Двигуни Ванкеля відомі як роторно-поршневі двигуни РПД, колись вважалися моторами майбутнього, але минуло кілька десятків років, а ці мотори ці були екзотикою, так і залишилися. У даній статті ми поговоримо про достоїнства і недоліки двиг

Двигатели Ванкеля, известные как роторно-поршневые двигатели РПД, когда-то считались моторами будущего, но прошло несколько десятков лет, а эти моторы эти как были экзотикой, так и остались. В данной статье мы поговорим про достоинства и недостатки двигат
Двигуни Ванкеля відомі як роторно-поршневі двигуни РПД, колись вважалися моторами майбутнього, але минуло кілька десятків років, а ці мотори ці були екзотикою, так і залишилися. У даній статті ми поговоримо про достоїнства і недоліки двигуна Ванкеля, а також розберемо принцип роботи РПД.
Достоїнства і недоліки РПД
Переваги:

• Менші габарити і маса;
• Менша кількість деталей (навіть у порівнянні з двотактним поршневим ДВЗ);
• Удвічі більша потужність при тих же габаритах, що і традиційні ДВС;
• Плавність роботи в результаті відсутності зворотно-поступально рухомих частин;
• Можливість споживання низькооктанового бензину.
Недоліки:
• Неефективний процес згорання, а значить — підвищення витрати палива і токсичності відпрацьованих газів;
• Мастило "на прогар", що тягне за собою високий витрата масла;
• Неможливість виробництва на площах, призначених для випуску традиційних ДВС;
• Перехід на випуск РПД вимагає заміни переважної більшості обладнання.
Роторно-поршневий двигун підкорює своєю простотою: корпус, вал, сам ротор - і все, ніяких тобі шатунів-клапанів і інших дрібних (а значить, примхливих) деталей. Правда, існують проблеми з ущільненнями роторів. На їх рішення пішли десятиліття, і врешті-решт термін служби ущільнень вдалося довести до ресурсу поршневих кілець в ДВС.
До недоліків слід віднести незвичність двигуна Ванкеля як для ремонтників (мало фахівців з цього двигуна), так і для самих власників. Адже цей мотор вимагає зміни багатьох звичок. Так, гальмувати РПД марно, штурмувати підйоми "внатяг" - тим більше. Компактний ротор має малу інерцію, на відміну від масивних деталей традиційного ДВС. Часті запуски-вимикання "закидають" свічки. Незвичний і звук мотора, хоча багато вважають це перевагою.
Куди серйозніше органічні недоліки, властиві РПД. По-перше, це низька еластичність характеристики і підвищену витрату палива. Останнє пояснюється високими втратами тепла через стінки камери, далекою від оптимальної. По-друге, особливо великий витрата масла. Ресурс такого мотора також нижче, ніж у традиційного, із-за швидкого зносу ущільнень ротора.
Важливу роль відіграє і жорсткість зовнішньої характеристики РПД, що вимагає більш частих маніпуляцій важелем КПП - на практиці це виражається в більш короткому" передавальному ряді, а значить, збільшеним числом передач. Ідеальною була б установка варіатора, але на спортивних машинах "автомати" не прижилися, а на сімейній легковику побачити РПД було б дивно — хоча б по причині недостатньої економічності.
Недоліки роторно-поршневих двигунів практично ті ж, що і у двотактних поршневих моторів. Найцікавіше, що і "лікуються" багато з цих хвороб аналогічно. Підвищений "апетит" — безпосереднім уприскуванням палива, недостатня еластичність — змінними фазами і конфігурацією трубопроводів. Що і було зроблено на двигуні компанії "Mazda", призначеного для купе RX-8".
Принцип роботи двигуна Ванкеля
Функцію поршня в РПД виконує тригранний ротор, що перетворює силу тиску газів в обертальний рух ексцентрикового вала. Рух ротора відносно статора забезпечується парою шестерень, одна з яких закріплена на роторі, а друга — на бічній кришці статора.
Конфігурація робочих поверхонь ротора і статора - эпитрохоидальная. Робоча поверхню статора має зносостійке покриття. У вершинах ротора встановлено спеціальні ущільнення, на робочих поверхнях — виїмки, виконують роль камер згоряння. Вал обертається в підшипниках, розміщених на корпусі, і має циліндричний ексцентрик, на якому обертається ротор.
Шестерня нерухомо закріплена на корпусі двигуна. З нею в зачепленні знаходиться шестерня ротора. Взаємодія цих шестерень забезпечує орбітальне рух ротора відносно корпусу, в результаті якого утворюються три роз'єднаних камери змінного об'єму. Передаточне відношення шестерень 2:3, тому за один оборот ексцентрикового вала ротор повертається на 120 градусів. За повний оберт ротора в кожній з камер здійснюється повний чотиритактний цикл. Крутний момент виходить в результаті дії газових сил через ротор на ексцентрик валу.
Між статором і ротором утворюються три камери, аналогічні надпоршневому просторі традиційного ДВС. Процес впуску починається, коли вершина ротора перетинає крайку впускного вікна, після чого об'єм камери зростає і туди поступає горюча суміш. Коли наступна вершина ротора перекриває впускне вікно, суміш починає стискуватися, і в момент найбільшого стиснення подається іскра - починається робочий хід. Потім відкривається випускне вікно і відпрацьовані гази залишають простір камери. Таким чином, за один оберт ротора в двигуні відбуваються три циклу, що робить непотрібним використання врівноважуючих пристроїв, особливо в двосекційних конструкціях, які одержали переважне поширення.
В робочому процесі є два слабкі ланки: високе навантаження на ущільнення і надмірна величина динамічного перекриття фаз. Крім того, конфігурація камери згоряння далека від оптимальної. В той же час є і великий плюс. Справа в тому, що при підвищенні оборотів швидкість поширення фронту полум'я зростає швидше швидкості перетікання суміші. У результаті вимоги РПД до октанового числа палива набагато нижче, ніж у поршневих моторів.
03:44
11
RSS