличается небольшим уровнем вибраций и хорошей равномерностью работы. В автомобилях с РПД легче уравновесить двигатель, добившись минимального уровня вибраций, что хорошо сказывается на комфортабельности машины в целом. Особой плавностью хода отличаются двухроторные двигатели, в которых роторы сами являются снижающими уровень вибраций балансирами.
Наконец, немаловажным достоинством РПД являются небольшие размеры. Роторный двигатель меньше поршневого четырехтактного мотора той же мощности примерно вдвое.
Недостатки РПД
Главный недостаток роторно-поршневого двигателя — невысокая эффективность уплотнений зазора между ротором и камерой сгорания.
Имеющий сложную форму ротор РПД требует надежных уплотнений не только по граням (а их четыре у каждой поверхности — две по вершинным, две по боковым граням), но и по боковой поверхности, соприкасающейся с крышками двигателя. При этом уплотнения выполнены в виде подпружиненных полосок из высоколегированной стали с особо точной обработкой как рабочих поверхностей, так и торцов. Заложенные в конструкцию уплотнений допуски на расширение металла от нагрева ухудшают их характеристики — избежать прорыва газов у торцевых участков уплотнительных пластин практически невозможно (в поршневых двигателях используют лабиринтовый эффект, устанавливая уплотнительные кольца зазорами в разные стороны).
В последние годы надежность уплотнений резко возросла. Конструкторы нашли новые материалы для уплотнений. Однако, говорить о каком-то прорыве пока не приходится. Уплотнения до сих пор остаются самым узким местом РПД.
Особые требования предъявляются и к качеству масел, используемых в РПД. Это связано, во-первых, со склонностью к повышенному износу (из-за большой площади соприкасающихся деталей — ротора и внутренней камеры двигателя), во-вторых, к перегреву (опять же из-за повышенного трения и из-за небольших размеров самого двигателя). Для РПД смертельно опасны нерегулярная смена масла — поскольку абразивные частицы в старом масле резко увеличивают износ двигателя, и переохлаждение мотора.
Роторно-поршневые двигатели при великолепных мощностных и скоростных характеристиках оказываются менее гибкими (или менее эластичными), чем поршневые. Они выдают оптимальную мощность только на достаточно высоких оборотах, что вынуждает конструкторов использовать РПД в паре с многоступенчатыми КП и усложняет конструкцию автоматических коробок передач.
Практическое применение в автопромышленности
Наибольшее распространение РПД получили в конце 60-х и начале 70-х годов прошлого столетия, когда патент на двигатель Ванкеля был куплен 11 ведущими автопроизводителями мира.
В 1967 году немецкая компания NSU выпустила серийный легковой автомобиль бизнес-класса NSU Ro 80. Эта модель выпускалась в течение 10 лет и разошлась по миру в количестве 37204 экземпляров. Автомобиль пользовался популярностью, но недостатки установленного в нем РПД, в конце концов, испортили репутацию этой замечательной машины. На фоне долговечных конкурентов модель NSU Ro 80 выглядела «бледно» — пробег до капитального ремонта двигателя при заявленных 100 тысячах километров не превышал 50 тысяч.
Сегодня концерн Mazda оснащает РПД спорткары серии RX. Современные автомобили Mazda RX-8 избавлены от многих недостатков РПД Феликса Ванкеля. Они вполне экологичны и надежны, хотя среди автовладельцев и специалистов по ремонту считаются «капризными». Практическое применение в мотопромышленности
В 70-е и 80-е годы с РПД экспериментировали некоторые производители мотоциклов — Hercules, Suzuki и другие. В настоящее время мелкосерийное производство «роторных» мотоциклов налажено только в компании Norton, выпускающей модель NRV588 и готовящей к серийному выпуску мотоцикл NRV700.
Norton NRV588 — спортбайк, оснащенный двухроторным двигателем общим объемом в 588 кубических сантиметров и развивающим мощность в 170 лошадиных сил. При сухом весе мотоцикла в 130 кг энерговооруженность спортбайка выглядит в буквальном смысле запредельной. Двигатель этой машины оснащен системами впускного тракта переменной величины и электронного впрыска топлива. О модели NRV700 известно лишь то, что мощность РПД у этого спортбайка будет достигать 210 л.
с.
Любопытные факты
1. Роторно-поршневые двигатели получили распространение среди авиамоделистов. Поскольку в модельном двигателе требования к надежности и экономичности снижены до предела, производство этих моторов оказывается недорогим. В этих двигателях уплотнений ротора либо нет вообще, либо эти уплотнения имеют простейшую конструкцию. Главное достоинство авиамодельного РПД в том, что его можно легко встроить в летающую масштабную модель. В частности, модельные РПД применяются при создании копий реактивных самолетов.
2. Получив патент на РПД в 1936 году Феликс Ванкель стал изобретателем не только двигателя внутреннего сгорания, но еще и роторно-поршневых насоса и компрессора. И эти устройства можно встретить гораздо чаще, чем РПД — на производстве, в ремонтных мастерских, в быту. Например, портативные электрические компрессоры для автомобилистов очень часто устроены по принципу роторно-поршневого насоса.
Статья в журнале «За рулем» №2, 1960
Статья в журнале об РПД польского инженера Рожицкого, «За рулем» №12, 1961
Статья в журнале «За рулем» №12, 1965
Статья в журнале «За рулем» №12, 1970
V-образный двигатель — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Двигатель Mercedes V6 RennmotorV-образная схема двигателя — схема расположения цилиндров поршневого двигателя внутреннего сгорания, при которой цилиндры размещаются друг напротив друга под углом от 10° до 120° (наиболее часто 45°, 60° и 90°) в форме латинской буквы «V».
В настоящее время в автомобилях чаще всего встречаются конфигурации с 6, 8, в спортивных моделях с 10 и 12 цилиндрами. В мотоциклах — с 2, 4, в спортивных моделях с 5, 6 цилиндрами. В авиационных или корабельных двигателях — с 4, 5, 10, 12 или более цилиндрами. Позволяет сократить линейные размеры мотора по сравнению с рядным расположением цилиндров.
Различные углы развала цилиндров используются в различных двигателях, в зависимости от числа цилиндров. Существуют углы, при которых двигатель работает устойчивее. Очень узкие углы развала цилиндров сочетают в себе преимущества V-образного и рядного двигателей (в первую очередь в виде компактности), так и недостатки; концепция старая, пионером в области её освоения была Lancia, а концерн Volkswagen Group недавно её переработал.
Некоторые конфигурации V-образных двигателей хорошо сбалансированы, в то время как другие работают менее плавно, чем их аналоги среди рядных двигателей. С оптимальным углом развала цилиндров, двигатели V16 имеют ровную работу цилиндров и отличную уравновешенность.
Двигатели V10 и V8 могут быть сбалансированы с противовесами на коленчатый вал. Двигатели V12, состоящие из двух рядных шестицилиндровых двигателей, всегда имеют ровную работу цилиндров и отличную уравновешенность независимо от угла развала цилиндров. Другие, такие как V2, V4, V6, V8 и V10, показывают увеличение вибрации и обычно требует балансировки.
Некоторые типы V-образных двигателей были построены перевернутыми, в большинстве своем для авиации. Преимущества включают в себя улучшение видимости из одномоторного самолета и низкий центр тяжести. Примеры включают в себя двигатели Второй мировой войны: немецкие Daimler-Benz DB 601 и двигатели Junkers Jumo.
Обычной практикой считается написание V#, где # обозначает количество цилиндров в двигателе:
См. также
Ссылки
Ротор вместо цилиндров. Почему двигатель Ванкеля так и не покорил СССР
Свой путь
В СССР еще в довоенный период конструкторы баловались опытами над вариациями поршневых силовых агрегатов.
Причем, что интересно, поначалу их тоже привязывали исключительно к самолетам. Об автомобилях никто особо не задумывался.
Роторной темой в СССР плотно занимались три научно-исследовательских института — НАМИ, НАТИ и ВНИИМотопром. Делали они это по прямому приказу Минавтопрома и Минсельхозмаша. Любопытно, что происходило это еще в «дованкелевские времена». И когда немец представил свой ДВС, его разработками заинтересовались серьезно. Ведь подобный мотор мог пригодиться как в милиции, так и в автоспорте.
Советские верхи посовещались и решили передать карты в руки ВАЗу. И в 1973 году там началась кропотливая работа над РПД, в специально созданном конструкторском бюро. Тамошним инженерам поручили решить еще одну задачу — заведомо провальную — проанализировать главные недостатки мотора Ванкеля и найти (!) способы их устранения.
Надо сказать, советский РПД действительно создавали с нуля. Никто не думал о покупке патента или лицензии на производство. А чтобы работа шла быстрее, была куплена Mazda RX-2 — как раз с роторным мотором.
Силовой агрегат разобрали, изучили и собрали. После чего поставили японский РПД на вазовскую «трешку».
Во время испытаний стало понятно, что РПД крайне неэкологичнен и неэкономичен. Кроме того, очень часто приходилось менять уплотнители на роторе. Другими словами, советские конструкторы столкнулись с главной проблемой РПД. Ее пытались решить лучшие европейские и японские конструкторские умы на протяжении долгих лет — и безуспешно. Как, собственно, и сам Ванкель. Ведь именно недолговечность уплотнителей поставила крест на NSU Ro-80. И, соответственно, на перспективах мотора.
Но опыт заграничных коллег если и пугал советских конструкторов, то они этого не показывали. И свой собственный опытный РПД продемонстрировали уже в 1976 году. Он получил индекс ВАЗ-301. Правда, о его серийном производстве не было речи: образец явно требовал многочисленных усовершенствований.
На это ушло еще 6 лет. И в 1982 году появился РПД ВАЗ-311, чья мощность составляла 70 лошадиных сил. Этот мотор установили на ВАЗ-21011, изменив индекс на 21018.
Для пробы было выпущено 50 таких автомобилей. Но уже спустя полгода в живых остался лишь один. На остальных РПД поменяли на привычные моторы. С главным проклятием моторов Ванкеля — недолговечными уплотнителями и подшипниками — справиться не удалось.
Что такое двигатель Найта? — ДРАЙВ
Шестицилиндровая двухдверка Willys-Knight Great Six 1930 года — один из самых массовых автомобилей, когда-либо использовавших двигатель Найта. Всего с 1914 по 1932 год включительно под маркой Willys-Knight были выпущены сотни тысяч автомобилей нескольких моделей с бесклапанными ДВС на 4, 6 и 8 цилиндров.
В 1903–1905 годах американский изобретатель Чарльз Найт построил и испытал экспериментальный четырёхтактный ДВС, в котором за газораспределение отвечали не клапаны, а концентрическая пара подвижных гильз, вложенных в рабочий цилиндр.
Уже внутри этой пары гильз двигался рабочий поршень. Каждая гильза была снабжена крупными окнами с одного края. При смещении гильзы вверх и вниз эти вырезы периодически совпадали с впускным или выпускным окном в боковой стенке цилиндра. В движение гильзы приводили кривошипно-шатунный механизм и газораспределительный эксцентриковый вал, заменивший кулачковый.
Образец мотора с газораспределительным механизмом типа «Тихий Найт» или «Бесшумный механизм Найта» (Silent Knight), 1919 год.
На Чикагском автошоу 1906 года Найт и его деловой партнёр Лаймен Кильбурн представили автомобиль Silent Knight с четырёхцилиндровым 40-сильным бесклапанным мотором. В соответствии с названием, главным преимуществом новичка в сравнении с тогдашними самобеглыми колясками был несравненно более низкий уровень шума. Эта машина поначалу не слишком заинтересовала покупателей, но зато незамедлительно вызвала большой интерес в самой индустрии и в последующие годы породила целую волну подражаний по обе стороны Атлантики, волну, спавшую только после Второй мировой войны.
Шестицилиндровый ДВС Willys Knight 1928 года (слева) и его развитие — бесклапанный мотор родстера Willys Knight Great Six 1930 года (шесть цилиндров, объём 4180 см³, мощность 87 л.с.).
Разные вариации двигателей с гильзовым золотниковым распределением начали проектировать и строить не только в США, но и в Европе, в основном — в Великобритании и Франции. Такие моторы компании создавали по лицензии Найта и нередко при его же непосредственном участии (в конце первого десятилетия XX века изобретатель несколько лет проработал в Европе, а потом вернулся на родину).
Гильзовый газораспределительный механизм фирмы Argyll (конструкция Барта и Макколлума). Использовался в автомобилях Argyll в 1912–1914 годах. Позже он был перенят в авиадвигателестроении.
В разные годы моторами с гильзовым газораспределением оснащались легковушки марок Daimler, Willys, Mercedes, Peugeot, Voisin, Panhard-Levassor и ещё нескольких других.
При этом идея Найта развивалась, а механизм совершенствовался. Так, в моторах шотландской компании Argyll применялся оригинальный вариант бесклапанного распределения с единственной подвижной гильзой, которая по мере прохождения рабочих тактов одновременно и сдвигалась вверх-вниз, и совершала неполный поворот вокруг продольной оси. Благодаря этому она одна могла отвечать и за впуск и за выпуск.
Во время Второй мировой войны двигатели с гильзовой системой газораспределения совершили экскурс в авиацию. Такие многоцилиндровые моторы (рядные и звездообразные) строили компании Napier (слева), Rolls-Royce и Bristol (справа). Они нашли применение на нескольких винтовых истребителях и бомбардировщиках 1940-х и начала 1950-х годов. Мощности этих ДВС достигали 3500 л.с., и это были самые могучие моторы, построенные по принципу, изобретённому Найтом. Но вскоре они ушли в историю.
Двигатели Найта обладали рядом преимуществ перед четырёхтактными ДВС с традиционными клапанами.
У бесклапанных моторов были очень крупные окна для впуска и выпуска, что улучшало газообмен. Такие механизмы не боялись высоких оборотов коленвала, тогда как клапаны в аналогичной ситуации требовали всё более и более сильных пружин, что увеличивало потери на трение в приводе. Вместе все эти особенности позволяли получать на двигателях Найта высокие по тем временам мощности. Кроме того, в начале XX века, в 1920-х и даже в 1930-х годах газораспределительные механизмы Найта были во много раз долговечнее клапанных механизмов.
Французская компания Avions Voisin возникла в 1905 году, а исчезла в пятидесятых. С 1919 года и почти до самого своего конца фирма выпускала автомобили с двигателями Найта, такие как этот кабриолет Voisin C11. На разных моделях Вуазена применялись моторы Найта с четырьмя, шестью цилиндрами и даже 12 в ряд. А на прототипах были опробованы V-образные ДВС с восемью и 12 цилиндрами, а также «звезда» о семи цилиндрах. Лишь к самому концу своей истории (то есть после Второй мировой войны) компания перешла на обычные моторы.
Однако обычные газораспределительные системы быстро совершенствовались, а вот схема Найта так и не смогла избавиться от изначально присущих ей недостатков. Среди них: проблемы с обеспечением герметичности цилиндров, проблемы с приработкой внутренней гильзы и поршневых колец, проблемы с подводом смазки ко всем частям и собственно очень высокий расход масла. Эти слабые места вынудили двигатели Найта уйти с массовой сцены, хотя на протяжении всего XX века отдельные изобретатели продолжали попытки усовершенствовать такую схему. Но дальше выпуска всякой экзотики вроде крохотных моторчиков для авиамоделей дело не пошло.
Mazda RX. Серийная жизнь роторного двигателя — ClassicAutoClub.ru
XX век ознаменовал эпоху безраздельного господства в сфере автомобилестроения поршневых двигателей внутреннего сгорания. Но их врожденные недостатки заставляли инженеров и изобретателей интенсивно искать альтернативные решения.
Самой очевидной альтернативой могли бы стать роторные двигатели. Но их просто было заставить работать в варианте XIX века, с паровым котлом в основе. А вот приспособить роторные схемы для работы в системе внутреннего сгорания оказалось куда как сложнее. Тем не менее инженерам это удалось, и роторный двигатель однажды пошел в серийное производство.
Двигатель Ванкеля
В роторных двигателях главный рабочий орган совершает вращательное движение, в отличие от наиболее распространенных двигателей внутреннего сгорания, основанных на линейном возвратно-поступательном движении поршня. Единственной в начале XXI века выпускаемой в промышленных масштабах моделью роторного двигателя, является двигатель Ванкеля. Он относится к типу роторных двигателей с планетарным круговым движением главного рабочего элемента. Чтобы представить себе принципиальное устройство роторного двигателя, можно посмотреть фотографии, рисунки и анимированную схему в Википедии.
Двигатель Ванкеля.
Экземпляр Немецкоготехнического музея
(Фото Amux, Wikipedia)
В 1943 году изобретатель Майлар предложил первую схему роторных двигателей с планетарным вращательным движением главного рабочего элемента. Вскоре на двигатели подобной схемы был подан целый ряд патентов, в том числе и от разработчиков немецкой фирмы NSU. В группу разработчиков компании NSU вошел и Феликс Ванкель, с 1924 года занимавшийся темой разработки роторно-поршневого двигателя. К 1957 году в лаборатории NSU построили прототип роторного двигателя типа DKM, с треугольным ротором и рабочей камерой в форме капсулы с неподвижным ротором и вращающемся корпусом. Но более практичным был признан вариант компоновки с вращающимся ротором и неподвижной камерой корпуса. Такой двигатель был собран годом позже — в 1958 г. Есть распространенная версия о том, что основная идея роторно-поршневого двигателя с планетарным круговым движением принадлежала инженеру NSU Фрёйде, а Ванкель (кстати, самоучка, не имевший даже профильного образования), позднее подключившийся к разработкам, решил лишь главную техническую проблему — разработку уплотнений двигателя.
Впрочем, достоверно известно, что именно Ванкель в конце концов возглавил всю работу по доводке двигателя и выпуску первых опытных серий. И сам двигатель в результате получил его имя.
Интерес автопроизводителей
Первые публичные показы нового роторного двигателя в 1957 году вызвали настоящий ажиотаж среди мировых производителей автомобилей. Первой лицензию на двигатель Ванкеля купила Curtiss-Wright, год спустя тоже сделали Daimler-Benz, MAN, Friedrich Krupp и Mazda. Всего лицензии на новый двигатель приобрели около ста компаний, включая такие солидные бренды как Rolls-Royce, Porsche, BMW и Ford. Интерес к роторному двигателю был связан с его очевидными достоинствами: существенно меньшем числе деталей, относительной простотой производства и ремонта, компактностью и легкостью, низким уровнем шумов и вибрации и, наконец, высокой мощностью при скромном объеме.
Однако для начала серийного производства автомобилей с роторно-поршневыми двигателями нужно было серьезно поработать над их недостатками.
А их тоже было немало. Основная проблема на момент первых разработок была связана с низким рабочим ресурсом и неравномерным износом поверхности рабочей камеры (при применении в конструкции традиционных материалов). Второй серьезный минус – неэкономичность, но он существенную роль сыграл позднее. Еще одной серьезной проблемой была повышенная токсичность выхлопа роторного двигателя. За счёт неполного сгорания топлива (отсюда же шла неэкономичность) «ванкель» выделял в атмосферу существенно больше углеводородов, чем традиционные двигатели внутреннего сгорания.
Так или иначе, в 1964 году появился первый в мире автомобиль с роторно-поршневым двигателем Ванкеля — NSU Spider, выпускавшийся в кузове кабриолет с 1964 по 1967 гг. (всего вышло 2 375 автомобилей).
Mazda всерьёз берется за «ванкеля»
После NSU Spyder последовали легендарный NSU Ro 80, Citroen M35 (несколько сотен машин, выпущенных за три года 1969-71) и Mercedes C-111 (не ставший даже «предсерийным»). Но первым по-настоящему серийным коммерческим автомобилем с двигателем Ванкеля по праву считается Mazda Cosmo.
Прототип этой машины был представлен в 1964 году на Токийском автосалоне. Mazda, вскоре после приобретения лицензии на «ванкель», организовала целый отдел для работы по усовершенствованию роторно-поршневого двигателя. Именно в этом отделе, со временем, решили и проблему надежности и долговечности двигателя, и нашли решение снижающее токсичность выхлопа, и добились существенного снижения потребления топлива.
К примеру, для снижения токсичности японские инженеры разработали так называемый термальный реактор, который позволял дожечь остатки углеводородов. Эта схема впервые была реализована на Mazda R100 (на японском рынке — Familia Rotary), вышедшей в 1968 году и прошедшей жесткие экологические стандарты, установленные в США.
Затем роторный двигатель был установлен на специальную серию Mazda Capella, на японском рынке называвшуюся Capella Rotary, а на экспорт отправлявшуюся уже под маркировкой Mazda RX-2. Под этим именем роторная Mazda пришла в 1971 году и на американский рынок.
Почти одновременно на авторынке США неплохо выступила Mazda RX-3 (на родине Mazda Savanna) – более компактная чем RX-2, с ярко выраженными спортивными формами. Немногим позже на экспорт отправилась роторная версия Mazda Luce, в Японии известная как Luce Rotary, а в экспортном варианте с двигателем Ванкеля получившая имя RX-4. Последней из роторных японок с относительно короткой историей можно назвать вышедшую в 1975 году представительницу нового поколения Cosmo. На некоторые рынки эта машина поставлялась под маркировкой Mazda RX-5, а в Японии носила название Cosmo AP.
Роторные долгожители
В период нефтяного кризиса 1970-х годов, особенно на американском рынке, остро встала одна из уже упомянутых проблем двигателя Ванкеля — неэкономичность. При помощи целого комплекса разработок, переработки термореактора, карбюратора, добавления теплообменника в выхлопную систему, а также разработки каталитического конвертера и внедрение новой системы зажигания, Mazda сумела добиться снижения потребления топлива на целых 40%.
В 1978 году на рынок был выпущен спортивный автомобиль Mazda RX-7, оснащенный доработанным двухсекционным роторно-поршневым двигателем Ванкеля. RX-7 пришла на долгих 24 года и вытеснила почти всех своих роторных предшественниц. Mazda RX-7 выдержала переиздания в четырех поколениях: с 1978 по 1985, с 1985 по 1991, с 1992 по 1999 и четвёртое поколение — с 1999 по 2002 годы. Ликвидация основных слабых мест «ванкеля» сделала более заметным его главное преимущество — великолепные динамические характеристики. На низкой передаче можно было без особой нагрузки на двигатель разогнаться до 100 км/ч при высоких оборотах. Да и сама конструкция, за счёт отсутствия механизма преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, способна выдержать большие обороты, чем традиционные двигатели внутреннего сгорания.
RX-7 впоследствии еще не раз удивляла динамическими решениями. Так, автомобили третьего поколения, представленные в 1991 году, оснащались турбированным двигателем мощностью 255 л.
с. и сразу двумя турбонагнетателемя. Один из которых начинал работу сразу, а второй присоединялся при 4500 оборотах.
Вышедшая в серию в 2003 году преемница «семерки» – Mazda RX-8 станет объектом внимания нашего сайта лишь лет через десять. Но уже сейчас очевидно, что и она не стала проходной моделью, и со временем займет своё место в гараже классических автомобилистов.
РОТОРНЫЙ ВАЗ
Любопытно, что роторный двигатель нашел своё применение и в довольно консервативной советской промышленности. В 1976 году был создан первый волжский односекционный роторно-поршневой двигатель ВАЗ-311 мощностью 65 л.с. Через пять лет была выпущена опытная партия в 50 роторных автомобилей ВАЗ-21018. Правда, внешне похожий на японский двигатель, надежностью не отличался, и вскоре все двигатели на той партии сменили на серийные поршневые. Но советские «органы» заинтересовали динамические характеристики роторных движков. И из двух двигателей ВАЗ-311 был сделан двухсекционный роторно-поршневой «ванкель» мощностью 120 л.
с. Его ставили на спецсерию ВАЗ-21019. Кроме роторной «единички» на АвтоВАЗе также выпускались малые партии ВАЗ-2105, -2107, -2108, -2109, -21099, оснащенные «ванкелями».
Константин Дьяков
Роторный двигатель
История появления роторных двигателейПервое упоминание роторного двигателя датируется 1919 годом. На тот момент изобретателю Феликсу Ванкелю было всего 17 лет. С одной стороны, сложно предположить, что юный Феликс смог изобрести роторный двигатель в таком возрасте, с другой – к примеру, Вольфганг Моцарт, который писал гениальные симфонии в еще более раннем возрасте.
В биографии Ванкеля были и учеба в университете, и принудительные работы в компаниях BMW и Daimler, и даже тюремное заключение.
После освобождения из под стражи Феликс Ванкель устроился на работу в мотоциклетную компанию, где его разработками заинтересовался один из инженеров этой компании Вальтер Фройде.
Работа в тандеме ускорила темпы исследований, и в 1957 году заработал первый роторный двигатель Ванкеля и Фройде.
Впоследствии конструкция двигателя была пересмотрена и претерпела ряд изменений. Только в 1958 году свет увидел окончательный вариант роторного двигателя, который используется и в наши дни.
Устройство и принцип работы роторного двигателяРоторный двигатель является двигателем внутреннего сгорания. Даже количество тактов у него не отличается от классического 4-х тактного поршневого ДВС. Его принципиальное отличие в том, что роль поршня играет ротор.
— он участвует в образовании камер внутреннего сгорания;
— при его помощи осуществляется впуск и выпуск газов;
— приводит в действие главный вал;
Роторный двигатель имеет такой же цилиндр, как и двигатель поршневой. Отличается цилиндр формой, а называется — статор. Ротор является главным движущим элементом, его вращение внутри статора осуществляется за счет шестерней. Имеются, аналогичные поршневому ДВС, впускной и выпускной клапаны, а воспламенение происходит с помощью свечи.
Рассмотрим все 4 такта вращения ротора:
— Впуск топлива. Положение, которое занимает ротор, позволяет создать отдельную камеру и заполнить ее топливом.
— Сжатие. Происходит поворот ротора за счет давления топливной смеси.
— Рабочий ход. На данном этапе происходит еще один поворот и воспламенение. Выделяется большое количество энергии и возрастает давление, что приводит к следующему повороту ротора.
— Выхлоп. Завершающий этап цикла, при котором продукты сгорания выводятся через выпускной клапан.
Достоинства и недостатки роторных двигателейВ 50-ые годы прошлого столетия роторный двигатель казался новым этапом в развитии автомобилестроения. На первый взгляд двигатель имел одни преимущества: низкий уровень вибраций и отсутствие газораспределительной системы (ротор сам открывает и закрывает клапаны, что значительно упрощает конструкцию). Однако позднее были выявлены и существенные недостатки этого типа двигателя, которые и не позволили ему получить широкое применение.
Основной недостаток – вытянутая форма статора. Благодаря этому площадь рабочей поверхности больше чем у поршневого ДВС, и это приводит к значительным потерям энергии. Кроме того, отсутствие распределительной системы осложняет процесс смешивания горючего, что увеличивает расход топлива. Экологические показатели роторных двигателей также оставляют желать лучшего.
Следующий недостаток – высокие температуры при работе двигателя. В роторном ДВС все процессы осуществляются в одной камере сгорания, и такая особенность не позволяет охлаждать двигатель чаще, чем один раз в 4 такта. Учащенное охлаждение приведет к потере энергии, ведь все процессы осуществляются в одной камере – статоре. Единственный выход из этой ситуации – это использование более стойкого к температурам материала, что в разы увеличивает затраты на производство.
Вышеперечисленные недостатки не позволяют использовать в качестве топлива дизель — нагрузки слишком высокие.
Роторные двигатели на автомобилях различных марокНесмотря на недостатки, ведущие авто — концерны пытались наладить серийное производство автомобилей с роторными двигателями.
Первые шаги сделали Mercedes-Benz. На основе роторного ДВС был собран опытный образец гоночного автомобиля, который мог похвастаться мощностью в 280 л.с. и разгоном до сотни за 5 секунд. Для 1969 года – невероятные показатели.
Ровно через год компания Chevrolet получила лицензию на использование роторного двигателя. Результатом стал новый Corvette XP-987GT. Старт был очень уверенным, и модель пережила несколько модернизаций, но в результате производство закрыли из-за чрезмерных денежных затрат.
Благодаря СМИ новость о разработке немецкого инженера распространялась быстро и вскоре французская фирма Citroen заинтересовалась автомобильным ноу-хау. Начало серийное производства роторных Citroen GS Birotor (название означает 2 секции двигателя по 498 см³) затянулось на 7 лет. На рынок машины так и не попали – дело закончилось оно полной ликвидацией производства. За это время успели выпустить порядка 200 автомобилей, которые невероятным образом потерялись. Возможно, кто-нибудь из коллекционеров по сей день хвастается друзьям своей жемчужиной.
Отличились как всегда СССР. Наши соотечественники нашли применение роторным движкам в среде служебных автомобилей. «Волги» для ГАИ использовали главное преимущество ротора – высокие скоростные и динамические показатели.
Пожалуй, самый знаменитый серийный автомобиль на основе роторного ДВС – Mazda RX-8.
На этом история роторного двигателя не заканчивается. В своем первоначальном виде он не прижился, но послужил хорошей платформой для новых разработок. Российские инженеры сделали шаг вперед и разработали 3- и 5-тактные роторные двигатели, а концерн АвтоВАЗ уже давно заявил о своем намерении разработать принципиально новый ДВС на основе роторного.
«Запорожец» обгоняет «Мерседес»
Можно ли обогнать на «Запорожце» или «Жигулях» —
«Мерседес»? Оказывается, можно, только для этого в малолитражном автомобиле
должен стоять не обычный поршневой, а инновационный роторный двигатель, предложенный
Феликсом Ванкелем (Felix Wankel). Такие двигатели одно время устанавливались на
советские и российские модели.
И некоторые «Жигули» с двигателем Ванкеля
обгоняли и сейчас обгоняют «Мерседесы».
Все изучали в школе, что автомобиль едет благодаря двигателю внутреннего сгорания. В двигателе есть цилиндры, внутрь цилиндров подается топливо, оно сгорает и толкает поршень. Поршень движется вверх и вниз. Движение каждого из поршней неравномерно и, чтобы автомобиль двигался плавно, цилиндров должно быть не менее четырех. Цилиндры соединяются с коленчатым валом, топливо в них подается попеременно. Поршневой двигатель внутреннего сгорания прекрасно зарекомендовал себя, он наиболее разработанный и надежный. Но у него есть существенные недостатки: он громоздкий, часть энергии тратится зря, так как поршни, двигаясь вверх-вниз, останавливаются, теряя энергию. Кроме того, чтобы динамично набирать скорость, поршневой двигатель должен иметь большой объем, поэтому быстрые машины дороги.
Динамичность роторного двигателя Ванкеля уникальна: установленный на «Жигулях», он позволяет обгонять со светофора иномарки бизнес-класса.
Есть ли альтернатива? Да, есть. Уже несколько десятилетий разрабатывается принципиально другой двигатель внутреннего сгорания. Его придумал немецкий инженер Феликс Ванкель (Felix Wankel). Двигатель Ванкеля называют также роторным двигателем. Вместо поршней и цилиндров двигатель Ванкеля имеет два ротора в форме треугольников с выпуклыми сторонами. Роторы непрерывно вращаются, сохраняя энергию вращения. При этом они засасывают топливную смесь, сжимают ее, смесь воспламеняется и выбрасывается наружу.
Более простая конструкция
Конструкция роторного двигателя проще
поршневого, она очень изящна. Ему не нужна сложная система клапанов поршневого
двигателя для впуска топливной смеси и выпуска выхлопных газов. Двигатель
Ванкеля гораздо компактнее и легче, обычно у него два ротора, которые в
серийных двигателях разгоняются даже до десяти тысяч оборотов в минуту. Для
поршневых двигателей обычно предельная скорость вращения — шесть тысяч оборотов
в минуту. Ход роторного двигателя очень плавный.
И самое главное: динамичность
двигателя Ванкеля. Установленный, например, на 8 или 9 модели «Жигулей», он
позволяет обгонять со светофора иномарки бизнес-класса, которые дороже
«Жигулей» в десять раз, а форсированный роторный двигатель оставляет позади и
ведущие спортивные модели.
Устраняемые недостатки
Почему же двигатель Ванкеля не распространился
повсеместно? Дело в том, что первые роторные двигатели были неэкономичными,
неэкологичными и не очень надежными. И дело тут не в каких-то принципиальных
изъянах конструкции, просто над совершенствованием двигателя Ванкеля ученые и
инженеры работали гораздо меньше: такими же ненадежными и неэкономичными были в
свое время первые поршневые двигатели. Забегая вперед, скажем, что японские
инженеры из компании «Мазда» уже сейчас создали надежный серийный двигатель
Ванкеля «Ренезис» для спортивных автомобилей «Мазда RX8», который удовлетворяет
самым высоким экологическим требованиям стандарта «Евро-4», при этом расход
топлива у них не больше, чем у спортивных моделей.
Судьба роторных двигателей в России
Интересна и поучительна судьба роторных
двигателей у нас. Об этом рассказывает один из конструкторов двигателя Сергей
Мясищев: «В 1974 году приказом генерального директора автомобильного завода
«ВАЗ» Полякова Виктора Николаевича, светлая ему память, было создано
специальное конструкторское бюро роторно-поршневых двигателей. Задача, весьма
амбициозная, состояла в создании двигателя для автомобилей «ВАЗ», с
последующей заменой на конвейере поршневого двигателя на роторный. Проходили
командировки в Германию для изучения производства роторного двигателя, были
изготовлены опытные, работоспособные образцы. Но для производства, конечно,
этот двигатель был не готов. Была выпущена небольшая партия для эксплуатационных
испытаний. Вы помните, что в то время автомобили были в большом дефиците. Хотя
машины с роторным двигателем и раскупили, но было много рекламаций. Затем
ситуация была проанализирована, найдено применение этому двигателю — место, где
он мог лучше всего использоваться.
Тогда эксплуатация позволила без проблем
провести доводочные работы. В то время был спроектирован двигатель более
мощный, чем наш — мощностью 120 лошадиных сил, использовавшийся для
спецавтомобилей силовых структур, с высокими динамическими качествами».
Мощный и компактный
Главное преимущество роторного двигателя в том,
что он быстро разгоняется и занимает меньший объем моторного отсека при той же
мощности. «Без изменений конструкции моторного отсека в стандартную 5, 7, или
11 модель устанавливался двигатель мощностью до 140 л.с. В то же время изучался
спектр применения этого двигателя, потому что первые неудачи заставили
задуматься, а правильно ли мы применяем двигатель. И вот тогда была проделана
большая работа, чтобы определить области применения. Были сделаны двигатели для
авиации, подвесные лодочные двигатели, двигатели для амфибийных судов на
динамической подушке, для экранопланов, для мотоцикла. В Ижевске был изготовлен
мотоцикл, он прошел определенные испытания.
Первоначально этот мотоцикл был
заказан как эскортный мотоцикл для Кремля», — говорит Сергей Мясищев.
Так родилась и умерла еще одна утопия — перевести все модели «Жигулей» на двигатель Ванкеля. Однако разработчиками были достигнуты оригинальные результаты в создании роторных двигателей, а советские спецслужбы получили несколько сотен крайне быстрых специальных «Жигулей». С распадом Советского Союза разработка двигателей Ванкеля в России затормозилась. Хотя в конце 90 годов «АвтоВАЗ» выпустил небольшую партию обычных «Жигулей» с роторным двигателем.
Приятные особенности эксплуатации
Обладателем подобного редкого образца стал
директор торгового дома «Три на три» Дмитрий Мнушкин: «Нужно сказать, что мы
явились счастливыми обладателями автомобиля из той партии переднеприводных
машин, о которых говорил Сергей Филиппович. Эксплуатация его идет с 99 года.
Что можно отметить? Этот автомобиль дает уникальные ощущения при его
эксплуатации. Возможности роторного двигателя позволяют иметь преимущество
перед многими иностранными автомобилями, что приводит на дорогах довольно часто
к курьезам.
Динамика автомобиля, оснащенного таким мотором, в корне отличается
от динамики серийной машины и такой прыти от нее никто не ожидает, в этом и
конек. Мощность двигателя моей машины 170 л.с., при этом она разгоняется до ста
километров в час порядка шести с небольшим секунд. При том что спортивная
версия разгоняется до ста за 4,1 секунды. Надо отметить, что этот двигатель
благодарно относится к тюнингу, дает широкие возможности в области настроек: можно
получать хорошие результаты доступными средствами».
О спортивных возможностях двигателя Ванкеля
рассказывает Владимир Каблуков, учредитель фирмы «Три на три»: «Существует
такой вид спорта — под названием «дрэг-рейсинг»: это парные заезды на
402 метра. В разных странах, где проводятся подобные гонки, имеются разные
регламенты: где-то применяется олимпийская система «на вылет», где-то —
квалификация по времени. Кубок России 2005 года имел гибридную форму. До
четвертьфинала была система отбора по времени, а после — олимпийская система.
Наша машина легко дошла до финала. Мы взяли в трех этапах первые места, кубки,
медали».
Достижения «Мазды»
На гонках в Лимане компания «Мазда», которая
продвигает двигатель Ванкеля, добилась большого преимущества. Это были
круглосуточные кольцевые гонки. «После этого спортивные комиссары приняли
регламент, который запрещает применять автомобили с невозвратно-поступательно
двигающимися поршнями. «Мазда», можно сказать, спасла роторный
двигатель от забвения, она его довела до того состояния, когда сегодня нужно переписывать
часть учебников по автомобильным двигателям, где написано, что этот двигатель —
бесперспективный по выполнению норм токсичности, в частности. RX8 выполняет
нормы «Евро-4». Это самые высшие нормы, которые сегодня существуют. Сегодня это
реальный двигатель массового производства. Инженеры «Мазды» проявили
настойчивость, невзирая на общую тенденцию в мировой экономике. Эта фирма нашла
в себе силы, чтобы сохранить и усовершенствовать эту тему. Они прошли большой
путь и сегодня могут гордиться тем продуктом, который они выставили на рынок.
Сегодня, когда рынок насыщен всевозможными автомобилями, эта фирма предлагает
совершенно оригинальный двигатель, который, кроме нее, никто предложить не
может. Я надеюсь, что мы тоже в ближайшее время сможем предложить нашим
потребителям роторный двигатель, но в нашем исполнении, естественно, с учетом
наших возможностей и технологических нюансов», — утверждает Сергей Мясищев.
История российских роторных двигателей продолжается. В настоящее время работы по созданию серийной модели двигателя Ванкеля совместно с «АвтоВАЗом» ведет компания «Интер-Волга». Роторные двигатели нового поколения российской разработки, возможно, скоро появятся на некоторых моделях ВАЗ-2110. Модернизированные двигатели планируется применять в легкомоторной авиации, а также ставить на катера и моторные лодки.
двигатель Ванкеля | Инжиниринг | Fandom
Двигатель Ванкеля в Немецком музее Мюнхена, Германия
Роторный двигатель Ванкеля — это двигатель внутреннего сгорания, изобретенный немецким инженером Феликсом Ванкелем, в котором вместо поршневых поршней используется ротор.
Эта конструкция обещает плавную мощность на высоких оборотах от компактного и легкого двигателя;
Ванкеля критикуют за низкую топливную экономичность и низкий уровень выбросов выхлопных газов.
С момента своего появления в автомобилях NSU Motorenwerke AG (NSU) и Mazda в 1960-х годах двигатель обычно упоминается как роторный двигатель , это название также применялось к нескольким совершенно различным конструкциям двигателей.
Хотя многие производители лицензировали этот дизайн, и Mercedes-Benz использовал его для своего концептуального автомобиля C-111, только Mazda производила двигатели Ванкеля в больших количествах. С 2005 года двигатель доступен только в Mazda RX-8.
Цикл Ванкеля.Буквой «А» отмечена одна из трех вершин ротора. Буквой «B» отмечен эксцентриковый вал, который поворачивается три раза за каждый оборот ротора.
В двигателе Ванкеля четыре такта типичного двигателя с циклом Отто расположены последовательно вокруг овала, в отличие от возвратно-поступательного движения поршневого двигателя.
В базовом однороторном двигателе Ванкеля единственный овальный (технически эпитрохоидный) корпус окружает трехсторонний ротор (треугольник Рело), который вращается и перемещается внутри корпуса.Боковые стороны ротора уплотняются по сторонам корпуса, а углы ротора уплотняются по внутренней периферии корпуса, разделяя его на три камеры сгорания.
По мере того как ротор вращается, его движение и форма корпуса заставляют каждую сторону ротора приближаться и дальше от стенки корпуса, сжимая и расширяя камеру сгорания аналогично «тактам» в поршневом двигателе. Однако, в то время как нормальный четырехтактный двигатель производит один такт сгорания на цилиндр на каждые два оборота (то есть, половину рабочего хода на оборот на цилиндр), каждая камера сгорания каждого ротора в двигателе Ванкеля генерирует один такт сгорания на оборот. (то есть три рабочих хода на оборот ротора).Поскольку выходной вал Ванкеля предназначен для вращения со скоростью, в три раза превышающей скорость ротора, это становится одним тактом сгорания на оборот выходного вала на ротор, в два раза больше, чем у четырехтактного поршневого двигателя, и аналогично выходу двухтактного двигателя.
цикл двигателя. Таким образом, выходная мощность двигателя Ванкеля обычно выше, чем у четырехтактного поршневого двигателя с аналогичным рабочим объемом двигателя в аналогичном состоянии настройки, и выше, чем у четырехтактного поршневого двигателя с аналогичными физическими размерами и массой.
Национальные агентства, взимающие налоги с автомобилей в соответствии с рабочим объемом и регулирующие органы в автомобильных гонках, по-разному считают, что двигатель Ванкеля эквивалентен четырехтактному двигателю с рабочим объемом в 1,5–2 раза; некоторые регулирующие агентства гонок считают, что это дает настолько явное преимущество, что они вообще запрещают его.
Двигатели Ванкеля имеют несколько основных преимуществ по сравнению с поршневыми двигателями с возвратно-поступательным движением, а также имеют более высокую мощность при аналогичном рабочем объеме и физических размерах.Двигатели Ванкеля значительно проще и содержат гораздо меньше движущихся частей. Например, поскольку клапаны выполняются с помощью простых отверстий, прорезанных в стенках корпуса ротора, у них нет клапанов или сложных клапанных механизмов; кроме того, поскольку ротор соединен непосредственно с выходным валом, нет необходимости в шатунах, обычном коленчатом валу, балансировочных грузах коленчатого вала и т.
д. Устранение этих деталей не только делает двигатель Ванкеля намного легче (обычно вдвое меньше обычный двигатель с эквивалентной мощностью), но он также полностью исключает возвратно-поступательное движение поршневого двигателя с его внутренней деформацией и присущей ему вибрацией из-за повторяющихся ускорений и замедлений, обеспечивая не только более плавный поток мощности, но и способность производить больше мощности при работе на более высоких оборотах.
В дополнение к повышенной надежности за счет устранения этой возвратно-поступательной нагрузки на внутренние части, конструкция двигателя с железным ротором внутри корпуса из алюминия, который имеет большее тепловое расширение, гарантирует, что даже при сильном перегреве двигатель Ванкеля двигатель не будет заклинивать, как это может случиться с перегретым поршневым двигателем; это существенное преимущество в плане безопасности при использовании самолета.
Простота конструкции и меньшие размеры двигателя Ванкеля также позволяют сократить затраты на строительство по сравнению с поршневыми двигателями сопоставимой выходной мощности.
В качестве еще одного преимущества форма камеры сгорания Ванкеля и турбулентность, создаваемая движущимся ротором, предотвращают образование локальных горячих точек, что позволяет использовать топливо с очень низким октановым числом без предварительного воспламенения или детонации, что является особым преимуществом для автомобилей с водородом. . Эта особенность также вызвала большой интерес в Советском Союзе, где высокооктановый бензин был редкостью.
Конструкция двигателя Ванкеля требует наличия множества скользящих уплотнений и корпуса, который обычно представляет собой сэндвич из чугуна и алюминия, которые расширяются и сжимаются в разной степени под действием циклов нагрева и охлаждения.Эти элементы приводили к очень высокой частоте потери герметичности как между ротором и корпусом, так и между различными деталями, составляющими корпус. Дальнейшие инженерные работы Mazda позволили решить эти проблемы, но затем компания столкнулась с внезапной глобальной озабоченностью как по поводу выбросов углеводородов, так и по поводу роста стоимости бензина — двух наиболее серьезных недостатков двигателя Ванкеля.
Так же, как форма камеры сгорания Ванкеля предотвращает преждевременное возгорание, она также приводит к неполному сгоранию воздушно-топливного заряда, при этом оставшиеся несгоревшие углеводороды выбрасываются в выхлоп.Сначала, когда производители автомобилей с поршневыми двигателями обращались к дорогостоящим каталитическим нейтрализаторам для полного окисления несгоревших углеводородов, Mazda смогла избежать этих затрат, парадоксальным образом обогатив топливно-воздушную смесь в достаточной степени для получения выхлопного потока, достаточно богатого углеводородами. фактически поддерживать полное сгорание в «термическом реакторе» (просто увеличенная открытая камера в выпускном коллекторе) без необходимости в каталитическом нейтрализаторе, тем самым производя чистый выхлоп за счет некоторого дополнительного расхода топлива.
Связанная причина неожиданно плохой экономии топлива связана с присущей конструкцией ротора Ванкеля слабостью при использовании с обычным топливом.
Некоторые исследования показали, что на высоких скоростях скорость увеличения объема камеры сгорания в моменты после воспламенения фактически превышает расширение горящего топлива. В результате на высоких скоростях из того же объема топлива извлекается меньше полезной энергии, поскольку выхлопные газы должны тратить время и энергию, «догоняя» ротор, прежде чем он сможет выполнить какую-либо работу.
В стандартном серийном двухроторном двигателе Ванкеля не используется подшипник между двумя роторами, что позволяет использовать цельный эксцентриковый вал. Этот компромисс позволяет удешевить производство за счет пиковых оборотов двигателя из-за изгиба эксцентрикового вала. В двигателях, имеющих более двух роторов, или в двигателях с двумя обгонами ротора, предназначенных для работы на высоких оборотах, должен использоваться составной эксцентриковый вал, позволяющий установить дополнительные подшипники между роторами. Хотя такой подход действительно увеличивает сложность конструкции эксцентрикового вала, он успешно использовался некоторыми автопроизводителями при производстве трехроторных двигателей, а также многих гоночных двигателей небольшого производства.
Многие недостатки двигателя Ванкеля были устранены другим производителем. Выхлопные отверстия, которые в прежних роторных установках располагались в корпусах ротора, были перенесены в стороны от камеры сгорания. Такой подход позволил более раннему производителю устранить перекрытие между отверстиями впускного и выпускного отверстий, одновременно увеличив площадь выпускного отверстия. Расход топлива в настоящее время находится в пределах нормы некоторых государственных требований к выбросам.
Авиационные двигатели [править | править источник]
Превосходное соотношение мощности и веса, надежность и небольшая площадь лобовой части Wankel делают его особенно подходящим для использования с авиационными двигателями.К этой роли они проявляли большой интерес в 1950-х годах, когда их конструкция впервые стала широко известной, но в то же время почти вся промышленность переходила на реактивный двигатель, который, по мнению многих, будет единственным используемым двигателем.
в течение десятилетия. Ванкель страдал от отсутствия интереса, и когда позже стало ясно, что реактивный двигатель был слишком дорог для всех ролей, мир авиации общего назначения уже сжался настолько, что на новые конструкции двигателей было мало денег.Тем не менее интерес к ним для малой авиации не исчез.
Самолеты Ванкельса в последующие годы вернулись. Ни одно из их преимуществ не было потеряно по сравнению с другими двигателями, а использование более качественных материалов помогло решить проблему торцевого уплотнения (Apex-seal). Их все чаще можно встретить в тех ролях, где важны их компактный размер и бесшумность, особенно в дронах или БПЛА. Многие компании и любители адаптируют роторные двигатели Mazda к использованию в самолетах; другие, в том числе сама Wankel GmbH, производили роторные двигатели Wankel, предназначенные для этой цели.
Другое использование [править | править источник]
Малые двигатели Ванкеля все чаще используются для других целей, например, для картинга, гидроциклов и вспомогательных силовых установок для самолетов.
Некоторые использовали двигатель Ванкеля для авиамоделей, который производился практически без изменений с 1970 года; даже с большим глушителем вся упаковка весит всего 13,4 унции (380 граммов).
Простота двигателя Ванкеля делает его идеальным для мини-, микро- и микро-мини-двигателей.
Самый большой двигатель Ванкеля был доступен в модификациях с одним ротором мощностью 550 л.с. (410 кВт) и с двумя роторами на 1100 л.с. (820 кВт) с рабочим объемом 41 литр на ротор с диаметром ротора примерно один метр.Ограничение числа оборотов двигателя до 1200 об / мин и использование природного газа в качестве топлива было удачным выбором для двигателей для привода насосов на трубопроводах природного газа.
Было также выпущено ограниченное количество мотоциклов с двигателями Ванкеля.
Помимо использования в двигателях внутреннего сгорания, базовая конструкция Ванкеля также использовалась для воздушных компрессоров и нагнетателей для двигателей внутреннего сгорания, но в этих случаях, хотя конструкция по-прежнему обеспечивает преимущества в надежности, основные преимущества Ванкеля по размеру и весу по сравнению с четырехтактным двигателем внутреннего сгорания значения не имеют.
В конструкции, использующей нагнетатель Ванкеля на двигателе Ванкеля, нагнетатель в два раза больше двигателя!
Пожалуй, наиболее экзотическое применение конструкции Ванкеля — это система преднатяжителя ремня безопасности Volkswagen New Beetle. В этом автомобиле, когда датчики замедления обнаруживают потенциальную аварию, срабатывают небольшие взрывные патроны, и образующийся под давлением газ подается в крошечные двигатели Ванкеля, которые вращаются, чтобы компенсировать провисание систем ремней безопасности, надежно закрепляя водителя и пассажиров на сиденье. перед любым столкновением.
- цитировать книгу | автор = Ямагути, Джек К. | title = Новые спортивные автомобили Mazda RX-7 и Mazda с роторным двигателем | издатель = St. Martin’s Press, Нью-Йорк | год = 1985 | id = ISBN 0312694563
- цитировать в Интернете | title = Сборник производственных и экспериментальных данных двигателя Ванкеля | работа = Monito.com | url = http: //www.monito.com/wankel/engines.
html | accessdate = 24 февраля | accessyear = 2005
html | accessdate = 24 февраля | accessyear = 2005Wankel Engines — обзор
16.4 Механизм изменений
Учитывая, что нам нужны кардинальные изменения для достижения целей нашей дорожной карты, как это достигается? Мы не должны отвергать существующих игроков как потенциальных агентов изменений.Вопреки распространенному мнению, существующая автомобильная промышленность временами была на удивление радикальной и склонной к риску. В 1963 году Chrysler Corporation предприняла один из самых смелых подобных экспериментов, выпустив серию из 55 специально разработанных газотурбинных автомобилей и передав 50 из них в руки общественности (Dixon, 1980; www.turbinecar.com; www.geocities. com / motorcity). С 1964 по 1966 год около 203 обычных водителей-добровольцев в 133 городах 48 штатов, а также в округе Колумбия использовали автомобили в течение трехмесячных испытательных периодов.Эта обратная связь была сочтена чрезвычайно полезной и использовалась в последующих поколениях газотурбинных двигателей Chrysler.
От проекта турбины отказались в результате финансового кризиса 1979–1980 годов, когда компании Chrysler пришлось обратиться за помощью к правительству. Правительственные чиновники считали турбинную программу несерьезной и не желали ее поддерживать.
Другие смелые технологии вышли на рынок и сохранились до наших дней. Двигатель Ванкеля был смелой технологией небольшой немецкой компании NSU и, можно сказать, стоил фирме ее независимости.В настоящее время компания входит в подразделение Audi концерна Volkswagen Group, хотя сам двигатель Ванкеля сохранился в спортивных автомобилях Mazda, таких как RX-7 и RX-8, а также в ряде других приложений (Hege, 2001). Более удачной оказалась автоматическая бесступенчатая трансмиссия (CVT). Его принципы восходят к зарождению автомобилей с ручными вариаторами, используемыми в транспортных средствах, таких как Fouillaron с ременным приводом 1901 года (van der Brugghen, 1988: 61) и Turicum с фрикционным приводом из Швейцарии (Schmid, 1978: 244). .
Однако настоящий прорыв произошел в 1958 году с запуском голландского малолитражного автомобиля DAF 600. При этом использовалась автоматическая система вариатора с резиновыми ремнями на шкивах переменного диаметра, управляемая вакуумом двигателя. Эта система «Variomatic» работала хорошо и, помимо обеспечения бесступенчатого автоматического привода, в качестве побочного эффекта она также предлагала контроль тяги и — вплоть до DAF 55 1968–1972 годов — эффект дифференциала повышенного трения. Система была доступна только на автомобилях DAF и их производных, а после продажи автомобильного бизнеса DAF компании Volvo это были Volvo 66 и 340.В целом это продолжалось в период производства с 1958 по 1990 год. Однако специализированная трансмиссионная компания Van Doorne’s Transmissie (VDT) была отделена от компании DAF в 1970-х годах и разработала версию со стальным ремнем, которую можно было адаптировать к любому автомобилю. трансмиссия. В настоящее время эта система устанавливается на целый ряд автомобилей, в частности из Японии, а в 2002 году было произведено более миллиона ремней, что привело к вводу в эксплуатацию второго завода в Японии.
Хотя это составляет всего 2% мирового производства автомобилей, на него приходится более 90% установленных систем вариаторов и около 5% автоматических трансмиссий.
К 2002 году система была установлена на серийные автомобили Subaru, Nissan, Honda, Ford, Fiat, Volvo, MG, Rover и Lancia, а также на несколько экспериментальных автомобилей. Хотя к тому времени компания VDT принадлежала немецкой компании Bosch, технология стала хорошо развитой. Между тем, версия с резиновым ремнем стала в большей степени товарной трансмиссией и теперь устанавливается на мотоциклы, французские «voitures sans permis» и некоторые внедорожники, такие как квадроциклы и skidoo. Высокий риск, который компания DAF пошла на технологию CVT, может быть продемонстрирована тем фактом, что она оставалась нишевым игроком и была вынуждена продать ее Volvo в 1970-х годах.Только когда Volvo адаптировала модель 340 для использования с обычными механическими коробками передач и предложила их на рынке, продажи автомобилей резко возросли.
Однако на протяжении всего срока службы модели 340 около 15% были поставлены с вариатором. Альтернативная бесступенчатая трансмиссия (IVT) Torotrak также близка к выходу на рынок сейчас, когда большинство проблем было преодолено, а вариатор с цепным приводом, разработанный ZF, был запущен в Audi A6 в 2001 году.
С точки зрения временного масштаба. Для внедрения новых автомобильных технологий мы можем взять в качестве примера внедрение самой технологии Budd.Когда Dodge был одним из первых последователей в 1915 году, а Citroën — примерно в 1923/4 году, основное внедрение этой технологии произошло в течение 1920-х и 1930-х годов, когда многие из не-усыновителей погибли. Дальнейший рост произошел с увеличением спроса на автомобили после Второй мировой войны, и к 1960-м годам эта система стала доминирующей. Фактически, примерно к 1935 году ситуация изменилась в его пользу, что означало критический период развертывания, продолжавшийся около 20 лет. Вариатор с ременным приводом был разработан примерно за три года в конце 1950-х годов (van der Brugghen, 1988: 129) и вышел на рынок с 1958 года.
Однако истинное проникновение на сколько-нибудь значительный уровень не было достигнуто до конца 1990-х годов — отсюда и 40-летнее внедрение или внедрение технологии. Двигатель Ванкеля был разработан в 1950-х годах, и, как и вариатор DAF, в 1960-х годах в NSU нашел первых пользователей в собственных продуктах. Полного развертывания так и не произошло, поскольку эта технология оставалась маргинальной автомобильной технологией и теперь используется Mazda только на одной модели, поскольку Audi-NSU отказалась от нее в 1977 году, продав более 37000 автомобилей R080 (Sedgwick, 1986: 147).
Используя теорию распространения инноваций Роджерса (1995: 262) и применяя ее к фирмам, можно утверждать, что буддизм достиг практически всех категорий последователей, от новаторов (Dodge, Citroën) до первых последователей (Ford, Chevrolet). , Morris, Fiat), через раннее большинство (Renault, Opel), позднему большинству (Toyota, Nissan, Alfa-Romeo) и отстающим, которые никогда не принимали его (Aston Martin, Lotus, Ferrari).
Технология Ванкеля не продвинулась дальше стадии инноваций (NSU, Citroën и Mazda), хотя несколько фирм экспериментировали с ней, в том числе GM и Mercedes-Benz. Бесступенчатая трансмиссия перешла от новаторов (DAF) через ранних последователей (Fiat, Ford, Subaru) к этапу раннего большинства. Возможно, действительно глобализованный мир позволит быстрее внедрять новые технологии, чем показывают эти исторические примеры. Даже скептики глобализации считают желательным свободный обмен интеллектуальным капиталом между странами.В нынешней глобальной автомобильной промышленности меньшее количество крупных компаний могло бы способствовать более быстрому внедрению новых технологий во всем мире.
Конфигурации поршневого двигателя: роторный двигатель, двигатель Ванкеля, двигатель V12, коленчатый вал, двухтактный двигатель, поршневой двигатель, клапан, двигатель V6: Купить Конфигурации поршневого двигателя: роторный двигатель, двигатель Ванкеля, двигатель V12, коленчатый вал, двухтактный двигатель , Возвратно-поступательный механизм, Valve, двигатель V6 от Books Group, LLC Книги, Источник Wikipedia по низкой цене в Индии
Обратите внимание, что содержание этой книги в основном состоит из статей, доступных из Википедии или других бесплатных источников в Интернете.
Страниц: 166. Разделы: Роторный двигатель, Двигатель Ванкеля, Двигатель V12, Коленчатый вал, Двухтактный двигатель, Поршневой двигатель, Клапан, двигатель V6, Кулачок, V-образный двигатель, Радиальный двигатель, Четырехтактный двигатель, Гильзовый клапан, Тарельчатый клапан , Ряд цилиндров, Рядный шестицилиндровый двигатель, Двигатель V8, Регулировка фаз газораспределения, Рядный четырехцилиндровый двигатель, Соединение головки цилиндров, Коллектор, Двигатель VR6, Паровой двигатель Корлисс, Прямоугольный двигатель, Двигатель Hemi, Шатун, Соединение, Шеститактный двигатель, Napier Deltic, блок цилиндров, двухцилиндровый двигатель, моноблочный двигатель, плоский двигатель, двигатель Бурка, двигатель V16, двигатель с прямым двухкомпонентным двигателем, оппозитно-поршневой двигатель, раздельный сингл, двигатель IOE, четырехцилиндровый двигатель, прямолинейный двигатель двигатель, плоский шестицилиндровый двигатель, рычажный механизм Поселье-Липкина, двигатель W, управляемый двигатель внутреннего сгорания, трехцилиндровый двигатель, роторный двигатель внутреннего сгорания General Motors, поворотно-поршневой двигатель, многоклапанный двигатель, двигатель V10, судовой автомобильный двигатель, двигатель W12, Двигатель конфигурация, Прямоточный двигатель, Турбовидный двигатель, Поршневой клапан, Slant Four, Neue Aut omobil Gesellschaft, U-образный двигатель, Одноцилиндровый двигатель, Плоско-двенадцатидиапазонный двигатель, H-двигатель, Рычажный механизм Ватта, двигатель W16, V-образный двигатель, Бескулачковый, Поворотный клапан, Аппарат перекоса, Роторный двигатель без поршня, Скотч-хомут, Золотниковый клапан, Двигатель с вращающимся цилиндром, Разделенный цикл двигатель, двигатель W8, двигатель V4, ромбический привод, двигатель X24, двигатель W18, орбитальный двигатель, двигатель с искровым зажиганием, Elsbett, двигатель Straight-seven, двигатель V5, двигатель V20, двигатель Straight-14, Liquidpiston, двигатель Straight-10, Двигатель Flat-8, двигатель Flat-16, двигатель Straight-девять, двигатель V24, двигатель Straight-12, двигатель Stelzer, двигатель Flat-ten, рядный двигатель, двигатель V3.
Отрывок: Двигатель Ванкеля — это тип двигателя внутреннего сгорания, который использует роторную конструкцию для преобразования давления во вращательное движение вместо использования возвратно-поступательных поршней. Его четырехтактный цикл происходит в пространстве между внутренней частью яйца …
Tech Wiki — Роторный двигатель: Datsun 1200 Club
Nissan Rotary Power! Будь то заводской роторный двигатель Nissan или автомобиль Mazda rota в Datsun 1200, волнение обязательно вызовет волнение.
Главная: Замена роторного двигателя MazdaСовременный роторный двигатель был разработан NSU-Wankel, и они начали продавать лицензии другим компаниям.Nissan был вторым автопроизводителем, получившим лицензию на двигатель Ванкеля после Mazda. Президент Nissan Кавамата подписал соглашение в головном офисе NSU в Неккарзульме, Западная Германия, в октябре 1970 года. GM подписал аналогичное соглашение месяц спустя.
На автосалоне в Токио 19 октября 1972 года компания Nissan представила автомобиль Sunny PB110 с прототипом двухроторного роторного двигателя Nissan типа Ванкеля.
Альбом нажмите для просмотра Альбом нажмите для просмотра
Это было в разгар безумия вращающейся мощности.У Ванкеля был патент, и все лицензировали его, от GM до Mercedes и Mazda, а также Nissan. Интерес Nissan начался в середине 1965 года.
conceptnissan.com
22 января 1972 — Nissan планирует роторный двигатель — Tucson Daily Citizen
TOKYO (AP) Nissan Motor Co., второй по величине японский производитель автомобилей, заявил сегодня, что планирует выпустить на рынок свой первый легковой автомобиль с роторным двигателем в конце 1973 года. Официальные лица Nissan заявили, что компания разработала роторные двигатели, которые будут использоваться для своих автомобилей под лицензия получена от Audi NSU Auto Union Ag., Западной Германии, в 1970 году.Они сказали, что новые автомобили с роторным двигателем, легковые автомобили типа «Sunny», будут показаны на автосалоне в Токио этой осенью и поступят в продажу осенью 1973 года.
Официальные лица отказались сообщить, сколько автомобилей с роторным двигателем Nissan планирует произвести. Вот изображение прототипа, тестируемого на купе Datsun Sunny 1200 (B110):
Альбом нажмите для просмотра
1972 Октябрь: 19-й Токийский автосалон, компания Sunny Excellents была оснащена ротором Nissan.
Брошюра с автосалона 1973 г. показывает фотографию Ротари.
Альбом нажмите для просмотра
1973 Автосалон
Сообщение нажмите, чтобы перейти по теме
Альбом нажмите для просмотра
1973 Брошюра крупным планом | отображать фотографии
Альбом нажмите для просмотра Альбом нажмите для просмотра
Версия с большим ротором
Сообщается, что Nissan даже продал публике несколько роторных Sylvias (модели S10 / S11) примерно в 1978 году (ссылка), однако это кажется совершенно невозможным, поскольку в 1974 году они прекратили работу над роторными двигателями.
Вращательные усилия определенно * не * останавливались, потому что ротор был плохой конструкции. Напротив, это было потрясающе!
цитата:Главная: За рулем Datsun Rotary
Использование периферийных портов, двух заглушек на ротор и четырехцилиндрового двигателя мощностью 120 л.с. подняло максимальную скорость Datsun 1200 до 175 км / ч, что на 40 больше, чем у оригинального четырехцилиндрового двигателя объемом 1200 куб. Nissan создавал производственные мощности с (объявленным) намерением производить 3000 роторных автомобилей в месяц с пятиступенчатой механической или трехступенчатой автоматической коробкой передач.
Отчет о вождении: 112 миль / ч, тяга все еще сильно … Прочтите отчет полностью.
Альбом нажмите для просмотра Альбом нажмите для просмотра
Драйвер статья журнала 1977.11
Альбом нажмите для просмотра
Обратите внимание, что роторные двигатели расходуют не больше топлива, чем другие двигатели той же выходной мощности.
Но роторный двигатель мощностью 120 л.с. потребляет больше топлива, чем двигатель A12 мощностью 69 л.с., что может показаться очевидным, если подумать. Изначально были проблемы с экономией топлива, но к 1976 году эта проблема была решена.
| ロ タ リ ー エ ン ジ ン 試 作 車 ? Использование японских шрифтов. Если вместо этого вы видите только квадраты, см. Японский язык, чтобы узнать, как это увидеть. от корпорации NSU Wankel. Рабочий объем составляет 2 ротора по 500 см3 каждый. |
Конструкция Ванкеля отличается небольшими размерами, малым весом, высокой мощностью для такого размера и плавностью работы (обычно они вращаются до 9 000 об / мин).Так почему же все, кроме Mazda и некоторых неавтомобильных производителей, прекратили производство роторных двигателей в стиле Ванкеля? Похоже, что это произошло из-за сочетания факторов (это мое мнение, не обязательно достоверные факты):
- Воспринимаемая ценность: сначала казалось, что публика потребует эти двигатели , поэтому каждый автопроизводитель решил, что им лучше заняться и предложить один. Президент Mazda прокомментировал примерно следующее: после того, как Mazda и NSU установили эти высокомощные двигатели в сотни тысяч малолитражных автомобилей, экономно настроенная публика, ожидавшая, что малолитражка = эконобокс, в конце концов поняла, что купленный ими малолитражный автомобиль имеет двигатель большой мощности. , а не двигатель экономии, которого они ожидали.Точно так же, как вставить V8 в маленькую машину, этого было достаточно, чтобы дать продукту плохую репутацию. Затем, когда разразился нефтяной кризис 73-74, производители поняли, что публика больше не требует «роторных» двигателей. Несправедливый? Да, но иногда рынок опускается до дна. Если люди снова не начнут требовать роторные машины, что кажется невероятным с учетом прошлой истории, мы никогда больше не увидим роторные машины для массового рынка.
Президент Mazda прокомментировал примерно следующее: после того, как Mazda и NSU установили эти высокомощные двигатели в сотни тысяч малолитражных автомобилей, экономно настроенная публика, ожидавшая, что малолитражка = эконобокс, в конце концов поняла, что купленный ими малолитражный автомобиль имеет двигатель большой мощности. , а не двигатель экономии, которого они ожидали.Точно так же, как вставить V8 в маленькую машину, этого было достаточно, чтобы дать продукту плохую репутацию. Затем, когда разразился нефтяной кризис 73-74, производители поняли, что публика больше не требует «роторных» двигателей. Несправедливый? Да, но иногда рынок опускается до дна. Если люди снова не начнут требовать роторные машины, что кажется невероятным с учетом прошлой истории, мы никогда больше не увидим роторные машины для массового рынка.- Во время экономического спада, вызванного нефтяным кризисом, производители затянули пояса.Один из способов сэкономить — прекратить разработку новых двигателей и связанных с ними новых моделей автомобилей. В такие времена финансового кризиса большинство компаний сокращают свои исследования и разработки.
В такие времена финансового кризиса большинство компаний сокращают свои исследования и разработки.- Поршневой двигатель работал нормально (хотя и не так плавно, как роторный). Ванкель действительно предлагает только два преимущества: малый вес и гладкость. Почти для всех приложений счетчики зерна могут выбрать вместо этого поршневой двигатель.
- Все автопроизводители опасались проблемы контроля за выбросами поршневых двигателей.Или я должен сказать, что они боялись слишком быстро уступить правительственным постановлениям и требованиям. Публично они заявили, что опасаются, что разработка немного отличающихся элементов управления для роторных двигателей будет чем-то большим, чем они смогут справиться. На самом деле это не оказалось проблемой, поскольку патентный пул Ванкеля поделился технологией, которая решила проблему в 1972 году. Похоже, американские автопроизводители не решались признать государственным регулирующим органам, что любой процесс может быть выполнен в соответствие требованиям по защите от загрязнения для поршневых двигателей. Тем не менее Mazda выполнила эти требования на три года раньше срока и опубликовала этот факт для всего мира. Даже в этом случае это не помешало другим производителям настаивать на наличии неразрешимых проблем (хотя все лицензиаты Ванкеля имели доступ к решениям).
С тех пор энтузиасты Datsun 1200 во всех странах установили вездесущий роторный двигатель Mazda в легкий кузов 1200. Результат: Одна быстрая машинка.
1973 Нью-Йоркский автосалон
Oakland Tribune, 16 ноября 1972 г., стр. 29
The Lowell Sun, 27 мая 1973 г., стр. D8
Альбом нажмите для просмотраВ ПАРУ токийских автосалонов были представлены два новых роторных двигателя — один для автомобиля, а другой — для мотоцикла.Оба должны скоро появиться на рынке.Nissan Motor Co., производящая Datsun, станет следующим автопроизводителем, который запустит производство роторных двигателей. Хотя есть некоторые отличия, роторный двигатель Datsun по сути такой же, как и Mazda, с двумя роторами, четырехцилиндровым карбюратором, двойным зажиганием и водяным охлаждением.
Двигатель поставляется компанией Toyo Kogyo (Mazda) для Datsun.
Mazda помогла решить проблему низкого крутящего момента, воспользовавшись широким диапазоном оборотов автомобиля. Автомат настроен на переключение на 6000 об / мин. когда педаль газа стоит на полу.
НО DATSUN ИМЕЕТ преимущество перед Mazda. Компания уже имеет хорошо организованную систему сбыта в США с хорошо налаженными дилерскими центрами. Mazda же пришлось начинать с нуля. подробнее
Разница между двумя двигателями заключается в том, что Datsun имеет порт для периферийных устройств, а Mazda — порт с боковым впуском. Каждый из корпусов ротора Datsun имеет объем 500 куб. См, что немного меньше, чем у Mazda, но Nissan планирует превзойти рейтинг Mazda в 130 лошадиных сил (до того, как дым продолжится). Но уже через год Rotary на выставке не было:
Альбом нажмите для просмотра
6 декабря 1973 г.31 мая 1974 г .: Nissan Junking Rotary EnginesГде роторный двигатель Nissan был представлен на прошлогодней выставке в качестве потенциального серийного автомобиля? Ходят слухи, что Nissan выставит на продажу полностью новое купе с роторным двигателем к первому году года и не хотел разрушать их влияние, раскрывая его на выставке.
Альбом Нажмите, чтобы просмотреть
Datsun, как сообщается, решила отказаться от своего плана начать производство роторных двигателей, запланированное на осень … Nissan планировал построить 3000 роторных автомобилей месяц, но сейчас откладывает свои планы из-за проблем с экономией топлива ».
6 июня 1974 г.
Альбом Нажмите, чтобы просмотретьОчевидный уход Nissan от производства роторных двигателей оставляет Toyo Kogyo, японскую фирму, которая производит Mazda с роторными двигателями, и General Motors в качестве единственных крупных автомобильных компаний, оставшихся в области роторных двигателей.
18 сентября 1974 г.
Альбом Нажмите для просмотра
Предполагалось, что Nissan, который продает японский Datsun, представит роторный автомобиль весной следующего года. Он поставил свой автомобиль с двигателем Ванкеля правительству Японии для сертификации в марте прошлого года, но теперь исключил его из программы сертификации.
Изобретатель роторного двигателя Феликс Ванкель родился
Немецкий инженер Феликс Ванкель, изобретатель роторного двигателя, который будет использоваться в гоночных автомобилях, родился 13 августа 1902 года в Ларе, Германия.
Ванкель, как сообщается, придумал основную идею нового типа бензинового двигателя внутреннего сгорания, когда ему было всего 17 лет. В 1924 году Ванкель создал небольшую лабораторию, где он начал исследования и разработку двигателя своей мечты, который мог бы обеспечивать впуск, сжатие, сгорание и выпуск выхлопных газов во время вращения. Свои знания в области поворотных клапанов он принес в свою работу с Немецким институтом авиационных исследований во время Второй мировой войны и в ведущую немецкую мотоциклетную компанию NSU Motorenwerk AG, начиная с 1951 года.Ванкель завершил свою первую конструкцию роторно-поршневого двигателя в 1954 году, а первая установка была испытана в 1957 году.
В других двигателях внутреннего сгорания движущиеся поршни выполняли работу по запуску процесса сгорания; в роторном двигателе Ванкеля этой цели служил вращающийся ротор в форме изогнутого равностороннего треугольника.
Меньшее количество движущихся частей позволило создать двигатель с плавной работой, который был легким, компактным, недорогим и требовал меньшего количества ремонтов. После того, как NSU официально объявило о завершении роторного двигателя Ванкеля в конце 1959 года, около 100 компаний по всему миру поспешили предложить партнерские отношения, которые позволили бы использовать двигатель в их продукции.Mazda, японский автопроизводитель, подписала официальный контракт с NSU в июле 1961 года после получения разрешения от правительства Японии.
В попытке поэкспериментировать с роторным двигателем и усовершенствовать его для использования в своих транспортных средствах, Mazda создала в 1963 году исследовательский отдел RE (Rotary Engine). Cosmo Sport, выпущенный Mazda в мае 1967 года, был первым на планете двойным двигателем. роторный роторный двигатель автомобиля. Благодаря футуристическому стилю и превосходным характеристикам Cosmo поразил автолюбителей во всем мире. Mazda начала устанавливать роторные двигатели на свои седаны и купе в 1968 году, и эти автомобили попали в категорию U.
S. в 1971 году. После глобального нефтяного кризиса 1973-74 годов Mazda постоянно работала над улучшением своих роторных двигателей для повышения топливной экономичности, и к концу того десятилетия ее спортивные автомобили стали популярными как в Европе, так и в странах Европы. Соединенные Штаты Помимо Mazda, ряд других компаний лицензировали двигатель Ванкеля в течение 1960-х и 1970-х годов, включая Daimler-Benz, Alfa Romeo, Rolls Royce, Porsche, General Motors, Suzuki и Toyota.
Тем временем Ванкель продолжил свою собственную работу с роторно-поршневым двигателем, основав в середине 1970-х годов свое собственное исследовательское учреждение в Линдау, Германия.В 1986 году он продал институт за 100 миллионов немецких марок (около 41 миллиона долларов) компании Daimler Benz, производителю Mercedes. Ванкель подал новый патент только в 1987 году; в следующем году он умер после продолжительной болезни.
Четвертый двигатель • Википедия
Рядный поршневой двигатель с четырьмя цилиндрами
Схема четырехцилиндрового двигателя DOHC Рядный четырехцилиндровый двигатель (также называемый рядным четырехцилиндровым двигателем ) представляет собой четырехцилиндровый поршневой двигатель, в котором цилиндры расположены на одной линии вдоль общего коленчатого вала.
В подавляющем большинстве автомобильных четырехцилиндровых двигателей используется четырехцилиндровая схема [1] : p13–16 (за исключением четырехцилиндровых двигателей, производимых Subaru и Porsche) [2] и компоновка также очень распространена в мотоциклах и другой технике. Поэтому термин «четырехцилиндровый двигатель» обычно является синонимом четырехцилиндровых двигателей.
В период с 2005 по 2008 год доля проданных в США новых автомобилей с четырехцилиндровыми двигателями выросла с 30% до 47%. [3] [4]
Дизайн [ редактировать ]
Четырехтактный рядный четырехтактный двигатель всегда имеет цилиндр на рабочем такте, в отличие от двигателей с меньшим количеством цилиндров, у которых в определенные моменты рабочего хода не происходит. По сравнению с двигателем V4 или четырехцилиндровым двигателем, рядный четырехцилиндровый двигатель имеет только одну головку блока цилиндров, что снижает сложность и стоимость производства.
Когда рядный четырехцилиндровый двигатель установлен под наклоном (вместо вертикальной ориентации цилиндров), его иногда называют наклонным четырехцилиндровым двигателем.
Смещение [ редактировать ]
Бензиновые рядные четырехцилиндровые двигатели, используемые в современных серийных автомобилях, обычно имеют рабочий объем 1,3–2,5 л (79–153 куб. Дюймов), однако в прошлом использовались более крупные двигатели, например, Bentley 1927–1931 4½ литра.
Дизельные двигатели были произведены в более крупных объемах, таких как двигатель Mitsubishi с турбонаддувом 3,2 л (использовался внедорожник Pajero / Shogun / Montero) и двигатель Toyota объемом 3,0 л.Европейские и азиатские грузовики с полной массой от 7,5 до 18 тонн обычно используют рядные четырехцилиндровые дизельные двигатели с рабочим объемом около 5 литров. [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] Большие смещения встречаются в локомотивных, судовых и стационарных двигателях.
Объем двигателя также может быть очень маленьким, как в кей-карах, продаваемых в Японии. Некоторые из этих двигателей имели четыре цилиндра одновременно, когда правила предписывали максимальный рабочий объем 550 куб. максимальный размер в настоящее время составляет 660 куб.
Первичный и вторичный баланс [ редактировать ]
Прямоугольные двигатели с предпочтительной конфигурацией коленчатого вала имеют идеальный первичный баланс. [1] : p12 Это потому, что поршни движутся попарно, и одна пара поршней всегда движется вверх, а другая пара движется вниз.
Однако у рядных четырехцилиндровых двигателей есть вторичный дисбаланс. Это вызвано тем, что ускорение / замедление поршней во время верхней половины вращения коленчатого вала больше, чем у поршней в нижней половине вращения коленчатого вала (поскольку шатуны не бесконечно длинные).В результате два поршня всегда ускоряются быстрее в одном направлении, в то время как два других ускоряются медленнее в другом направлении, что приводит к вторичному динамическому дисбалансу, который вызывает вертикальную вибрацию при удвоенной частоте вращения коленчатого вала.
Этот дисбаланс характерен для всех поршневых двигателей, но особенно сильно он проявляется у рядных четырехцилиндровых двигателей, поскольку два поршня всегда движутся вместе.
Сила этого дисбаланса определяется массой, совершающей возвратно-поступательное движение, отношением длины шатуна к ходу и максимальной скоростью поршня.Таким образом, двигатели малого рабочего объема с легкими поршнями малоэффективны, а в гоночных двигателях используются длинные шатуны. Однако эффект растет экспоненциально с увеличением числа оборотов двигателя (об / мин).
Пульсации в подаче энергии [ редактировать ]
Анимация движка Inline-Four Четырехтактные двигатели с пятью или более цилиндрами могут иметь по крайней мере один цилиндр, выполняющий свой рабочий ход в любой заданный момент времени.Однако у четырехцилиндровых двигателей есть пробелы в подаче мощности, поскольку каждый цилиндр завершает свой рабочий ход до того, как следующий поршень начнет новый рабочий ход.
Эта пульсирующая подача мощности вызывает больше вибраций, чем двигатели с более чем четырьмя цилиндрами.
Использование балансирных валов [ редактировать ]
Система уравновешивающих валов иногда используется для уменьшения вибраций, создаваемых рядным четырехцилиндровым двигателем, чаще всего в двигателях с большим рабочим объемом.Система уравновешивающего вала была изобретена в 1911 году и состоит из двух валов, несущих одинаковые эксцентриковые веса, которые вращаются в противоположных направлениях с удвоенной скоростью коленчатого вала. [1] : p42–44 Эта система была запатентована Mitsubishi Motors в 1970-х годах и с тех пор используется по лицензии несколькими другими компаниями. [12] [13]
Однако не во всех четырехцилиндровых двигателях большого объема использовались балансирные валы. Примеры относительно больших двигателей без балансирных валов включают 2.
4-литровый двигатель Citroën DS, 2,6-литровый двигатель Austin-Healey 100, 3,3-литровый двигатель Ford Model A (1927 г.) и 2,5-литровый двигатель GM Iron Duke. Советские / российские двигатели ГАЗ Волга и УАЗ с рабочим объемом до 2,9 литра производились без балансировочных валов с 1950-х по 1990-е годы, однако это были относительно малооборотные двигатели, что уменьшало потребность в системе балансирных валов. [1] : p40–44
Использование в серийных автомобилях [ редактировать ]
Большинство современных четырехцилиндровых двигателей, используемых в автомобилях, имеют рабочий объем 1.5–2,5 л (92–153 куб. Дюйма). Самый маленький автомобильный рядный четырехцилиндровый двигатель использовался в грузовике Honda T360 kei 1963-1967 годов и имеет рабочий объем 356 куб.см (21,7 куб. Дюймов), в то время как самый большой серийный четырехцилиндровый двигатель — дизельный Mitsubishi 4M41 1999-2019 годов.
двигатель, который использовался в Mitsubishi Pajero и имеет рабочий объем 3,2 л (195 куб. дюймов). [14] [15]
Важные рядные автомобильные двигатели включают:
Использование в гоночных автомобилях [ редактировать ]
Многие ранние гоночные автомобили использовали рядные четыре двигателя, однако двигатель Peugeot, выигравший в 1913 году Индианаполис 500, был очень влиятельным двигателем.Разработанный Эрнестом Генри, этот двигатель имел двойные верхние распредвалы (DOHC) с четырьмя клапанами на цилиндр, компоновка, которая до сегодняшнего дня стала стандартом для гоночных четырехрядных двигателей. [18] : p14–17
Среди двигателей, вдохновленных дизайном Peugeot, был двигатель Miller, который был успешным гоночным двигателем в 1920-х и начале 1930-х годов. Двигатель Miller эволюционировал в двигатель Offenhauser, который имел очень успешный период с 1933 по 1981 год, включая пять побед подряд на Indianapolis 500 с 1971 по 1976 год.
[18] : p182–185
Многие автомобили, выпущенные для предвоенных гонок категории Voiturette Grand Prix, использовали рядные четырехцилиндровые двигатели. Двигатели с наддувом объемом 1,5 л нашли свое применение в таких автомобилях, как Maserati 4CL и различные модели английских гоночных автомобилей (ERA). Они были возрождены после войны и легли в основу того, что позже стало Формулой-1, хотя в первые годы Формулы-1 доминировали рядные восьмицилиндровые Alfett с наддувом.
Еще один двигатель, сыгравший важную роль в истории гонок, — это четырехцилиндровый двигатель Ferrari, разработанный Аурелио Лампреди.Этот двигатель был первоначально разработан как 2-литровый двигатель Формулы 2 для Ferrari 500, но затем был расширен до 2,5 литров, чтобы участвовать в Формуле-1 на Ferrari 625. [18] : p78–81,86–89 Для спортивных автомобилей гоночный, объем был увеличен до 3,4 л для Ferrari 860 Monza.
Рядный четырехцилиндровый двигатель Coventry Climax также был очень успешным гоночным двигателем, который начал свою жизнь как 1,5-литровый двигатель Формулы 2.
Увеличенный до 2,0 литров для Формулы-1 в 1958 году, он превратился в большой 2495 куб.см FPF, который выигрывал чемпионат Формулы-1 на шасси Cooper в 1959 и 1960 годах. [18] : p130–133
В Формуле-1 в 80-е годы преобладали автомобили с турбонаддувом объемом 1500 куб. Двигатель BMW M12 / 13 отличался высоким давлением наддува и производительностью. Чугунный блок был основан на стандартном блоке дорожного автомобиля и приводил в движение автомобили Формулы-1 Brabham, Arrows и Benetton и выиграл чемпионат мира в 1983 году. Версия двигателя 1986 года, как сообщалось, вырабатывала около 1300 л.с. (969 кВт) в квалификации. подрезать. [19]
Использование в мотоциклах [ редактировать ]
Бельгийский производитель оружия FN Herstal, производивший мотоциклы с 1901 года, начал производство первых мотоциклов с рядными четверками в 1905 году. [20] Двигатель FN Four был установлен вертикально, а коленчатый вал продольно. Другие производители, которые использовали эту схему, включали Pierce, Henderson, Ace, Cleveland и Indian в Соединенных Штатах, Nimbus в Дании, Windhoff в Германии и Wilkinson в Великобритании. [21]
Первым поперечно-рамным 4-цилиндровым мотоциклом стал гоночный Gilera 500 Rondine 1939 года, он также имел распределительные валы с двойным верхним расположением цилиндров, нагнетатель с принудительным впуском и жидкостное охлаждение. [22] Современные рядные четырехцилиндровые мотоциклетные двигатели впервые стали популярными в модели Honda SOHC CB750, представленной в 1969 году, а затем в 1970-х. С тех пор рядная четверка стала одной из самых распространенных конфигураций двигателя в уличных байках. Вне категории круизеров, рядная четверка является наиболее распространенной конфигурацией из-за ее относительно высокого соотношения производительности и стоимости. [ цитата необходима ] Все основные японские производители мотоциклов предлагают мотоциклы с рядными четырехцилиндровыми двигателями, также как MV Agusta и BMW.
Ранние четырехцилиндровые мотоциклы BMW устанавливались горизонтально вдоль рамы, но все современные четырехцилиндровые мотоциклы BMW имеют поперечные двигатели. Современная компания Triumph предложила мотоциклы с рядными четырехцилиндровыми двигателями, однако их выпуск прекратили в пользу трехместных.
Yamaha R1 2009 года имеет рядный четырехцилиндровый двигатель, который не срабатывает даже с интервалом в 180 °. Вместо этого он использует перекрестный коленчатый вал, который предотвращает одновременное достижение поршнями верхней мертвой точки. Это приводит к лучшему вторичному балансу, что особенно полезно в диапазоне более высоких оборотов, а теория «большого взрыва» гласит, что нерегулярная передача крутящего момента на заднюю шину облегчает управление скольжением в поворотах на гоночных скоростях.
Рядные четырехцилиндровые двигатели также используются в MotoGP командами Suzuki (с 2015 года) и Yamaha (с 2002 года). В 2010 году, когда был представлен четырехтактный класс Moto2, двигатели для этого класса представляли собой рядный четырехцилиндровый двигатель объемом 600 куб. Когда дело доходит до вечно любимого американского маслкара с двигателем V8, нет лучшей марки, чем сам Ford.Вначале Mustang был технически пони-каром, но со временем он вырос в размерах, получил двигатель с большим блоком и стал больше походить на полноценный маслкар. Сегодня более современная версия Ford Mustang продолжает завоевывать лояльность и любовь любителей спорта и маслкаров по всей стране. Эти импортные автомобили меньше, имеют меньшую мощность и меньшие двигатели. Тем не менее, многие из них могут обеспечить больше удовольствия и производительности по сравнению с Mustang, работая десятилетиями без каких-либо серьезных проблем.Таким образом, независимо от того, сколько мощности или возможностей предлагает новый Mustang, он никогда не сможет конкурировать с вневременной привлекательностью и азартом, которые следующие 10 японских классических автомобилей привносят на стол. Было время, когда Nissan производил одни из самых крутых автомобилей Японии, и все это было благодаря их линейке автомобилей Datsun. Родстер 2000 года произошел из длинной линейки автомобилей, которые также были выпущены на рынок США где-то в 1960 году.Но это произошло только тогда, когда инженеры компании изменили двигатель 1600, чтобы создать нечто беспрецедентное в истории японских спортивных автомобилей — комбинированную пятиступенчатую трансмиссию и двигатель мощностью 135 л.с. Z-серия — одна из самых известных шильдиков не только Nissan, но и японского автопрома в целом. 240Z не просто проложил путь как первый автомобиль серии Z в истории. Он также мог соперничать с конкурирующими европейскими и американскими автомобилями по внешнему виду, характеристикам и цене. Mazda, возможно, произвела сотни автомобилей, но потрясающий RX-2, несомненно, является одним из их лучших спортивных автомобилей по всем правильным причинам. Но наибольший вклад в известность этого автомобиля внес тот факт, что это первый легковой автомобиль, в котором под капотом был установлен роторный двигатель.Этот удивительный дорожный автомобиль Mazda развивает мощность до 97 л.с. и крутящий момент 98 фунт-фут. СВЯЗАННЫЙ: эти спортивные автомобили совершенно новые . Toyota ушла далеко с момента своего основания в 1930-х годах.И среди многих автомобилей, которые они производили, Toyota Celica стала свидетелем многих взлетов и падений компании. В отличие от большинства типичных автомобилей марки, Toyota Celica 1971 года имела несомненное стилистическое сходство с американскими маслкарами, которые доминировали на автомобильной сцене в ту же эпоху. Celica имела мощность от 75 до 86 л.с. и была построена с прочным кузовом, что делало ее отличным автомобилем для крутых модификаций. В то время как молодому поколению может быть трудно оценить красоту этой машины, истинные энтузиасты определенно не прочь приобрести этот недооцененный японский автомобиль. 300ZX 1991 года был третьим поколением, последовавшим за культовой Z-серией от Nissan. Против Chevy Corvette C4 и Porsche 944 этот гол казался скорее детской фантазией — пока это не так. Удивительно, но 300ZX был многообещающим как с точки зрения реакции на рулевое управление, так и с точки зрения управляемости, в частности, вождения как мечта.Он также имел более злобную аэродинамическую форму, похожую на клин. После четырех лет концептуализации и отработки особенностей Toyota Supra, наконец, она дебютировала на Чикагском автосалоне 1993 года.Обладая низким крутящим моментом и двигателем с большим рабочим объемом, Toyota сосредоточилась на создании самой первой Supra, готовой к борьбе с европейскими и американскими конкурентами. По сравнению с предшественником Supra, модель 1993 года потеряла более 200 фунтов благодаря использованию легких материалов.Он также был оснащен амбициозным оборудованием, таким как система ABS от гоночных автомобилей F1. Под капотом находится 3,0-литровый двигатель с двойным турбонаддувом, мощностью 321 л.с. и 315 фунт-фут крутящего момента. СВЯЗАННЫЙ: Это самые болезненные конфигурации Toyota Supra, которые мы когда-либо видели Mazda — король, когда дело касается подержанных автомобилей. Это необычно выглядящее купе является преемником третьего поколения серии Mazda RX и появилось сразу после изменившего правила игры RX-3, возможно, одного из самых популярных роторных автомобилей Mazda.Это обновление, однако, оснащалось двигателем Ванкеля и было дополнено заднеприводной трансмиссией и механической пятиступенчатой коробкой передач в качестве стандартных функций. RX-7 — лишь один из многих японских автомобилей, которые быстрее американских маслкаров 80-х. Skyline не всегда принадлежал Nissan.Но к тому времени, когда они это сделали, они убедились, что мир навсегда запомнит этот спортивный автомобиль как совершенный исполнитель как на дороге, так и на треке. Nissan Skyline первого поколения продавался до 1972 года и имел достойные 160 л. СВЯЗАННЫЙ: Вот что особенного в Nissan R33 Skyline Если вы знаете свои JDM, то вы знаете, почему Toyota 2000GT просто должна была быть в этом списке. Nissan был первым, кто работал с Yamaha, когда они искали дизайн, заменяющий Fairlady 1500.Последние поняли, что у них слишком много дизайнов, но некому их продать. Именно тогда они обратились к Toyota и неожиданно для себя пришли к соглашению о выпуске 148-сильной Toyota 2000GT. Считается, что Honda S2000 получила свою известность после того, как была показана в таких известных фильмах, как видеоигры Fast and Furious и Gran Turismo . Поклонники были рады, что заднеприводная Honda с передним расположением двигателя получила заслуженное внимание. S2000 был впервые выпущен в 1999 году, а производство остановилось примерно в 2009 году.Считалось, что это последний компетентный, производительный автомобиль, созданный брендом до появления Civic Type-R и Acura NSX. СЛЕДУЮЩИЙ: 10 самых безумных автомобилей Босодзоку Следующий
10 самых крутых спальных машин 90-х, которые можно купить за копейки Иллах Орельяна — писатель, блоггер и цифровой кочевник из Филиппин.
a b c d Нанни, М. Дж. (2006). Хэмиш, Купер (январь – февраль 2018 г.). «Radical Rondine: 1939 Gilera 500 Rondine». Мотоцикл Классика . Проверено 13 апреля 2018. Смотрите также
[
редактировать
]
Мы будем ездить на этих классических японских автомобилях на новом «Мустанге» в любой день
Автомобиль был в производстве более полувека и до сих пор вызывает восхищение, что вызывает вопрос: зачем кому-то ездить на японской машине по Мустангу? 10 1964 Datsun 2000 Родстер
через принести трейлер
Например, Datsun 2000 Roadster 1964 года выпуска был одним из самых великолепных творений бренда, в котором элегантный европейский стиль сочетается с японской надежностью. 9 1970 Datsun Nissan Z
через Pinterest
Модельный ряд насчитывает шесть поколений с самого первого года выпуска в 1969 году, а седьмое поколение все еще находится в разработке. 1970 года выпуска
через Pinterest
Из квадратного агрессивного стиля, удобных опций и убедительной производительности нетрудно понять, почему многим он понравился.
.. но они все еще медленнее, чем классические маслкары 7 1971 Toyota Celica
через принести трейлер
6 1991 Nissan 300ZX
через Pinterest
После кратковременного кризиса идентичности, вызванного введенными правительством правилами аварийных ситуаций и федеральными законами о выбросах, Nissan пришлось внести коррективы, чтобы придерживаться цели создания лучшего спортивного автомобиля в мире. 5 1993 Тойота Супра
через Supercars.
net 4 Mazda RX-7
через Википедию
Даже когда Mazda разочаровывает, они делают одни из самых феноменальных автомобилей, такие как Mazda RX-7.
Что касается эстетики, то у RX-7 больше изгибов и изгибов по краям. У него также были выдвигающиеся фары, что всегда было очень круто в автомобиле. 3 Nissan Skyline GT-R
через Википедию
с.Но к 1989 году бренд сделал поворот, который сделал Skyline одним из самых желанных автомобилей сегодня. Эта версия носила название R32 Skyline GT-R и имела под капотом знаменитый рядный шестицилиндровый двигатель RB26DETT мощностью 280 л.с. 2 Toyota 2000GT
через Motor Authority
Это не только потрясающая машина в целом, но и дитя любви, рожденное в результате сотрудничества между Yamaha и Toyota. 1 1999 Honda S2000
через Motor1.
com UK