Glavne vrste motora unutrašnjim sagorevanjem a parne mašine imaju jedan zajednički nedostatak. Sastoji se u činjenici da povratno kretanje zahtijeva transformaciju u rotacijsko kretanje. To, zauzvrat, uzrokuje nisku produktivnost, kao i prilično veliko trošenje dijelova mehanizma koji su uključeni Razne vrste motori.
Dosta ljudi je razmišljalo o stvaranju motora u kojem se pokretni elementi samo rotiraju. Međutim, samo jedna osoba uspjela je riješiti ovaj problem. Felix Wankel, samouki mehaničar, postao je izumitelj motora s rotacionim klipom. Za života ovaj čovjek nije dobio nikakvu specijalnost, niti više obrazovanje. Pogledajmo pobliže Wankel rotacioni klipni motor.
Kratka biografija pronalazača
Felix G. Wankel rođen je 1902. godine, 13. avgusta, u malom gradu Lahr (Njemačka). Tokom Prvog svetskog rata umro je otac budućeg pronalazača. Zbog toga je Wankel morao prekinuti školovanje u gimnaziji i zaposliti se kao trgovački pomoćnik u prodavnici knjiga u jednoj izdavačkoj kući. Zahvaljujući tome, postao je ovisan o čitanju. Felix je proučavao specifikacije motori, automobili, mehaničari sami. Znanje je stekao iz knjiga koje su se prodavale u radnji. Vjeruje se da mi je kasnije implementirani krug Wankel motora (tačnije ideja o njegovom stvaranju) došao u snu. Ne zna se da li je to istina ili ne, ali se definitivno može reći da je pronalazač imao izvanredne sposobnosti, strast za mehanikom i jedinstven pogled na mnoge stvari.
Prvi tipovi motora
Izumitelj je, shvativši kako je moguće izvesti sva 4 ciklusa konvencionalnog motora tijekom rotacije, počeo ga projektirati. Godine 1924. Wankel je stvorio malu radionicu. Služio je i kao laboratorija. Tu je Felix Wankel počeo proučavati sisteme s rotacionim klipom. Godine 1936. model koji je pronalazač sastavio privukao je interesovanje kompanije BMW. Wankel je primio novac i dobio je vlastitu laboratoriju u Lindauu.
Tamo je trebao razviti prototipove avionskih motora. Međutim, do samog kraja Drugog svjetskog rata, niti jedan Wankel rotacijski motor nije poslat u masovnu proizvodnju. To je vjerojatno bilo zbog činjenice da je dovođenje dizajna u upotrebljivo stanje i postavljanje masovne proizvodnje zahtijevalo dosta vremena
Poslijeratne godine
Nakon poraza fašizma, laboratorija je zatvorena, a sva oprema koja se tamo nalazila prevezena je u Francusku. Kao rezultat toga, Wankel je ostao bez posla. Tome je doprinijelo njegovo ranije članstvo u Nacionalsocijalističkoj partiji. Ali nakon kratkog vremenskog perioda, Felix je pozvan u NSU kao inženjer dizajna. Ova kompanija se u to vrijeme smatrala najstarijim proizvođačem automobila i motocikala.
Prototip
Godine 1957, zahvaljujući podršci Waltera Fredea (glavnog inženjera u NSU), rotacioni klipni motor je prvi put ugrađen u automobil. Motor je instaliran na NSU Prinz. Međutim, originalni dizajn bio je veoma daleko od savršenog. Bilo je toliko složeno da je čak i za zamjenu svjećica bilo potrebno rastaviti gotovo cijeli motor. Osim toga, dizajn je bio vrlo nepouzdan, neekonomičan i imao je vrlo nisku efikasnost. Zbog toga Wankel motor nije ušao u proizvodnju. Automobili su ušli na traku sa tradicionalnim motorom sa unutrašnjim sagorevanjem. Ipak, rotacioni klipni motor ne samo da je dokazao svoje pravo na postojanje, već je pokazao i impresivan potencijal za to vrijeme. Izgledi za njegovu upotrebu bili su toliko privlačni da ništa nije moglo zaustaviti dizajnere. Sam izumitelj je shvatio da je njegova zamisao zahtijevala poboljšanje; nastojao je osigurati da i rad i popravak motora uzrokuju što je moguće manje poteškoća. Od tog trenutka počinje aktivan rad na dovođenju motora do operativnog savršenstva.
Wankel motor: dizajn
Šta je motor? U sredini rotora nalazi se okrugla rupa. Iznutra je prekriven zupcima, kao zupčanik. U rupu se ubacuje osovina manjeg prečnika. Ima i zube. One sprečavaju klizanje osovine. Omjeri promjera su odabrani na takav način da se kretanje vrhova trokuta vrši duž jedne zatvorene krivulje. Zove se "epitrohoid". Vankelov zadatak je bio da prvo shvati da je takav mehanizam moguć. Tada je morao sve tačno i tačno izračunati. Kao rezultat toga, klip, napravljen u obliku Reuleauxovog trokuta, odsijeca tri komore promjenjivog položaja i volumena.
Posebnosti
Dizajnerske karakteristike motora znatno su superiornije od konvencionalnih motora. Konkretno, zaptivanje komora je obezbeđeno krajnjim i radijalnim zaptivnim pločama. Pritiskaju se na „cilindar“ pomoću trakastih opruga, pritiska plina i centrifugalnih sila. Posebnu pažnju zaslužuju i karakteristike motora u smislu performansi. Tokom cijelog ciklusa, osovina napravi 3 puna okretaja. Kod konvencionalnog klipnog motora, ovaj rezultat se može postići upotrebom šest cilindara.
Uvod u industriju
Nakon prve uspješne demonstracije 1957. godine, Wankel motor je privukao interesovanje najvećih automobilskih giganata tog vremena. Tako je prva kompanija koja je kupila licencu bila Curtiss-Wright. Godinu dana kasnije, izum su počele koristiti poznate kompanije kao što su Mazda, Friedrich Krupp, MAN i Daimler-Benz. U prilično kratkom vremenskom periodu oko stotinu kompanija steklo je licence, uključujući i one svjetski poznate: Ford, BMW, Porsche, Rolls-Royce.
Prednosti
Koje su prednosti Wankel motora? Princip rada motora je da se bilo koji četverotaktni ciklus izvodi bez upotrebe mehanizma za distribuciju plina. Zahvaljujući tome, dizajn motora je znatno pojednostavljen. Tipičan 4-taktni klipni motor ima još oko hiljadu elemenata. Ogromno interesovanje najvećih automobilskih kompanija izazvalo je potencijal dizajna. Nesumnjive prednosti su jednostavnost proizvodnje, jednostavan popravak motora, kompaktnost i mala težina. Sve ovo pomaže poboljšanju upravljanja automobilom i olakšava lokaciju mjenjača.
Kompaktnost motora omogućava vam da napravite praktičan i tih prostran salon. Poboljšani modeli motora sposobni su razviti veliku snagu uz prilično ekonomičnu potrošnju goriva. Na primjer, moderan motor zapremine 1300 cm 3 ima 220 KS. With. Ako Wankel motor opremite turbo punjačem, možete dobiti snagu do 350 KS. With. Još jedna prednost dizajna je vrlo nizak nivo vibracija i buke. Wankel motor karakterizira mehanička ravnoteža. Smanjeni nivoi buke i vibracija postignuti su malim brojem delova (40% manje nego kod tradicionalnih motora). Također je vrijedno napomenuti dinamičke karakteristike motora. U nižoj brzini, bez velikog opterećenja, možete ubrzati automobil do 100 km/h velika brzina. Dizajn motora nema mehanizam koji pretvara povratno kretanje u rotaciono. Zbog toga, Wankel motor može izdržati velika brzina u poređenju sa tradicionalnim motorima sa unutrašnjim sagorevanjem.
Kraj euforije
Godine 1964. izašao je NSU Spyder, a nakon njega i legendarni model Ro 80. I trenutno u svijetu postoji dosta klubova za ljubitelje ovih automobila. Tada su s proizvodne trake sišli modeli kao što su Corvette XP, Mercedes C-111 i Citroen M35. Međutim, jedina kompanija koja se bavila masovnom proizvodnjom bila je Mazda. Od 1967. proizveo je 2-3 nova automobila sa RPD-om. Wankel motor je instaliran na lakim avionima, motornim sankama i čamcima. Godine 1973. došao je kraj euforiji. U to vrijeme naftna kriza je bila u punom jeku. U tom periodu se očitovao glavni nedostatak RPD-a - nerentabilnost. Osim Mazda, svi proizvođači su smanjili programe za proizvodnju automobila sa rotacionim motorima. Međutim, samo je Mazda nastavila proizvoditi takve automobile. Prodaja kompanije u Americi je značajno opala.
Nedostaci RPD-a: krhkost i nepouzdanost
Uz svoje prednosti, rotacijski motori su imali i značajne nedostatke. Prije svega, bile su vrlo kratkog vijeka. Tako je jedan od prvih RPD modela tokom testiranja potrošio cijeli vijek trajanja za 2 sata. Uspješniji prototip mogao je izdržati 100 sati. Međutim, to nije osiguralo normalan rad mašine. Glavni problem je bilo neravnomjerno trošenje unutrašnje površine komore. Tokom rada na njemu su se formirali poprečni žljebovi. Dobili su vrlo elokventno ime: “žigovi đavola”. Nakon što je dobila licencu, Mazda je formirala poseban odjel koji se bavio poboljšanjem motora. Ubrzo je postalo jasno da kako se rotor rotira, čepovi koji se nalaze na njegovim vrhovima počinju da vibriraju. Zbog toga se pojavljuju ove brazde. Danas je problem trajnosti i pouzdanosti riješen. U tu svrhu u proizvodnji se koriste visokokvalitetni premazi, uključujući i keramiku.
Visoka toksičnost izduvnih gasova
Ovo je još jedan nedostatak RPD-a. U poređenju sa tradicionalnim motorima, Wankel motor emituje manje dušikovih oksida, ali višestruko više ugljikovodika, što je posljedica nepotpunog sagorijevanja goriva. Mazdini inženjeri su brzo pronašli efikasno rešenje Problemi. Stručnjaci su napravili "termički reaktor". U njemu se dešava naknadno sagorevanje ugljovodonika. Mazda R 100 je bio prvi automobil koji je koristio ovaj element. Godine 1968. izašao je još jedan model sa "termalnim reaktorom" - Familia Presto Rotary. Ovaj automobil, jedan od rijetkih, odmah je prošao prilično strog ekološki test koji su Sjedinjene Države predložile 1970. godine za uvezena vozila.
Ekonomičan
Ovo je još jedan problem sa RPD-om. Djelomično proizilazi iz gore opisanog. Potrošnja goriva u standardnom RPD-u je znatno veća nego kod motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Ovaj problem su ponovo riješili Mazdini stručnjaci. Uvođenjem niza mjera, uključujući obradu karburatora i termoaktora, dodajući izduvni sistem izmenjivača toplote, stvaranjem novog paljenja i razvojem katalitičkog konvektora, inženjeri su postigli smanjenje potrošnje za 40%. To je omogućilo puštanje modela RX-7 1978. godine.
Domaća proizvodnja
Osim Mazde, AvtoVAZ je proizvodio i automobile sa RPD-om. Godine 1974. u fabrici je formiran poseban projektantski biro. U Toljatiju je počela izgradnja radionica za serijsku proizvodnju RPD-a. Zbog činjenice da se u početku pretpostavljalo da će VAZ jednostavno kopirati zapadnu tehnologiju, odlučeno je da se uspostavi reprodukcija Mazda motor. Istovremeno, dugoročni razvoj domaćih instituta za mašinogradnju potpuno je ignorisan.
Pregovori su dugo trajali između Wankela i sovjetskih zvaničnika. Neki sastanci su održani direktno u Moskvi. Međutim, novca nije bilo dovoljno, pa neke tehnologije nikada nisu korištene. Godine 1976. izašao je prvi jednosmjerni motor VAZ-311. Snaga mu je bila 65 KS. With. U narednih pet godina dizajn je dorađen. Nakon toga, fabrika je proizvela 50 eksperimentalni automobili sa Wankel motorom. Odmah su se proširili među zaposlenima kompanije. Međutim, ubrzo je postalo jasno da je motor u automobilima samo spolja sličan japanskom. Njegov dizajn je bio krajnje nepouzdan. U roku od šest mjeseci svi motori su zamijenjeni, a broj osoblja u projektantskom birou je smanjen.
Međutim, specijalne službe spasile su domaću proizvodnju motora. Nisu bili previše zabrinuti za vijek trajanja konstrukcije i potrošnju goriva. Više su ih privukle dinamičke karakteristike motora. Za kratko vrijeme sastavljen je jedan dvodijelni od dva motora VAZ-311. Njegova snaga se gotovo udvostručila - na 120 KS. With. Počeli su ugrađivati motor na posebnu jedinicu - VAZ-21019. Ovaj model je dobio nezvanični naziv "Arkan".
Prenamjena
Posebne narudžbe udahnule su novi život projektantskom birou. VAZ je počeo proizvoditi motore za auto i sportove na vodi. Automobili su često počeli osvajati prvo mjesto. Sportski zvaničnici su zauzvrat bili primorani da zabrane upotrebu RPD-a. Godine 1987. Šnjakin je zamijenio Pospelova (šefa projektantskog biroa). Nije mu se svidjelo kopneni transport, gravitirajući više ka avijaciji. Od početka svog vodstva, SKB je svoje aktivnosti preusmerio na proizvodnju motora za avione. Ovo je bila pogrešna strategija, jer zemlja proizvodi mnogo manje aviona nego automobila. Fabrika je profitirala uglavnom od prodaje motora.
Sljedeća greška je bila ponovno fokusiranje motori male snage. Japanci instaliraju RPD sportski automobili. I VAZ je proizveo kompaktne modele Oka, unatoč činjenici da bi bilo svrsishodnije instalirati dinamičke motore na brže automobile. Ovako ili onako, na domaćim putevima pojavilo se nekoliko Oka minicara sa RPD-om. Do 1998. godine konačno je završena priprema civilne verzije dvocilindričnog 1,3-litarskog rotacionog motora. Instaliran je na modele VAZ 2107-2109 i 2105.
Konačno
Zašto vodeći svjetski proizvođači još uvijek nisu u potpunosti prešli na proizvodnju vozila sa RPD-om? Činjenica je da proizvodnja takvih motora zahtijeva prije svega vrlo preciznu tehnologiju, koja uključuje mnogo različitih nijansi. Čak ne svi velika kompanija, možda ide putem Mazde. Osim toga, stvar je u opremi. Za proizvodnju Wankel motora potrebne su mašine visoke preciznosti za okretanje površina sa epitrohoidima. Za opremu koja se danas koristi u fabrikama, takav posao je sasvim izvodljiv. Danas se samo Mazda bavi ozbiljnim istraživanjem RPD-a. Inženjeri kompanije neprestano poboljšavaju dizajn i rješavaju mnoge različite probleme. Rotacioni motori proizvedeni u Japanu ispunjavaju međunarodno prihvaćene standarde za pouzdanost, potrošnju goriva i ekološku prihvatljivost.
Na masovno proizvedenim sovjetskim automobilima nije bilo posebnog tehničke inovacije- nema dizela, nema automatskog mjenjača, nema hidropneumatskog ovjesa, nema turbo punjenja. U ogromnoj zemlji, bilo koja vrsta automobila bila je tražena - i, iz raznih razloga, masovno su se proizvodili prilično jednostavni i popravljivi dizajni.
Utoliko je iznenađujuće što su „Sovjeti imali svoj ponos“, i kakav je to ponos – dizajniran za putnički automobili rotacioni klipni motor! Štaviše, „tema o rotoru“ bila je obrasla glasinama, nagađanjima i legendama još ranih osamdesetih, a čak ni pojavljivanje VAZ-ovih automobila sa RPD-om u slobodnoj prodaji u ludim devedesetima nije stavljalo tačku na sva i.
Preteče: Felix Heinrich Wankel
Samouki njemački inženjer Felix Wankel počeo je razvijati rotacioni klipni motor još dvadesetih godina, ali u predratnom periodu nikada nije bio u stanju da završi prototipove avionskih motora, uprkos podršci BMW-a i Ministarstva zrakoplovstva.
Nakon Drugog svjetskog rata, Wankel oprema je demontirana i odvezena u Francusku. Unatoč tome, projektant nije prestao raditi na vlastitom RPD-u - sada uz podršku NSU-a. Sredinom pedesetih, Wankel je završio teorijski dio i 1957. godine proizveo prototip, na osnovu čijih rezultata ispitivanja su napravljene potrebne promjene u dizajnu.
 |
Otac rotora – Felix Wankel
Wankelov rad nipošto nije bio “akademske” prirode: 1963. počela je proizvodnja prvog proizvodni model NSU - Prince Spyder, a kasnije i limuzina poslovne klase NSU Ro 80 takođe je opremljena inovativnim motorom.
1 / 4
2 / 4
3 / 4
4 / 4
1 / 2
2 / 2
Kada Audi"naslijedio" brend NSU i njegov razvoj, čak je izdao prototip Audija KKM baziran na drugoj generaciji Sotke. U budućnosti Audi nije nastavio temu Wankel motora.
Međutim, vrlo brzo su ga karakteristike RPD-a spriječile da ostvari tržišnu pobjedu nad tradicionalnim klipnim motorima s unutrašnjim sagorijevanjem sa radilica. Međutim, tokom godina masovne proizvodnje Wankel motora, mnogi veliki proizvođači automobila stekli su patent za pravo proizvodnje takvih jedinica, od kojih su neki počeli ozbiljno i dugo razvijati "temu rotora". Možda i najviše renomiranog proizvođača RPD je Japanska kompanija Mazda, koja je stvorila motor Renesis.
1 / 8
2 / 8
Mazda je odmah počela opremati svoje motore neobičnim dizajnom. sportski kupe
3 / 8
Mazda je odmah počela opremati svoje sportske kupe motorom neobičnog dizajna.
4 / 8
Mazda je odmah počela opremati svoje sportske kupe motorom neobičnog dizajna.
5 / 8
Mazda je odmah počela opremati svoje sportske kupe motorom neobičnog dizajna.
6 / 8
Mazda je odmah počela opremati svoje sportske kupe motorom neobičnog dizajna.
7 / 8
Mazda je odmah počela opremati svoje sportske kupe motorom neobičnog dizajna.
8 / 8
Mazda je odmah počela opremati svoje sportske kupe motorom neobičnog dizajna.
1 / 2
2 / 2
Mazda Roadpacer - pod ovim imenom Japanci su prodali australijsku Holden limuzinu sa svojim RPD-om u SAD!
1 / 3
2 / 3
Tokom decenija proizvodnje, japanska kompanija Mazda je bila ta koja je "polirala" rotor - naravno, u meri u kojoj je to bilo moguće
3 / 3
Tokom decenija proizvodnje, japanska kompanija Mazda je bila ta koja je "polirala" rotor - naravno, u meri u kojoj je to bilo moguće
Proizvedeno u SSSR-u
Kako je u VAZ-u mogla nastati ideja o pokretanju proizvodnje rotacionih klipnih motora?
SSSR je radio na različitim alternativnim dizajnom klipnih motora još sredinom dvadesetog veka - naravno, ne za automobilsku industriju, već za avijaciju. Potencijalno bi takvi motori mogli da obezbede veću snagu, što je bilo posebno vredno u konstrukciji aviona. Tema RPD-a u Sovjetskom Savezu započela je direktno u „pre-VAZ“ periodu - po nalogu Ministarstva automobilske industrije i Ministarstva poljoprivrednih mašina, tri istraživačka instituta (NAMI, NATI i VNIImotoprom) započela su istraživački rad na stvaranje RPD-a.
Članci / Istorija
Važna ptica: istorija razvoja GAZ-13 Chaika
Inače, Nikita Sergejevič Hruščov, koji je razotkrio Staljinov kult ličnosti, takođe je koristio američku opremu kao prevozno sredstvo. U ličnu upotrebu budućeg prvog sekretara CK KPSS od 1944. do 1949.
13780 2 21 09.12.2016
Stoga razvoj Wankela i njegova praktična primjena na serijskim automobilima u Sovjetskom Savezu nije prošao nezapaženo. Štaviše, lagana i snažan motor mogla postati potražnja za nekim vozilima posebne namjene – na primjer, takozvanim „catch-up” automobilima ili sportskim automobilima.
Tradicionalno, za automobilsku industriju SSSR-a, odluka snažne volje mogla se donijeti samo "na samom vrhu" - to jest, na nivou ministarstva.
Međutim, počeli su raditi na rotoru u VAZ-u po nalogu Generalni direktor Volžski automobilski pogon 1973. - naizgled po vlastitom nahođenju. Ali nije sve tako jednostavno: prije prelaska na novi projekat- izgradnja Volga auto giganta, davne 1965. godine Viktor Nikolajevič Poljakov bio je zamjenik ministra automobilska industrija SSSR-a, a 1975. se potpuno vratio u ministarsku fotelju, na čelu Ministarstva automobilske industrije SSSR-a. Dakle, može se tvrditi da su radove na rotoru „bez dva minuta“ odobrili ministar automobilske industrije i njegov bivši zamjenik u jednom licu.
Dakle, nakon izdavanja relevantnog naloga generalnog direktora, stvoren je poseban biro za projektovanje, čiji zadatak nije bio samo da razvije motore sopstvenog dizajna, već i da otkloni „generičke nedostatke“ Wankel motora, tj. koje su sovjetski dizajneri već znali.
Za razliku od zapadnih kolega, „vlastiti dizajn“ u SSSR-u značio je zapravo razvoj vlastite verzije, a ne kupovinu patenta ili gotove licence. Kao iu slučaju automatskog mjenjača za, sovjetski inženjeri, zbog nedostatka opcija, bili su prisiljeni napraviti vlastitu verziju jednosječnog Wankel motora, rastavljajući jedan japanski RPD za tu svrhu. Međutim, prethodno je, za "testiranje u punom obimu", motor, uklonjen iz Mazde RX-2, posebno kupljene za rad na rotoru, instaliran na Zhiguli trećeg modela.
1 / 4
2 / 4
Mazda RX-2 postala je za VAZ donator i dizajna i prvog RPD instaliranog na Zhiguli
3 / 4
Mazda RX-2 postala je za VAZ donator i dizajna i prvog RPD instaliranog na Zhiguli
4 / 4
Mazda RX-2 postala je za VAZ donator i dizajna i prvog RPD instaliranog na Zhiguli
Već u ranim fazama, VAZ se suočio s činjenicom da, unatoč svojoj kompaktnosti i visokom napajanju, lagani i snažni RPD nije bio vrlo ekonomičan i ekološki prihvatljiv, a karakterizirao ga je i česti kvar brtvi. Zapravo, svi koji su se bavili motorima Wankel dizajna decenijama su se borili s ovim problemom, počevši od samog njemačkog inženjera - nosioca ovog prezimena. I, usput, upravo je niska pouzdanost brtvi bila razlog brzog kvara motora na NSU Ro-80, što je primoralo proizvođača da uskoro prestane s proizvodnjom ovog automobila i "zatvori rotacijsko pitanje".
Prvi prototip SKB RPD-a pod oznakom VAZ-301 bio je spreman već 1976. godine, ali je bilo prerano govoriti o bilo kakvom lansiranju rotora u seriju u Togliattiju - dizajn se pokazao očito „sirovim“.
VAZ verziju motora s rotacionim klipom čak je cijenio i sam Felix Wankel, koji je posebno u tu svrhu posjetio Volžski automobilski pogon. "Otac rotora" odobrio je generalni izgled RPD-a Togliatti.
Već 1982. godine demonstriran je VAZ-21018 - obični VAZ-21011 sa motorom VAZ-311 snage 70 KS.
Da bi se u stvarnim uslovima rada identifikovali nedostaci u dizajnu, proizvedena je serija od 50 motora, koji su ugrađeni na pet desetina Žigulija, ali samo šest meseci kasnije, svi motori, osim jednog (!), morali su biti zamenjeni tradicionalnim . Brtve i ležajevi su brzo otkazali, a osim toga, ispostavilo se da je motor loše uravnotežen i prilično proždrljiv.
Na zemlji i na nebu
Nakon prvog ozbiljnog propusta i naknadnih disciplinskih kazni, VAZ nije prestao raditi na rotorima, već je odlučio da konačno pređe sa jednosječnog dizajna na dvodijelni. Takav motor bio je potencijalno ne samo snažniji, već i pouzdaniji.
Do tada je sovjetski rotor potencijalno već imao vrlo opipljiv opseg primjene - na primjer, za ugradnju na službena vozila specijalnih snaga Državne prometne policije, Ministarstva unutrašnjih poslova i KGB-a. Na automobilima odeljenja nedostaci kao što je loša efikasnost goriva izbledeli su u drugi plan, a presudne su bile visoke dinamičke karakteristike. Veoma je važno da kada rade na službenim vozilima, VAZ stručnjaci mogu primiti detaljne informacije o nedostacima i nedostacima uočenim u praksi, ali pod manje-više identičnim uslovima, čime je obezbeđena određena objektivnost procene.
S vremena na vrijeme, sovjetska štampa je oskudno izvještavala o motoru neobičnog dizajna
Do 1983. godine razvijena su dva nova dvodelna RPD - VAZ-411 kapaciteta 110-120 Konjska snaga i VAZ-413 od 140 konjskih snaga. Pretpostavljalo se da će rotori biti instalirani ne samo na "domaće" za tvornicu Zhiguli razni modeli, ali i za druga vozila snage sigurnosti- posebno Volga. Naravno, instaliranje takvog pogonskog agregata na limuzinu Gorky Automobile Plant zahtijevale su odgovarajuće izmjene na montaži i nekim komponentama prijenosa.
1 / 3
2 / 3
VAZ-21059 - rotacijski "pet". I dalje nema razlike od uobičajenog spolja.
3 / 3
VAZ-21059 - rotacijski "pet". I dalje nema razlike od uobičajenog spolja.
U isto vrijeme, gotovo gotove RPD-ove primijetili su i avijatičari, koji su naredili birou Togliatti da razvije verziju za upotrebu na helikopterima i lakim avionima.
Međutim, mnoga druga poduzeća također su se zainteresirala za motor s rotirajućim klipom, pa su stanovnicima Tolyattija naredili da razviju jedinice za čamce, amfibijska vozila, pa čak i motocikle! Fabrika je ove usluge pružala po ugovorima pod uslovima samofinansiranja, što je u to vreme bilo dosta korišćeno, tako da delatnost SKB-a nije bila neisplativa za VAZ. Takođe i prototipovi motori aviona VAZ-416 i VAZ-426 razvijeni su već u doba funkcionisanja VAZ-ovog naučno-tehničkog centra sredinom devedesetih.
Različite vrste RPD aplikacija omogućile su dizajnerima da shvate da projektna rješenja automobilskih i avionskih motora ne mogu biti potpuno identična zbog značajne razlike u režimima rada motora u zračnom i automobilskom transportu.
Članci / Istorija
Složeni rodovi "antilope": istorija VAZ-2110
Mnogo prije izlaska hatchbacka s troja vrata 2108, programerima je postalo jasno da je potrebna nova limuzina koja bi zamijenila iskreno zastarjeli Zhiguli. Mišljenja su bila podijeljena: neki dizajneri su bili mišljenja da...
49960 11 10 20.12.2015
Stoga je istovremeni razvoj "jednog" rotora lišen praktičnog značenja - radije se rad može kombinirati prema tehnološkoj i proizvodnoj bazi, a ne prema specifičnim rješenjima.
RPD i pogon na prednje točkove
Postavlja se pitanje: šta je s automobilima s prednjim pogonom? Zar VAZ zaista nije obratio pažnju na svoj G8?
Naravno, jeste: rad na RPD-u za fundamentalno novu porodicu počeo je kada se VAZ-2108 tek pripremao za proizvodnju - 1979. godine, ali su se na temu „rotora s prednjim pogonom“ vratili detaljnije na početak perestrojke, nakon što je zaključio sporazum sa Zaporožskim automobilskim pogonom. A do 1987. razvijeni su prototipovi VAZ-414 za automobile VAZ i ZAZ s pogonom na prednje kotače, au Togliattiju su stvorili verziju svog RPD-a od 40 konjskih snaga pod indeksom 1185 čak i za... Oka! Ali kasnije je uprava dala prednost smjeru zrakoplovstva, a rad na automobilskim RPD-ovima je obustavljen.
Mala proizvodnja neobična modifikacija Automobili Zhiguli zasnovani na "petici" nastavili su se sve do raspada SSSR-a, iako su vladine kupovine takvih vozila od strane agencija za provođenje zakona bile vrlo male, a automobili s rotorima ispod haube nisu prodavani "napolju".
Ali ubrzo fabrika nije imala vremena za sopstvene nove razvoje - kasnih osamdesetih vladina podrška tvornice automobila su zatvorene, a radnici u fabrici su već imali čime da rade - na primjer, stvaraju perspektivnu ili.
Najnoviji automobilski RPD VAZ
Na temu rotacionih automobilskih motora u VAZ-u su se vratili tek u ruskom periodu aktivnosti fabrike, pronašavši priliku čak i u teškim devedesetim godinama da se „izvuku ispod tkanine“ zanimljiv razvoj. Uostalom, u svijetu su u to vrijeme dugo postojale "zagrijane" modifikacije običnih gradskih hečbekova, s kojima je VAZ RPD bio prilično uporediv po razvijenoj snazi.
Prisustvo takvog motora na automobilima porodice 2108 moglo bi "pojačati" interes potrošača - barem su u Tolyattiju računali na to.
Čak iu teškim uslovima, novi RPD za Samaru savladan je prilično brzo - na sreću, motor VAZ-415 nije trebalo razvijati od nule. Neki izvori tvrde da je razvojni rad tokom njegove transformacije u serijski proizvod obavljen prilično na brzinu ili ne baš uspješno, zbog čega je motor još uvijek zadržao niz nedostataka svojstvenih drugim VAZ RPD-ovima. Međutim, postoji još jedno mišljenje da je ovaj motor, naprotiv, apsorbirao sve prednosti prošlih razvoja - i dovoljan resurs, poznat iz 413. motora, i "gust" raspored, naslijeđen od VAZ-414.
Gotovo u isto vrijeme, klasici su ažurirani: 1992. godine, na osnovu "sedam", započela je proizvodnja modifikacije Zhiguli VAZ-21079 sa motorom VAZ-4132 od 140 konjskih snaga.
1 / 3
2 / 3
Sedmi model postao je posljednji Zhiguli sa RPD-om
3 / 3
Sedmi model postao je posljednji Zhiguli sa RPD-om
Međutim, 1997. godine VAZ-415 je konačno dobio certifikat koji je dopuštao njegovu ugradnju na obična komercijalna vozila, koja su se ubrzo pojavila u salonima automobila.
„U civilnom životu“: nakon što je postao dostupan običnim smrtnicima, RPD se odmah pojavio na stranicama ruskih automobilskih publikacija
Naravno, cijena automobila porasla je za 2,2-2,5 hiljada dolara, što je u to vrijeme bilo prilično primjetno, ali dinamika "osmice" se poboljšala za red veličine. Uostalom, 120-140 "rotacijskih" konjskih snaga omogućilo je dostizanje stotke iz mjesta za 8-9 sekundi, a pravi maksimalna brzina približio se cijenjenih 200 km/h. Potrošnja goriva se, naravno, kretala od 8 do 14 litara. Ali kompaktni rotacioni motor se okretao do neverovatnih 8 hiljada obrtaja, pružajući "pilotu" senzacije neuporedive sa ubrzanjem konvencionalnog "dleta".
RPD-415 ispod haube VAZ-2108 izgleda prilično organski. Ali u isto vrijeme, motor je znatno kompaktniji od originalnog. Foto: Aleksandar Podzolkov
RPD je oduvek bio poznat po svom „vrućem karakteru“, pa mu je bio potreban uljni radijator kao vazduh. Ili vodu. Generalno, za hlađenje. Foto: Aleksandar Podzolkov
Pogled odozdo nagovještava da se radi o nekakvoj vrlo teškoj „osmici“. Foto: Aleksandar Podzolkov
Mikroprocesorsko paljenje se može naći i na VAZ-2108 sa konvencionalnim motorom sa unutrašnjim sagorevanjem. Ali veoma retko. Foto: Aleksandar Podzolkov
Nažalost, u isto vrijeme, rotor, većini nerazumljiv, ostao je "stvar za sebe" - obični vozači nisu poznavali tehnologiju za popravak, a rezervni dijelovi se nisu prodavali ni u jednoj trgovini iza ugla.
Osim toga, u to vrijeme konvencionalni VAZ motori su već dobivali na zamahu, ali RPD je još uvijek pokretao arhaični Solex karburator.
RPD smjesu je pripremio uobičajeni Solex, ali s vlastitim podešavanjima. „Sektor gasa“ je imao dodatnu polugu za pokretanje merenja pumpa za ulje- lubrikator. Foto: Aleksandar Podzolkov
Pogled odozgo na VAZ-415 sa rastavljenim karburatorom. Foto: Aleksandar Podzolkov
I, uprkos prisustvu mikroprocesorski sistem paljenja (MPSZ), rotor se nije mogao pohvaliti fleksibilnošću i (što je najvažnije!) izdržljivošću konvencionalnog klipnog motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Zaista, s deklariranim resursom od 125.000 km, mnogi su motori počeli brzo "umrijeti" nakon 50.000 km, što je olakšano upotrebom "pogrešnog" ulja. Kao Japanci Mazda automobili sa RPD-om, u ovom slučaju motor se naglo pogoršava i potrošnja ulja se povećava zbog rasipanja, a u budućnosti motor može potpuno otkazati.
Nepropusnost brtvi je bolna točka svakog RPD-a, ne samo VAZ-415. Foto: Aleksandar Podzolkov
Brojne tjuning kompanije koje su se pojavile u Toljatiju i okolini kao pečurke posle kiše, u to su vreme nudile programe za podešavanje različitih budžeta i stepena intervencije. konvencionalni motorišto je omogućilo proizvodnju gotovo iste snage kao rotor bez primjetnog gubitka vijeka trajanja. Ali RPD sa tradicionalnim sistemom napajanja bilo je nemoguće ugurati u nadolazeće ekološke standarde Euro 2, koje je novosavladana VAZ injekcija bez ikakvih problema zadovoljila.
Zbog nemasovne proizvodnje, u budućnosti, ni rad ni proizvodnja samog RPD-a nisu bili od velikog interesa za VAZ, jer su, kao iu istoriji Mazde, mogli biti diktirani samo imidžom. Što u slučaju tvornice automobila u Toljatiju nije bio dovoljno jak argument...
Iz niza navedenih razloga, već početkom 2000-ih rotor VAZ-a počeo je naglo gubiti brzinu. Da, čak su i "desetka" i "oznaka" uspjeli isprobati VAZ-415 u modifikacijama 2110-91 i 2115-91, ali ubrzo je proizvodnja rotacijskih motora u VAZ-u prekinuta, a sam SKB RPD, koji je razvio njegov posljednji proizvod 2001. godine, ponovo je registrovan.
Gotovo četiri tuceta razvoja tokom 26 godina - dizajneri SKB RPD-a su puno radili na temi rotora
Nakon 2004. godine konačno su obustavljene aktivnosti konstruktorskog biroa u okviru radova na RPD motorima, a oko 2007. godine oprema je djelimično uklonjena i zbrinuta. Čini se da je to bila konačna tačka u istoriji sovjetsko-ruskog rotora.
Da li vam je žao što rotacijski VAZ-ovi nikada nisu urodili plodom?
Kako su automobili sa klipnim motorima sa unutrašnjim sagorevanjem postali široko rasprostranjeni širom sveta, neki inženjeri su pokušali da razviju rotacione motore koji su podjednako efikasni i moćni. Stručnjaci iz Njemačke postigli su značajan uspjeh, što nije iznenađujuće, jer je upravo u ovoj zemlji izumljen automobil.
Malo istorije
Godine 1957. prvi rotacioni klipni motor ugledao je svjetlo dana. Kasnije je dobio ime po jednom od programera, Feliksu Vankelu. Druga osoba, Walter Freude, koji je učestvovao u procesu pronalaska, nezasluženo je pao u sjenu svog koautora. Oba inženjera su bili predstavnici Njemačka kompanija NSU, koji je proizvodio automobile i motocikle.
Godinu dana kasnije izašao je prvi automobil sa RPD-om. Nažalost, čak i glavni dizajneri modela novo auto nije zadovoljan. Motor je modificiran, a krajem 60-ih rođena je limuzina koja je dobila titulu "Auto godine". Bio je to Ro-80 iz iste kompanije NSU. Ubrzao je do 100 km za samo 12,8 sekundi, dostizao brzinu do 180 km/h, a težio je nešto više od tone. U to vrijeme to su bile ogromne brojke. Licenca za proizvodnju rotacioni motori Jedna automobilska kompanija za drugom počele su odmah da ih nabavljaju.
Nepoznato je kakva bi bila sudbina Vankelovog izuma da energetska kriza nije počela 1973. i da su cijene nafte naglo porasle. Rotacioni motor sa unutrašnjim sagorevanjem trošio je previše goriva, pa je njegova upotreba počela da se napušta.
Krajem 90-ih, samo su Rusija i Japan proizvodili automobile sa Wankel motorima. Ruski automobili VAZ-ovi opremljeni RPD-om su malo poznati, ali Japanski modeli uspeo da postigne svetsku popularnost.
Trenutno samo Mazda proizvodi automobile sa rotacionim motorima. Japanski stručnjaci uspjeli su poboljšati motor automobila do te mjere da je počeo trošiti 2 puta manje ulja i 40% manje ulja. manje goriva. Emisije su takođe smanjene, a motor je sada u skladu sa evropskim standardima. ekološki standardi. Nova prekretnica u razvoju RPD-a bila je upotreba vodonika kao goriva.
Osnove rotacionog motora
Da biste razumjeli kako radi rotacijski motor, morate razumjeti njegovu strukturu. Dva važna dijela RPD-a su rotor i stator. Rotor postavljen na osovinu rotira oko fiksnog zupčanika - statora. Veza sa zupčanikom se odvija preko zupčanika. Rotor je izrađen od legiranog čelika i smješten je u cilindričnom kućištu.
Rotor motora u poprečnom presjeku ima trokutast oblik, njegove ivice su konveksne, a tri vrha su u stalnom kontaktu sa unutrašnjom površinom kućišta. Tako je prostor cilindra podijeljen u tri komore. Kao rezultat rotacije, volumen komora se mijenja. U određenom trenutku, zbog specifičnosti oblika profila karoserije, postoje četiri kamere.
- U prvoj fazi, gorivo se uvodi u jednu od komora kroz otvor (ulazni prozor).
- Zatim se volumen komore za gorivo smanjuje, ulazni prozor se potpuno zatvara i počinje kompresija goriva.
- U sljedećoj fazi formiraju se četiri komore, pale se svijeće (ima ih dvije), gorivo se pali i koristan rad motor.
- Daljnjom rotacijom rotora otvara se izduvni prozor u koji izlaze proizvodi sagorijevanja (izduvni plinovi).
Čim se izlazni otvor zatvori, ulazni otvor se otvara i ciklus se ponavlja.
Jedan radni ciklus je završen u jednom puni okret osovina Da bi klipni motor obavio isti posao, mora biti dvocilindrični.
Da bi se osigurala nepropusnost, zaptivne ploče se postavljaju na vrhove rotora. Pritiskuju se na cilindar oprugama i centrifugalnom silom, a dodaje se i pritisak plina.
Da biste bolje razumjeli kako radi rotacijski motor i što je općenito, potrebno je proučiti dijagram. Prikazuje poprečni presjek jedinice i procese koji se dešavaju tokom kretanja rotora. Dijagram rotacionog motora pokazuje kroz koje faze prolazi rotor, igrajući ulogu klipa.
Vrste rotacionih motora
Najstariji rotacioni motori su vodeni mlinovi, kod kojih se točak rotira od dejstva vode i prenosi energiju na osovinu. Dizajn modernog rotacionog motora koji radi na gorivo je mnogo složeniji. Može sadržavati kameru:
- hermetički zatvoreno;
- stalni kontakt sa spoljnim okruženjem.
Prvi tip uređaja se koristi na vozilima, a drugi u gasnim turbinama. Motori sa zatvorenom komorom, pak, podijeljeni su u nekoliko tipova. Klasifikacija rotacionih motora je sljedeća.
- Rotor se naizmjenično rotira u jednom ili drugom smjeru, njegovo kretanje je neravnomjerno.
- Rotacija se događa u jednom smjeru, ali brzina se mijenja, kretanje je pulsirajuće.
- Motori sa zaptivnim klapnama napravljenim u obliku lopatica.
- Ravnomjerno rotirajući rotor s klapnama koje se pomiču s rotorom i djeluju kao brtva.
- Motori sa rotorom koji obavljaju planetarno kretanje.
Postoje i još dvije vrste rotacijskih motora u kojima se glavni element ravnomjerno rotira. Razlikuju se u organizaciji radne komore i dizajnu brtvi. Wankel motor spada u petu stavku sa gornje liste.
Prednosti RPD-a
Nakon što smo ispitali dizajn rotacionog motora i njegov princip rada, možete shvatiti da se potpuno razlikuje od klipnog motora. Rotacioni motor sa unutrašnjim sagorevanjem je kompaktniji, sastoji se od manjeg broja delova, a specifična snaga mu je veća od klipnog motora.
RPD-ove je lakše balansirati kako bi se vibracije svele na minimum. Ovo omogućava da se ugradi na laka vozila, kao što su mini automobili.
Broj dijelova je gotovo 2 puta manji od broja klipnog motora. Dimenzije su također znatno manje, a ova prednost pojednostavljuje raspodjelu težine duž osovina i omogućava veću stabilnost na putu.
Tradicionalni klipni motor obavlja koristan rad u samo dva okretaja osovine i u rotacioni motor koristan rad se obavlja po jednom okretaju rotora. To je razlog brzog ubrzanja automobila sa RPD-om.
Velika potrošnja goriva RPD
Dizajn i princip rada rotacionog motora su iznenađujuće jednostavni, razumljivi i genijalni. Zašto nije postao raširen kao klipni motor sa unutrašnjim sagorevanjem? Efikasnost ovdje nije najmanje važan faktor.
Rotacioni motor sa unutrašnjim sagorevanjem troši previše goriva. Sa zapreminom od samo 1,3 litara, skoro 20 litara benzina se troši na svakih 100 km. Iz tog razloga, trčite masovna proizvodnja Nije mnogo kompanija odlučilo da proizvodi automobile sa RPD-om.
U svjetlu nedavnih događaja na Bliskom istoku, kada se vodi žestok rat za resurse, a cijene nafte i plina ostaju prilično visoke, ograničena upotreba RPD-a je sasvim razumljiva.
Ostali važni nedostaci
Sljedeći nedostatak rotacijskog klipnog motora je brzo trošenje brtvi koja se nalaze duž rebara rotora. Ovo trošenje nastaje zbog brzog okretanja, a kao rezultat toga, trenja rebara o zidove komore.
Pored toga, sistem podmazivanja peraja postaje komplikovaniji. Mazda je napravila injektore koji ubrizgavaju ulje u komoru za sagorevanje. S tim u vezi, povećani su zahtjevi za kvalitetom ulja. Glavna osovina oko koje se događa kretanje također zahtijeva stalno, obilno podmazivanje.
Tehničko rješenje problema s podmazivanjem zahtijevalo je poseban pristup, a samo su japanski inženjeri uspjeli izaći na kraj sa zadatkom nakon dugogodišnjeg eksperimentiranja.
Temperatura izduvnih gasova RPD je veći nego kod klipnog motora. To je zbog relativno kratke dužine radnog hoda lica rotora. Proces sagorevanja jedva ima vremena da se završi pre nego što se ivica već pomeri toliko da se otvori izduvni prozor. Kao rezultat toga, u auspuha izlaze plinovi koji nisu u potpunosti prenijeli pritisak na rotor, a njihova temperatura je visoka. Mali dio nesagorene mješavine goriva također ulazi u atmosferu, što negativno utiče na okoliš.
Kod rotacionog motora teško je osigurati nepropusnost komore za sagorijevanje. Tokom rada, zidovi statora se neravnomjerno zagrijavaju i šire. Kao rezultat, može doći do curenja plina. Posebno je vruć dio gdje dolazi do sagorijevanja. Da bi se riješio ovaj problem, različiti dijelovi se izrađuju od različitih legura. To zauzvrat komplikuje i povećava troškove procesa proizvodnje motora.
Složen oblik komore ne utiče dobro na cenu proizvodnje Wankel motora sa rotacionim klipom. Zapravo, cilindar nema ovalni poprečni presjek, kako se ponekad kaže. Presjek ima oblik epitrohoida i zahtijeva visoko preciznu izvedbu.
Dakle, postaje jasno da rotacijski motor ima prednosti i nedostatke. Oni se mogu sažeti u sljedećoj tabeli.
Zbog brzog trošenja dijelova, vijek trajanja rotacionog motora je oko 65 hiljada km. Za usporedbu, resurs tradicionalnog motora s unutarnjim izgaranjem je 2 ili čak 3 puta duži. Održavanje rotacijskih klipnih motora zahtijeva veću odgovornost, pa privlače pažnju uglavnom profesionalaca. Inženjeri su djelomično uspjeli otkloniti nedostatke automobila sa RPD-om, ali neki od njih su ipak ostali.
Mazda rotacioni klipni motori
Dok su drugi svjetski proizvođači napustili proizvodnju rotacijskih motora, Mazda je nastavila raditi na njima. Njegovi stručnjaci poboljšali su dizajn i dobili snažan motor koji može konkurirati najboljim europskim jedinicama.
Japanci su počeli da rade sa rotacionim klipnim motorom davne 1963. godine. Proizveli su nekoliko modela autobusa, kamiona i automobila.
Od 1978. do 2003. godine kompanija je proizvodila poznati sportski automobil RX-7. Njegov nasljednik bio je RX-8, koji je dobio više od 30 nagrada na međunarodnim sajmovima automobila.
RX-8 je bio opremljen motorom Renesis (Rotary Engine Genesis). Automobil se prodavao širom svijeta u različitim konfiguracijama. Prodati su najsnažniji modeli (250 KS, 8,5 hiljada o/min). sjeverna amerika i Japan. 2007. godine na Salonu automobila u Tokiju predstavljen je konceptni automobil sa Renesis II motorom snage 300 KS. With.
Godine 2009. Mazdini automobili s rotacijskim motorima zabranjeni su u Europi jer su emisije ugljičnog dioksida premašile tada postojeće standarde. 2102. godine, masovna proizvodnja japanskih automobila sa rotacionim motorima je prekinuta. Trenutno su Mazda RPD ugrađeni samo na sportske trkaće automobile.
Kao što znate, princip rada rotacionog motora temelji se na velikim brzinama i odsustvu pokreta koji razlikuju motor s unutarnjim sagorijevanjem. To je ono od čega se jedinica razlikuje. RPD se još naziva i Wankel motor, a danas ćemo pogledati njegov rad i očigledne prednosti.
Video opisuje dizajn i princip rada rotacionog motora Zheltyshev:
Začudo, pokušali su da uvedu RPD kod nas. Takav motor razvijen je za ugradnju na VAZ 21079, namijenjen kao vozilo za posebne usluge. Ali projekt, nažalost, nije zaživio. Kao i uvek, nije bilo dovoljno budžetski novac države koje su nekim čudom izvučene iz riznice.
Ali Japanci su to uspjeli. I oni su uključeni postignut rezultat ne žele da prestanu. Prema posljednjim podacima, proizvođač Mazda će poboljšati motor i uskoro će ga pustiti u prodaju s potpuno drugom jedinicom.
Pogledajmo unutrašnjost RPD-a
Obrazac rada rotacionog motora je nešto potpuno drugačije od konvencionalnog motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Prvo, moramo ostaviti iza sebe dizajn motora sa unutrašnjim sagorevanjem kakav poznajemo. I drugo, pokušajte da upijete nova znanja i koncepte.
RPD je tako nazvan zbog rotora, odnosno koji se kreće. Zahvaljujući ovom kretanju, snaga se prenosi na kvačilo i mjenjač. U suštini, rotor izbacuje energiju iz goriva, koja se zatim prenosi na točkove kroz transmisiju. Sam rotor je izrađen od legiranog čelika i ima, kao što je gore spomenuto, oblik trokuta.
Video prikazuje princip rada Zuev rotacionog klipnog motora:
Kapsula u kojoj se nalazi rotor je svojevrsna matrica, centar svemira u kojem se odvijaju svi procesi. Drugim riječima, u ovom ovalnom tijelu se dešava:
- kompresija mješavine;
- ubrizgavanje goriva;
- opskrba kisikom;
- paljenje smjese;
- ispuštanje izgorjelih elemenata u izlaz.
Jednom riječju, šest u jedan, ako želite.
Sam rotor je montiran na poseban mehanizam i ne rotira se oko jedne ose, već kao da radi. Tako se unutar ovalnog tijela stvaraju šupljine izolirane jedna od druge, u svakoj od kojih se odvija jedan od procesa. Pošto je rotor trouglastog oblika, postoje samo tri šupljine.
Sve počinje ovako. U prvoj formiranoj šupljini dolazi do usisavanja, odnosno, komora se puni zrakom koji se ovdje miješa.
Nakon toga, rotor se okreće i gura ovu miješanu smjesu u drugu komoru. Ovdje se smjesa komprimuje i pali uz pomoć dvije svijeće.
Smjesa zatim odlazi u treću šupljinu, gdje se istiskuju dijelovi iskorištenog goriva.
Ovo je puni ciklus rada RPD-a. Ali to nije tako jednostavno. RPD šemu smo ispitali samo s jedne strane. I ove akcije se odvijaju stalno. Drugačije rečeno, procesi se odvijaju na tri strane rotora odjednom. Kao rezultat, u samo jednom okretaju jedinice, tri ciklusa se ponavljaju.
Osim toga, bilo je moguće poboljšati rotacijski motor. Danas Mazdini rotacioni motori imaju ne jedan, već dva ili čak tri rotora, što značajno povećava performanse, posebno u poređenju sa konvencionalnim motorom sa unutrašnjim sagorevanjem. Za poređenje: RPD sa dva rotora je uporediv sa šestocilindričnim motorom sa unutrašnjim sagorevanjem, a sa 3 rotora je uporediv sa dvanaestocilindričnim. Tako se ispostavilo da su Japanci bili toliko dalekovidi i odmah prepoznali prednosti rotacionog motora.
Opet, performanse nisu jedina prednost RPD-a. Ima ih puno. Kao što je već pomenuto, rotacioni motor je veoma kompaktan i koristi čak hiljadu delova manje od istog motora sa unutrašnjim sagorevanjem. U RPD-u postoje samo dva glavna dijela - rotor i stator, i ne možete zamisliti ništa jednostavnije od toga.
Princip rada motora sa rotacionim klipom svojevremeno je naterao mnoge talentovane inženjere da podignu obrve od iznenađenja. I danas talentovani inženjeri zaslužuju sve pohvale i odobravanja. Nije šala, vjerujte u performanse naizgled zakopanog motora i dajte mu drugi život, i to kakav drugi život!
U dalekom 1957 Njemački inženjeri Wankel i Freude predstavili su svijetu prvi rotacioni motor. Tada ga je većina usvojila automobilske kompanije. Mercedes, pa čak i - svi oni stavljaju rotacione motore ispod haube svojih automobila. A Japanci i danas koriste rotor - iako u modernoj, poboljšanoj modifikaciji. Šta čini Wankel rotacioni motor uspješnim?
Princip rada rotacionog klipnog motora
Rotacioni motor izvodi ista četiri takta kao i njegov klipni kolega: usis, kompresija, strujni hod, izduv. Ali rotor radi drugačije. Klipni motor izvodi četiri takta u jednom cilindru. I iako ih rotacijski izvodi u jednoj komori, svaki od ciklusa se odvija u svom posebnom dijelu. Odnosno, čini se da se ciklus izvodi u zasebnom cilindru, a klip "trči" od jednog do drugog cilindra. U isto vrijeme, rotacijski motor nema mehanizam za distribuciju plina. Za razliku od klipnog motora, sav posao obavljaju usisni i izduvni otvori koji se nalaze u bočnim kućištima. Rotor rotira i reguliše rad prozora: otvara ih i zatvara.
Usput, o rotoru. Nepotrebno je reći da je to glavni element motora; to je rotor koji daje ime samom motoru. Kakav je ovo detalj? Rotor je trokutastog oblika, nepomično je pričvršćen za ekscentrično vratilo i montiran je van centra na njemu. Kada se rotira, element opisuje oblik u obliku kapsule, a ne krug, zbog svoje lokacije. Rotor prenosi snagu od motora do mjenjača i kvačila; drugim riječima, istiskuje izgorjelo gorivo i prenosi rotaciju na prijenosnik na kotače. Šupljina u kojoj rotor rotira napravljena je u obliku kapsule.
Princip rada rotacijskog klipnog motora je sljedeći. Prilikom rotacije, rotor stvara tri šupljine oko sebe, izolirane jedna od druge. To se događa zbog oblika kapsule šupljine oko rotora i trokutastog oblika samog rotora. Prvi karijes - usisna šupljina, miješa gorivo sa kisikom. Zatim se smjesa destilira u drugu komoru kretanjem rotora i tamo komprimira. Ovdje se pali od dvije svjećice, širi se i gura klip. Rotor se okreće naprijed, otvarajući sljedeću šupljinu u koju izlaze izduvni plinovi i preostalo gorivo.
Nedostaci i prednosti rotacionog motora
Kao i svaki drugi motor sa unutrašnjim sagorevanjem, rotacioni motor ima i prednosti i nedostatke. Prvo, pogledajmo njegove prednosti u odnosu na druge motore.
1. Performanse rotacionog motora su nekoliko puta veće od ostalih. Dok kod konvencionalnih motora sa unutrašnjim sagorevanjem jedan takt prolazi po obrtaju, onda u rotacionom motoru - tri(usisavanje, kompresija, paljenje). Štoviše, moderni motori opremljeni su s dva ili tri rotora odjednom, tako da se motor s 2 rotora može usporediti sa 6-cilindarskim konvencionalnim motorom s unutarnjim sagorijevanjem, a motor s 3 rotora može se usporediti s 12 cilindara.
2. Nekoliko delova. Jednostavnost dizajna motora (rotor i stator) omogućava korištenje manjeg broja dijelova. Statistike govore da motor sa unutrašnjim sagorevanjem ima 1000 delova više od rotacionog motora.
3. Nizak nivo vibracija. Rotor se okreće u krug bez povratnih pokreta. Shodno tome, vibracije se praktički ne primjećuju. Osim toga, obično postoje dva rotirajuća motora, tako da međusobno uravnotežuju rad.
4. Visoke dinamičke performanse. U jednom obrtaju motor obavlja tri takta. Stoga čak i pri malim brzinama motor razvija veliku brzinu.
5. Kompaktnost i mala težina. Zbog jednostavnosti dizajna i malog broja dijelova, motor ima malu težinu i veličinu.
Unatoč brojnim prednostima, motor ima i nekoliko nedostataka koji ne dozvoljavaju automobilskim kompanijama da ga masovno koriste na svojim automobilima.
1. Sklonost pregrijavanju. Tokom sagorevanja radne mešavine stvara se energija zračenja koja besciljno napušta komoru za sagorevanje i zagreva motor. To je zbog oblika kamere, koja podsjeća na kapsulu ili sočivo, odnosno ima malu zapreminu, ima veliku radna površina. Da bi se spriječilo bijeg energije, komora je morala biti sferna.
2.Redovne promene ulja. Rotor je spojen na izlaznu osovinu ekscentričnim mehanizmom. Ova metoda povezivanja uzrokuje dodatni pritisak, koji zajedno sa visoke temperature zagreva motor. Zbog toga morate povremeno voziti svoj automobil na remont i mijenjati ulje. Bez zamjene ulja, motor kvari.
3. Redovna zamena zaptivki. Na maloj kontaktnoj površini rotora sa osovinom, a visok krvni pritisak. Zaptivke se troše i stvaraju se curenja u komorama. Kao rezultat, povećava se toksičnost izduvnih gasova i smanjuje se učinkovitost. Inače, na novim modelima ovaj problem je riješen korištenjem visokolegiranog čelika.
4.Visoka cijena. Za rotacijske motore, dijelovi moraju biti proizvedeni s visokom geometrijskom preciznošću. Stoga se u proizvodnji rotacijskih motora koristi skupa oprema i skupi materijali. Kao rezultat toga, cijena rotacionog motora je visoka unatoč prividnoj jednostavnosti dizajna.
Primjena rotacijskih motora: od izuma do danas
Inženjeri su dugo razvijali rotacijske motore. Izumitelj parne mašine James Watt označio je početak sna o rotacionom motoru. Godine 1846. inženjeri su već odredili oblik komore za sagorijevanje i osnove rada rotacioni motor sa unutrašnjim sagorevanjem. Ali motor je ostao san. Ali 1924. godine Mladi i talentovani Felix Wankel započeo je temeljit praktični rad na stvaranju rotacionog motora. Dvadesetdvogodišnji inženjer je upravo završio srednju školu i upisao se u izdavačku kuću tehničke literature. Tada je Wankel počeo sa izradom projekta vlastiti motor, oslanjajući se na opsežno teorijsko znanje iz literature. Nakon što je stvorio vlastitu laboratoriju, inženjer je počeo primati patente za proizvode. Vankel se 1934. godine prijavio do prvog rotacionog motora.
Ali sudbina je odlučila drugačije. Talentovanog inženjera su primijetile vlasti, te je počeo raditi za najveće automobilske koncern nacističke Njemačke. Morao je da odloži svoje projekte. Poslije rata inženjer je bio u zatvoru, kao saučesnik nacističkog režima, a Francuzi su mu oduzeli laboratoriju. I tek 1951. godine naučnik je vratio svoje ime počevši da radi za kompaniju motocikala. Tamo je obnovio svoju laboratoriju i angažovao drugog naučnika po imenu Walter Freude za projekat rotacionog motora. Zajedno su objavili prvi rotacioni motor 1. februara 1957. godine. U početku je radio na metanolu, ali je do jula motor prebačen na benzin. U 50-im godinama, Njemačka je počela da se oporavlja od posljedica rata, pa su shodno tome i automobilske kompanije postale bogatije.
Kompanija NSU, u kojoj su radili Wankel i Freude, pripremala se za masovnu proizvodnju automobila sa rotacionim motorom. Godine 1960. NSU Spider sa Wankel motorom ispod haube prikazan je u Minhenu. A 1968. godine izašao je NSU Ro-80, što je uticalo na dalju proizvodnju automobila. Auto je ubrzao do 180 km/h, iz mirovanja automobil je ubrzao do 100 km/h za 12,8 s. Ro-80 je postao automobil godine, a mnogi koncerni su kupili prava na Wankelov motor. Ali zbog nedostataka u dizajnu motora i visoke cijene proizvodnje, kompanije su odbile masovnu proizvodnju automobila s rotacijskim motorom. Ali postojali su prototipovi.
Na primjer, Mercedes-Benz, koji je objavio automobil C111 1970. godine. Elegantan narandžasti automobil sa aerodinamičnom, pouzdanom karoserijom ubrzao je do 100 km/h za 4,8 sekundi. Ali proždrljivost automobila nije dozvolila kompaniji da masovno proizvodi C111.
Zainteresovali smo se za rotor i... Već 1972. godine javnosti je predstavljena prva Corvette sa dvodelnim rotacionim motorom. Corvette sa četiri kutije pojavile su se 1973. godine, ali je 1974. godine, zbog nedostatka novca, Chevrolet obustavio radove na rotacionim motorima. Susedna Francuska je takođe usvojila Wankel motore. Citroen je 1974. izašao Citroen market GS Birotor. Ispod haube je bio dvodelni Wankel motor. Ali auto nije bio popularan. Za dvije godine francuska kompanija je prodala samo 874 automobila. Godine 1977. Citroen je povukao rotacione automobile sa ciljem da ih eliminiše, ali je verovatno da je 200 njih uspelo da preživi.
SSSR je takođe pokušao da koristi Wankelov motor. U fabrikama VAZ-a nisu mogli da kupe licencu, pa su kopirali jednodelni rotacioni motor iz NSU Ro-80. Na njegovoj osnovi, motor VAZ-311 sastavljen je 1976. Razvoj je trajao 6 godina. Prvi proizvodni VAZ sa rotorom ispod haube bio je 21018. Ali model je propao. Svih 50 prototipova se pokvarilo. Godine 1983. u SSSR-u su se pojavili modeli rotora s dva dijela. Opremljen takvim motorom, Zhiguli i Volga lako su sustizali strane automobile. Ali tada se dizajnerski biro okrenuo od automobilske industrije i bezuspješno pokušao upotrijebiti rotacijski motor u zrakoplovstvu. To je dovelo do toga da se industrija u razvoju odlučila za model VAZ-415 1995. godine.
Do 2012. godine se masovno proizvodio Mazda model RX-8, sa poboljšanim Wankel motorom. Generalno, Japanci su jedini koji imaju masovno proizvedene rotacione mašine od 1967. godine. 70-ih godina Mazda je predstavila marku RX, koja označava upotrebu rotacijskih motora. Japanci su instalirali rotor na bilo koji automobil, uključujući pikape i autobuse. Možda zato RX-8 ima odlične tehničke i ekološke karakteristike, što je bilo toliko neobično za prve automobile sa Wankel motorom.
