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.



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
 



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

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 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
• 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

Параметры
ВАЗ-4132
ВАЗ-415
Число секций
2
2
Рабочий объем камеры двигателя, дм3
1,308
1,308
Степень сжатия
9,4
9,4
Номинальная мощность,кВт(л.с.)/мин-1
103(140)/6000
103(140)/6000
Максимальный крутящий момент, Н*м(кгс*м)/мин-1
186(19)/4500
186(19)/4500
Минимальная частота вращения эксцентрикового вала на холостом ходу, мин-1
1000
900
Масса двигателя, кг
136
113
Габаритные размеры, мм
_
_
высота
560
v570
ширина 
546
535
длина
495
665
Минимальный удельный расход топлива (по ВСХ), г/кВт*ч (г/л.с.*ч)
312.2(230)
312.2(230)
Расход масла в % от расхода топлива
0,7
0,6
Ресурс двигателя до первого капитального ремонта, тыс. км
125
125
Назначение
ВАЗ-21059/21079
ВАЗ-2108/2109/21099/2115/2110

Это тоже РПД - Ручной пулемёт Дегтярёва)






ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ НА САЙТЕ


Двигатель УМЗ 414
Двигателем УМЗ 414 комплектовались автомобили УАЗ-469 и УАЗ-452. Серийное производство началось в 1978 году, одновременно продолжался выпуск двигателя УМЗ-451М. С 1986 года производился УМЗ-4146. Особенности. Мотор УМЗ 414 представлял собой...


ГАЗ 560 ШТАЙЕР
Уже больше десяти лет мы видим на просторах нашей страны автомобили, на которых установлен двигатель ГАЗ-560 «Штайер». Причем это не только грузовые «Газоны» и «Газели», но и легковые «Волги». В чем особенности данного агрегата? Узнаем из нашей стать...


Двигатель ЯМЗ-238М2
Дизельный двигатель ЯМЗ 238М2 – базовая модель двигателя, разработанная и собранная ОАО «Автодизель» (Ярославский моторный завод). ЯМЗ 238М2 из семейства восьмицилиндровых V-образных четырехтактных дизельных двигателей сконструирован для применения в...


Установка зажигания ЯМЗ 238
Для регулировки угла опережения впрыскивания топлива на картере маховика предусмотрены два люка (см. рис. 1), а на маховике в двух местах нанесены значения углов. Для нижнего указателя 3 эти значения выполнены на маховике в цифровом выражении, а для...


Экскаватор Катерпиллер 320 технические характеристики
Caterpillar 320 представляет собой гусеничный экскаватор, обладающий усовершенствованной ходовой частью, прогрессивной системой управления и большим разнообразием навесного оборудования. Технические характеристики экскаватора катерпиллер 320 позволяю...


Каким током заряжать аккумулятор
Для опытных автомобилистов, которые любят обслуживать свою машину самостоятельно, процесс зарядки аккумулятора не вызывает никаких затруднений. Безусловно, этот вопрос является актуальным именно для новичков в автоделе: для того чтобы правильно обращ...


Замена троса сцепления Лада Гранта
На автомобиле Лада Гранта установлен тросовый привод сцепления от Лада Калина. Принцип работы схож с «классикой». Для поддержки узла в исправном состоянии необходимо систематически осматривать  механизм, проводить профилактику, смазывать. Работы выпо...


Замена масла в АКПП Лада Гранта
Перед конструкторами АвтоВАЗа стояла задача найти такую АКПП для Лада Гранта, которая была бы надежной, недорогой в эксплуатации и вписывалась в бюджет самого дешевого ВАЗовского автомобиля. Таким автоматом стала японская автоматическая  гидромеханич...