РПД Ванкеля

Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (РПД, двигатель Ванкеля), конструкция которого разработана в 1957 году инженером компании NSU Вальтером Фройде, ему же принадлежала идея этой конструкции. Двигатель разрабатывался в соавторстве с Феликсом Ванкелем, работавшим над другой конструкцией роторно-поршневого двигателя. Двигатели Ванкеля, известные как роторно-поршневые двигатели РПД, когда-то считались моторами будущего. Поговорим про достоинства двигателя Ванкеля и разберем принцип работы РПД.

ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ РПД

Достоинства: ➤ меньшие габариты и масса; ➤ меньшее количество деталей (даже в сравнении с двухтактным поршневым ДВС); ➤ вдвое большая мощность при тех же габаритах, что и традиционные ДВС; ➤ плавность работы в результате отсутствия возвратно-поступательно движущихся частей; ➤ возможность потребления низкооктанового бензина.
Недостатки: ➤ неэффективный процесс сгорания, а значит — повышение расхода топлива и токсичности отработанных газов; ➤ смазка "на прогар", что влечет за собой высокий расход масла; ➤ невозможность производства на площадях, предназначенных для выпуска традиционных ДВС; ➤ переход на выпуск РПД требует замены подавляющего большинства оборудования. Роторно-поршневой двигатель покоряет своей простотой: корпус, вал, сам ротор - и все. Правда, существуют проблемы с уплотнениями роторов. На их решение ушли десятилетия, и в конце концов срок службы уплотнений удалось довести до ресурса поршневых колец в ДВС.
Двигатель Ванкеля
К недостаткам следует отнести непривычность двигателя Ванкеля как для ремонтников, так и для владельцев. Этот мотор требует изменения многих привычек. Так, тормозить РПД бесполезно, штурмовать подъемы "внатяг" - тем более. Компактный ротор имеет малую инерцию, в отличие от массивных деталей традиционного ДВС. Частые запуски-выключения "забрасывают" свечи. Непривычен и звук мотора, хотя многие это считают преимуществом. Куда серьезнее органические недостатки, присущие РПД. Во-первых, это низкая эластичность характеристики и повышенный расход топлива. Последнее объясняется высокими потерями тепла через стенки камеры, далекой от оптимальной. Во-вторых, особенно велик расход масла. Ресурс такого мотора также ниже, чем у традиционного, из-за быстрого износа уплотнений ротора. Немаловажную роль играет и жесткость внешней характеристики РПД, требующей более частых манипуляций рычагом КПП - на практике это выражается в более "коротком" передаточном ряде, а значит, увеличенным числом передач. Идеальной была бы установка вариатора, но на спортивных машинах "автоматы" не прижились, а на семейное авто увидеть РПД странно — хотя бы по причине недостаточной экономичности.
Недостатки роторно-поршневых двигателей те же, что и у двухтактных поршневых моторов. Самое забавное, что и "лечатся" многие из этих болезней аналогично. Повышенный "аппетит" — непосредственным впрыском топлива, недостаточная эластичность — изменяемыми фазами и конфигурацией трубопроводов. Что было сделано на двигателе для купе "Mazda RX-8".

Принцип работы роторно-поршневого двигателя

Детали РПД
Функцию поршня в РПД выполняет трехгранный ротор, преобразующий силу давления газов во вращательное движение эксцентрикового вала. Движение ротора относительно статора обеспечивается парой шестерен, одна из которых закреплена на роторе, а вторая — на боковой крышке статора. Конфигурация рабочих поверхностей ротора и статора - эпитрохоидальная. Рабочая поверхность статора имеет износостойкое покрытие. В вершинах ротора установлены специальные уплотнения, на рабочих поверхностях — выемки, выполняющие роль камер сгорания. Вал вращается в подшипниках, размещенных на корпусе, и имеет цилиндрический эксцентрик, на котором вращается ротор. Шестерня неподвижно закреплена на корпусе двигателя. С ней в зацеплении находится шестерня ротора. Взаимодействие этих шестерен обеспечивает орбитальное движение ротора относительно корпуса, в результате которого образуются три разобщенных камеры переменного объема. Передаточное отношение шестерен 2:3, поэтому за один оборот эксцентрикового вала ротор поворачивается на 120 градусов. За полный оборот ротора в каждой из камер совершается полный четырехтактный цикл. Крутящий момент получается в результате действия газовых сил через ротор на эксцентрик вала. Между статором и ротором образуются три камеры, аналогичные надпоршневому пространству ДВС. Процесс впуска начинается, когда вершина ротора пересекает кромку впускного окна, после чего объем камеры возрастает и туда поступает горючая смесь. Когда следующая вершина ротора перекрывает впускное окно, смесь начинает сжиматься, и в момент наибольшего сжатия подается искра - начинается рабочий ход. Затем открывается выпускное окно и отработавшие газы покидают пространство камеры. Таким образом за один оборот ротора в двигателе происходят три цикла, что делает ненужным использование уравновешивающих устройств, особенно в двухсекционных конструкциях, получивших подавляющее распространение.
РПД - принцип работы
РПД - принцип работы
В рабочем процессе имеется два слабых звена: высокая нагрузка на уплотнения и избыточная величина динамического перекрытия фаз. Кроме того, конфигурация камеры сгорания далека от оптимальной. В то же время есть и большой плюс. Дело в том, что при повышении оборотов скорость распространения фронта пламени растет быстрее скорости перетекания смеси. В результате требования РПД к октановому числу топлива намного ниже, чем у поршневых моторов.

РПД ВАЗ

РПД ВАЗ

РПД ВАЗ 311

• Модель ВАЗ-311 • Тип роторно-поршневой, четырехтактный, безиновый, карбюраторный • Число секций 1 • Ширина статора, мм 80 Параметры эпитрохоидальной поверхности статора: • производящий радиус, мм 102 • эксцентриситет, мм 15 • Приведенный рабочий объем, л 0,654 • Степень сжатия 9,4 • Номинальная мощность по ГОСТу при частоте вращения эксцентрикового вала 6000 об/мин, л.с. (не менее) 70 • Максимальный крутящий момент при частоте вращения эксцентрикового вала 3500-4000 об/мин, кгс м (не менее) 9,7 • Минимальная частота вращения эксцентрикового вала на режиме холостого хода, об/мин 900-950 • Содержание окиси углерода (СО) в отработавших газах на режиме холостого хода, % (не более) 2 Автомобиль ВАЗ-21018 с роторно-поршневым двигателем ВАЗ 311 Максимальная скорость, км/ч • с наибольшей нагрузкой 143 • с водителем и пассажиром 145 Время разгона с места с переключением передач до скорости 100 км/ч, с • с наибольшей нагрузкой 20 • с водителем и пассажиром 18 Расход топлива на 100 км пути в летнее время для обкатанного автомобиля при движении на высшей передаче с полной нагрузкой (не более), л • при скорости 80 км/ч 8,2 в зимнее время контрольный расход топлива не должен превышать указанных величин более, чем на 10% • Расход масла от расхода топлива, % 1

РПД ВАЗ-415

• Модель ВАЗ-415 • Тип роторно-поршневой, четырехтактный, безиновый, карбюраторный • Число секций х рабочий объем камеры, л 2х0,654 • Ширина статора, мм Параметры эпитрохоидальной поверхности статора: • производящий радиус, мм • эксцентриситет, мм • Приведенный рабочий объем, л 2х0,654 • Степень сжатия 9,4 • Номинальная мощность по ГОСТ 14846 -81 (нетто) при частоте вращения эксцентрикового вала 6000 об/мин, кВт (л.с.) 99,2(135) • Максимальный крутящий момент по ГОСТ 14846-81 (нетто) при частоте вращения эксцентрикового вала 4000 об/мин, Нм (кгс м) 176(18) • Минимальная частота вращения эксцентрикового вала на режиме холостого хода, об/мин 900 • Объемная доля окиси углерода (СО) на режиме холостого хода, не более, % 1,5
Автомобиль ВАЗ-2108/2109/21099/2115-91
Автомобиль ВАЗ-2108/2109/21099/2115-91 • Максимальная скорость, км/ч 190 Время разгона с места с переключением передач до скорости 100 км/ч, с • с полной массой 9,5 • с одним пассажиром 8,5 Расход топлива на 100 км пути, не более, л • при скорости 90 км/ч 7,8 • при скорости 120 км/ч 10,5 • при городском цикле движения 14,5 • Расход масла от расхода топлива, % 0,6 АВИАЦИОННЫЙ РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВАЗ-426 ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ ЛЕГКИХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ КОМПАКТНОСТЬ, НИЗКИЙ УРОВЕНЬ ВИБРАЦИИ, ПРОСТОТА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, УВЕЛИЧЕНИЕ МОЩНОСТИ С МИНИМАЛЬНЫМИ ИЗМЕНЕНИЯМИ Технические характеристики: • Тип двигателя роторно-поршневой, четырехтактный, с искровым зажиганием и жидкостным охлаждением • Число секций 3 • Рабочий объем камеры, дм3 0,654 • Степень сжатия 9,4 Мощность, кВт (л.с.)/мин-1 (обороты выходного вала редуктора) • /взлетная 154,4(210)/279,6 • Удельный расход топлива г/кВт ч (г/л.с. ч) на крейсерском режиме 292(205) • Направление вращения вала винта (со стороны отбора мощности) правое Редуктор • Передаточное число одноступенчатый с косозубыми шестернями 0,466 • Система охлаждения жидкостная, закрытая (Тосол-А40М, Тосол-А65М) • Система смазки комбинированная, с “мокрым” картером • Расход масла на крейсерском режиме, кг/ч 0,3 • Марки масел минеральные масла с уровнем качества по API не хуже SF • Система топливоподачи фазированный впрыск с электронным управлением и дублированием механической системой Марки топлив • основное автомобильный бензин с ОЧ не ниже 90 • резервное авиационный бензин Б-91/115 • Система зажигания электронное магнето • Система запуска электрическая, стартером (номинальное напряжение питания 24 В) • Сухая масса двигателя, кг (с редуктором) 145 Габаритные размеры, мм: • высота 600 • ширина 600 • длина 1050 Условия работы: • температура окружающего воздуха -50…+50 С • высота над уровнем моря, м 3000

Характеристики РПД ВАЗ 4132/415

ПараметрыВАЗ-4132ВАЗ-415
Число секций22
Рабочий объем камеры двигателя, дм31,3081,308
Степень сжатия9,49,4
Номинальная мощность,кВт(л.с.)/мин-1103(140)/6000103(140)/6000
Максимальный крутящий момент, Н*м(кгс*м)/мин-1186(19)/4500186(19)/4500
Минимальная частота вращения эксцентрикового вала на холостом ходу, мин-11000900
Масса двигателя, кг136113
Габаритные размеры, мм__
высота560v570
ширина 546535
длина495665
Минимальный удельный расход топлива (по ВСХ), г/кВт*ч (г/л.с.*ч)312.2(230)312.2(230)
Расход масла в % от расхода топлива0,70,6
Ресурс двигателя до первого капитального ремонта, тыс. км125125
НазначениеВАЗ-21059/21079ВАЗ-2108/2109/21099/2115/2110
Это тоже РПД - Ручной пулемёт Дегтярёва
Это тоже РПД - Ручной пулемёт Дегтярёва)

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ НА САЙТЕ


Серия газовых двигателей ЯМЗ-530 CNG

Рядные четырёх- и шестицилиндровые дизельные моторы семейства ЯМЗ-530 уже давно известны знатокам отечественной грузовой и коммерческой техники. В разных модификациях этот мотор стоит на автобусах ПАЗ, КАвЗ и ЛиАЗ, среднетоннажных грузовых автомобиля...

Двигатель ЯМЗ-536

ЯМЗ-536 — базовая 6-цилиндровая модель рядного семейства ЯМЗ-530. Модификации ЯМЗ-536-10 (-30, -40), ЯМЗ-5361, ЯМЗ-5362, ЯМЗ-5363, ЯМЗ-5364 конструктивно выполнены аналогично базовой модели, отличаются регулировками топливной апп...

Двигателем Cummins ISB6.7e4 300

Cummins 6ISBe 6-цилиндровый дизельный двигатель, который полностью оснащен электронным управлением, упрощающим компактность и конструкцию двигателя.За работу электронного топливного насоса высокого давления отвечают топливная система Bosh и модуль...

Двигатель ЯМЗ-534 дизель

ЯМЗ-534 рядных 4 цилиндровый дизельных двигателей производства ОАО «Автодизель» (Ярославский моторный завод), входящего в состав «Группы ГАЗ». Совместная разработка с австрийской инженерной компанией AVL List. Двигатели соответствуют требованиям Евро...

Двигатель ЗИЛ 130

Наверное, почти каждый автомобилист, хоть раз в жизни слышал о 130-м ЗИЛе. Конечно, это легендарный автомобиль, который оставил большой отпечаток в истории автомобилестроения СССР. Но, не менее легендарным является сам мотор от этого аппарата. Рассмо...

ВАЗ 2110 турбо

Практически все автолюбители сегодня стараются как-нибудь выделить свой автомобиль из потока, сделать машину особенной. Улучшением ходовых качеств занимаются чуть ли не сразу после приобретения. Нередко на дорогах можно встретить турбо ВАЗ 2110. С ус...

Как снять передний бампер на Приоре

Обычно передний бампер на автомобилях Лада Приора приходится снимать в исключительных случаях, один из которых это замена, ремонт или тюнинг, а второй — снятие блок-фары. Конечно, во втором случае можно обойтись лишь отведением одной части бампера в...

ВАЗ 2114 8 клапанный инжектор

На автомобилях серии «Самара 2» Волжский автозавод устанавливал инжекторные двигатели с электронным, распределенным впрыском топлива. И для ВАЗ 2114, который появился в 2001 году, а в серию был запущен в 2003-м была разработана такая силовая установк...