Galvenie dzinēju veidi iekšējā degšana un tvaika dzinējiem ir viens kopīgs trūkums. Tas sastāv no tā, ka turp un atpakaļ kustībai nepieciešama pārveide par rotācijas kustību. Tas savukārt izraisa zemu produktivitāti, kā arī diezgan lielu mehānisma detaļu nodilumu, kas iekļauti Dažādi veidi dzinēji.
Diezgan daudzi ir domājuši par tāda motora izveidi, kurā kustīgie elementi tikai rotē. Tomēr šo problēmu izdevās atrisināt tikai vienam cilvēkam. Fēlikss Vankels, autodidakts mehāniķis, kļuva par rotējošā virzuļdzinēja izgudrotāju. Dzīves laikā šis vīrietis nav saņēmis nekādu specialitāti, ne augstākā izglītība. Sīkāk apskatīsim Wankel rotācijas virzuļdzinēju.
Īsa izgudrotāja biogrāfija
Fēlikss G. Vankels dzimis 1902. gadā, 13. augustā, mazā Lāras pilsētiņā (Vācija). Pirmā pasaules kara laikā nomira topošā izgudrotāja tēvs. Šī iemesla dēļ Vankelam bija jāpārtrauc mācības ģimnāzijā un jāiegūst darbs par pārdevēja asistentu grāmatu tirdzniecības veikalā izdevniecībā. Pateicoties tam, viņš kļuva atkarīgs no lasīšanas. Fēlikss studēja specifikācijas dzinēji, automobiļi, mehāniķi paši. Zināšanas viņš ieguva no grāmatām, kas tika pārdotas veikalā. Tiek uzskatīts, ka vēlāk realizētā Vankela dzinēja shēma (precīzāk, ideja par tās izveidi) man radās sapnī. Nav zināms, vai tā ir taisnība vai nē, taču mēs noteikti varam teikt, ka izgudrotājam bija neparastas spējas, aizraušanās ar mehāniku un unikāls skatījums uz daudzām lietām.
Pirmie dzinēju veidi
Izgudrotājs, sapratis, kā ir iespējams veikt visus 4 parastā motora ciklus rotācijas laikā, sāka to projektēt. 1924. gadā Vankels izveidoja nelielu darbnīcu. Tā kalpoja arī kā laboratorija. Tieši šeit Fēlikss Vankels sāka pētīt rotācijas virzuļu sistēmas. 1936. gadā izgudrotāja saliktais modelis piesaistīja BMW kompānijas interesi. Vankels saņēma naudu un viņam iedeva savu laboratoriju Lindavā.
Tur viņam vajadzēja izstrādāt lidmašīnu dzinēju prototipus. Tomēr līdz pat Otrā pasaules kara beigām neviens Wankel rotācijas dzinējs netika nosūtīts masveida ražošanā. Iespējams, tas bija saistīts ar faktu, ka dizaina nogādāšana lietojamā stāvoklī un masveida ražošanas izveidošana prasīja diezgan daudz laika
Pēckara gadi
Pēc fašisma sakāves laboratorija tika slēgta, un viss aprīkojums, kas tur atradās, tika nogādāts Francijā. Rezultātā Vankels palika bez darba. To veicināja viņa kādreizējā dalība Nacionālsociālistu partijā. Bet pēc neilga laika Fēlikss tika uzaicināts NSU kā projektēšanas inženieris. Šis uzņēmums tajā laikā tika uzskatīts par vecāko automašīnu un motociklu ražotāju.
Prototips
1957. gadā, pateicoties Valtera Freda (NSU vadošā inženiera) atbalstam, automašīnā pirmo reizi tika uzstādīts rotācijas virzuļdzinējs. Motors tika uzstādīts uz NSU Prinz. Tomēr sākotnējais dizains bija ļoti tālu no perfekta. Tas bija tik sarežģīti, ka pat aizdedzes sveču nomaiņai bija nepieciešams izjaukt gandrīz visu dzinēju. Turklāt dizains bija ļoti neuzticams, neekonomisks un ar ļoti zemu efektivitāti. Sakarā ar to Wankel dzinējs netika ražots. Automašīnas devās uz konveijera ar tradicionālo iekšdedzes dzinēju. Neskatoties uz to, rotējošais virzuļdzinējs ne tikai pierādīja savas tiesības pastāvēt, bet arī demonstrēja iespaidīgu potenciālu šim laikam. Tās izmantošanas izredzes bija tik pievilcīgas, ka nekas nevarēja apturēt projektēšanas inženierus. Pats izgudrotājs saprata, ka viņa idejām ir nepieciešami uzlabojumi, viņš centās nodrošināt, lai gan dzinēja darbība, gan remonts radītu pēc iespējas mazāk grūtību. No šī brīža sākās aktīvs darbs, lai dzinējs darbotos pilnīgāk.
Wankel dzinējs: dizains
Kas ir motors? Rotora centrā ir apaļš caurums. No iekšpuses tas ir pārklāts ar zobiem, piemēram, zobratu. Caurumā tiek ievietota vārpsta ar mazāku diametru. Tam ir arī zobi. Tie novērš vārpstas slīdēšanu. Diametru attiecības tiek izvēlētas tā, lai trīsstūru virsotņu kustība tiktu veikta pa vienu slēgtu līkni. To sauc par "epitrohoīdu". Vankela uzdevums bija vispirms saprast, ka šāds mehānisms ir iespējams. Tad viņam vajadzēja visu precīzi un pareizi aprēķināt. Rezultātā virzulis, kas izgatavots Reuleaux trīsstūra formā, nogriež trīs kameras ar mainīgu stāvokli un tilpumu.
Īpatnības
Motora konstrukcijas raksturlielumi ir ievērojami pārāki par parastajiem dzinējiem. Jo īpaši kameru blīvējumu nodrošina gala un radiālās blīvēšanas plāksnes. Tie tiek nospiesti pret “cilindru”, izmantojot lentas atsperes, gāzes spiedienu un centrbēdzes spēkus. Īpašu uzmanību ir pelnījuši arī dzinēja raksturlielumi veiktspējas ziņā. Visa cikla laikā vārpsta veic 3 pilnus apgriezienus. Parastajā virzuļdzinējā šo rezultātu var sasniegt, izmantojot sešus cilindrus.
Ievads rūpniecībā
Pēc pirmās veiksmīgās demonstrācijas 1957. gadā Wankel dzinējs piesaistīja tā laika lielāko autobūves gigantu interesi. Tādējādi pirmais uzņēmums, kas iegādājās licenci, bija Curtiss-Wright. Gadu vēlāk izgudrojumu sāka izmantot tādi pazīstami uzņēmumi kā Mazda, Friedrich Krupp, MAN un Daimler-Benz. Diezgan īsā laikā licences ieguva aptuveni simts uzņēmumu, tostarp pasaulslavenas: Ford, BMW, Porsche, Rolls-Royce.
Priekšrocības
Kādas ir Wankel dzinēja priekšrocības? Motora darbības princips ir tāds, ka jebkurš četrtaktu cikls tiek īstenots, neizmantojot gāzes sadales mehānismu. Pateicoties tam, motora dizains ir ievērojami vienkāršots. Tipiskam 4-taktu virzuļdzinējam ir vēl aptuveni tūkstotis elementu. Lielāko autobūves uzņēmumu milzīgo interesi izraisīja dizaina potenciāls. Neapšaubāmas priekšrocības ir ražošanas vieglums, vienkāršs dzinēja remonts, kompaktums un mazs svars. Tas viss palīdz uzlabot automašīnas vadāmību un atvieglo pārnesumkārbas atrašanās vietu.
Motora kompaktums ļauj izveidot ērtu un diezgan plašs salons. Uzlaboti dzinēju modeļi spēj attīstīt lielu jaudu ar diezgan ekonomisku degvielas patēriņu. Piemēram, modernam dzinējam ar tilpumu 1300 cm 3 ir 220 ZS. Ar. Ja jūs Wankel dzinēju aprīkojat ar turbokompresoru, jūs varat iegūt jaudu līdz 350 ZS. Ar. Vēl viena dizaina priekšrocība ir ļoti zemais vibrācijas un trokšņa līmenis. Wankel dzinējam raksturīgs mehānisks līdzsvars. Samazināts trokšņa un vibrācijas līmenis tiek panākts ar nelielu detaļu skaitu (par 40% mazāk nekā tradicionālajos motoros). Ir arī vērts atzīmēt motora dinamiskās īpašības. Zemā pārnesumā bez lielas slodzes var paātrināt auto līdz 100 km/h plkst. liels ātrums. Motora konstrukcijā nav mehānisma, kas pārvērš turp un atpakaļ kustību rotācijas kustībā. Pateicoties tam, Wankel dzinējs var izturēt liels ātrums salīdzinot ar tradicionālajiem iekšdedzes dzinējiem.
Eiforijas beigas
1964. gadā tika izlaists NSU Spyder, un pēc tam leģendārais modelis Ro 80. Un šobrīd pasaulē ir diezgan daudz klubu šo mašīnu cienītājiem. Tad no konveijera noskrēja tādi modeļi kā Corvette XP, Mercedes C-111 un Citroen M35. Tomēr vienīgais uzņēmums, kas nodarbojās ar masveida ražošanu, bija Mazda. Kopš 1967. gada tas ir saražojis 2-3 jaunas automašīnas ar RPD. Wankel dzinējs tika uzstādīts uz vieglajām lidmašīnām, sniega motocikliem un laivām. 1973. gadā eiforijai pienāca gals. Toreiz naftas krīze ritēja pilnā sparā. Tieši šajā periodā izpaudās galvenais RPD trūkums - nerentabilitāte. Izņemot Mazda, visi ražotāji ir samazinājuši programmas automašīnu ar rotējošiem dzinējiem ražošanai. Taču šādas automašīnas turpināja ražot tikai Mazda. Uzņēmuma pārdošanas apjomi Amerikā ir ievērojami samazinājušies.
RPD trūkumi: trauslums un neuzticamība
Līdzās priekšrocībām rotācijas dzinējiem bija arī būtiski trūkumi. Pirmkārt, tie bija ļoti īslaicīgi. Tādējādi viens no pirmajiem RPD modeļiem testēšanas laikā izsmēla visu savu kalpošanas laiku 2 stundās. Veiksmīgāks prototips spēja izturēt 100 stundas. Taču tas nenodrošināja normālu iekārtas darbību. Galvenā problēma bija kameras iekšējās virsmas nevienmērīgais nodilums. Darba laikā uz tā izveidojās šķērseniskas rievas. Viņi saņēma ļoti daiļrunīgu nosaukumu: "velna zīmes". Pēc licences saņemšanas Mazda izveidoja īpašu nodaļu, kas nodarbojās ar dzinēja uzlabošanu. Drīz vien kļuva skaidrs, ka rotoram griežoties, sāk vibrēt spraudņi, kas atrodas tā galotnēs. Sakarā ar to šīs vagas parādās. Mūsdienās izturības un uzticamības problēma ir atrisināta. Šim nolūkam ražošanā tiek izmantoti augstas kvalitātes pārklājumi, tostarp keramikas.
Augsta izplūdes gāzu toksicitāte
Tas ir vēl viens RPD trūkums. Salīdzinot ar tradicionālajiem dzinējiem, Wankel dzinējs izdala mazāk slāpekļa oksīdu, bet daudzkārt vairāk ogļūdeņražu, kas ir saistīts ar nepilnīgu degvielas sadegšanu. Mazda inženieri ātri atrada efektīvs risinājums Problēmas. Eksperti ir izveidojuši "termisko reaktoru". Tajā notiek ogļūdeņražu pēcsadedzināšana. Mazda R 100 bija pirmā automašīna, kas izmantoja šo elementu. 1968. gadā tika izlaists vēl viens modelis ar “termisko reaktoru” - Familia Presto Rotary. Šī automašīna, viena no nedaudzajām, nekavējoties izturēja diezgan stingru vides pārbaudi, ko ASV 1970. gadā izvirzīja importētajiem transportlīdzekļiem.
Ekonomisks
Šī ir vēl viena problēma ar RPD. Tas daļēji izriet no iepriekš aprakstītā. Degvielas patēriņš standarta RPD ir ievērojami lielāks nekā iekšdedzes dzinējam. Šo problēmu atkal atrisināja Mazda speciālisti. Ieviešot pasākumu kopumu, ieskaitot karburatora un termoreaktora apstrādi, pievienojot izplūdes sistēma siltummainis, jaunas aizdedzes izveide un katalītiskā konvektora izstrāde, inženieri panāca patēriņa samazinājumu par 40%. Tas ļāva izlaist RX-7 modeli 1978. gadā.
Vietējā ražošana
Bez Mazda AvtoVAZ ražoja arī automašīnas ar RPD. 1974. gadā rūpnīcā tika izveidots īpašs projektēšanas birojs. Toljati sākās RPD sērijveida ražošanas darbnīcu celtniecība. Sakarā ar to, ka sākotnēji tika pieņemts, ka VAZ vienkārši kopēs Rietumu tehnoloģijas, tika nolemts izveidot reproducēšanu Mazda dzinējs. Tajā pašā laikā iekšzemes dzinēju ražošanas institūtu ilgtermiņa attīstība tika pilnībā ignorēta.
Sarunas starp Vankelu un padomju amatpersonām ilga ilgu laiku. Dažas tikšanās notika tieši Maskavā. Taču naudas nebija pietiekami, tāpēc dažas tehnoloģijas tā arī netika izmantotas. 1976. gadā tika izlaists pirmais vienas sekcijas VAZ-311 dzinējs. Tā jauda bija 65 ZS. Ar. Nākamo piecu gadu laikā dizains tika pilnveidots. Pēc tam rūpnīca saražoja 50 eksperimentālās automašīnas ar Vankela dzinēju. Tie acumirklī izplatījās starp uzņēmuma darbiniekiem. Taču drīz vien kļuva skaidrs, ka dzinējs automašīnās tikai ārēji ir līdzīgs japāņu motoram. Tās dizains bija ārkārtīgi neuzticams. Sešu mēnešu laikā tika nomainīti visi dzinēji, un projektēšanas biroja personāls tika samazināts.
Taču pašmāju dzinēja ražošanu specdienesti izglāba. Viņus pārāk neuztrauca konstrukcijas kalpošanas laiks un degvielas patēriņš. Viņus vairāk piesaistīja dzinēja dinamiskās īpašības. Īsā laikā no diviem VAZ-311 dzinējiem tika samontēta viena divu sekciju. Tā jauda ir gandrīz dubultojusies – līdz 120 ZS. Ar. Viņi sāka uzstādīt motoru uz īpašas vienības - VAZ-21019. Šis modelis saņēma neoficiālo nosaukumu "Arkan".
Pārkārtošana
Īpaši pasūtījumi iedvesa jaunu elpu projektēšanas birojā. VAZ sāka ražot dzinējus auto un ūdens sporta veidiem. Automašīnas bieži sāka iegūt pirmo vietu. Savukārt sporta amatpersonas bija spiestas aizliegt RPD izmantošanu. 1987. gadā Šņakins nomainīja Pospelovu (projektēšanas biroja vadītāju). Viņam nepatika sauszemes transports, vairāk pievēršoties aviācijai. Kopš viņa vadīšanas sākuma SKB ir pārorientējis savu darbību uz lidmašīnu dzinēju ražošanu. Tā bija nepareiza stratēģija, jo valstī tiek ražots daudz mazāk lidmašīnu nekā automašīnu. Rūpnīca guva peļņu galvenokārt no dzinēju pārdošanas.
Nākamā kļūda bija pārkoncentrēšanās uz mazjaudas dzinēji. Japāņi instalē RPD sporta automašīnas. Un VAZ ražoja kompaktos Oka modeļus, neskatoties uz to, ka ātrākām automašīnām būtu lietderīgāk uzstādīt dinamiskus dzinējus. Tā vai citādi uz iekšzemes ceļiem parādījās vairāki Oka miniauto ar RPD. Līdz 1998. gadam beidzot tika pabeigta divu cilindru 1,3 litru rotējošā dzinēja civilās versijas sagatavošana. Tas tika uzstādīts VAZ 2107-2109 un 2105 modeļiem.
Beidzot
Kāpēc pasaules vadošie ražotāji joprojām nav pilnībā pārgājuši uz transportlīdzekļu ražošanu ar RPD? Fakts ir tāds, ka šādu motoru ražošanai, pirmkārt, ir nepieciešama ļoti precīza tehnoloģija, kas ietver daudzas dažādas nianses. Pat ne visi liels uzņēmums, var iet tā, kā Mazda. Turklāt tas ir aprīkojuma jautājums. Lai ražotu Wankel dzinēju, ir nepieciešamas augstas precizitātes mašīnas virsmu pagriešanai ar epitrohoīdiem. Iekārtām, kuras mūsdienās izmanto rūpnīcās, šāds darbs ir diezgan paveicams. Mūsdienās tikai Mazda nodarbojas ar nopietnu RPD izpēti. Uzņēmuma inženieri pastāvīgi uzlabo dizainu un risina daudzas dažādas problēmas. Japānā ražotie rotējošie dzinēji atbilst starptautiski pieņemtiem uzticamības, degvielas patēriņa un videi draudzīguma standartiem.
Uz masveidā ražotajām padomju automašīnām nebija īpašu tehniskais jauninājums- bez dīzeļa, bez automātiskās pārnesumkārbas, bez hidropneimatiskās piekares, bez turbokompresora. Milzīgā valstī jebkura veida automašīna bija pieprasīta - un dažādu iemeslu dēļ masveidā tika ražoti diezgan vienkārši un remontējami dizaini.
Vēl jo pārsteidzošāk ir tas, ka "padomju varai bija savs lepnums", un kāds lepnums par to — paredzēts vieglās automašīnas rotācijas virzuļdzinējs! Turklāt “rotoru tēma” jau astoņdesmito gadu sākumā bija apaugusi ar baumām, minējumiem un leģendām, un pat VAZ automašīnu ar RPD parādīšanās brīvā pārdošanā trakajos deviņdesmitajos gados neizlika visus i.
Priekšteči: Fēlikss Heinrihs Vankels
Autodidaktiskais vācu inženieris Fēlikss Vankels rotācijas virzuļdzinēja izstrādi sāka jau divdesmitajos gados, taču pirmskara periodā viņš nekad nespēja izveidot lidmašīnu dzinēju prototipus, neskatoties uz BMW un Aviācijas ministrijas atbalstu.
Pēc Otrā pasaules kara Wankel iekārtas tika demontētas un nogādātas Francijā. Neskatoties uz to, projektēšanas inženieris nepārstāja strādāt pie sava RPD - tagad ar NSU atbalstu. Līdz piecdesmito gadu vidum Vankels pabeidza teorētisko daļu un 1957. gadā izgatavoja prototipu, pamatojoties uz kura testa rezultātiem tika veiktas nepieciešamās izmaiņas dizainā.
 |
Rotora tēvs – Fēlikss Vankels
Vankela darbs nekādā ziņā nebija “akadēmisks”: 1963. gadā sāka ražot pirmo ražošanas modelis NSU - Prince Spyder, vēlāk arī NSU Ro 80 biznesa klases sedans tika aprīkots ar inovatīvu dzinēju.
1 / 4
2 / 4
3 / 4
4 / 4
1 / 2
2 / 2
Kad Audi“mantojis” NSU zīmolu un tā attīstību, tas pat izlaida Audi KKM prototipu, pamatojoties uz otrās paaudzes Sotka. Nākotnē Audi neturpināja Vankela dzinēju tēmu.
Tomēr diezgan ātri RPD īpašības neļāva tai sasniegt tirgus uzvaru pār tradicionālajiem virzuļu iekšdedzes dzinējiem ar kloķa mehānisms. Tomēr Wankel dzinēju masveida ražošanas gados daudzi lieli autoražotāji ieguva patentu par tiesībām ražot šādas vienības, no kuriem daži nopietni un ilgu laiku sāka attīstīt “rotora tēmu”. Varbūt visvairāk slavens ražotājs RPD ir Japānas uzņēmums Mazda, kas radīja Renesis dzinēju.
1 / 8
2 / 8
Mazda nekavējoties sāka aprīkot savus dzinējus ar neparastu dizainu. sporta kupejas
3 / 8
Mazda nekavējoties sāka aprīkot savas sporta kupejas ar neparasta dizaina dzinēju.
4 / 8
Mazda nekavējoties sāka aprīkot savas sporta kupejas ar neparasta dizaina dzinēju.
5 / 8
Mazda nekavējoties sāka aprīkot savas sporta kupejas ar neparasta dizaina dzinēju.
6 / 8
Mazda nekavējoties sāka aprīkot savas sporta kupejas ar neparasta dizaina dzinēju.
7 / 8
Mazda nekavējoties sāka aprīkot savas sporta kupejas ar neparasta dizaina dzinēju.
8 / 8
Mazda nekavējoties sāka aprīkot savas sporta kupejas ar neparasta dizaina dzinēju.
1 / 2
2 / 2
Mazda Roadpacer - ar šādu nosaukumu japāņi ASV pārdeva Austrālijas Holden sedanu ar tā RPD!
1 / 3
2 / 3
Ražošanas gadu desmitu laikā japāņu uzņēmums Mazda bija tas, kas “pulēja” rotoru - protams, cik vien iespējams.
3 / 3
Ražošanas gadu desmitu laikā japāņu uzņēmums Mazda bija tas, kas “pulēja” rotoru - protams, cik vien iespējams.
Ražots PSRS
Kā VAZ varēja rasties ideja sākt ražot rotācijas virzuļdzinējus?
PSRS jau divdesmitā gadsimta vidū strādāja pie dažādiem alternatīviem virzuļdzinēju dizainiem - protams, nevis automobiļu rūpniecībai, bet gan aviācijai. Potenciāli šādi dzinēji varētu nodrošināt lielāku jaudu, kas bija īpaši vērtīgi lidmašīnu būvē. RPD tēma Padomju Savienībā aizsākās tieši “pirms VAZ” periodā - Automobiļu rūpniecības ministrijas un Lauksaimniecības tehnikas ministrijas vadībā trīs pētniecības institūti (NAMI, NATI un VNIImotoprom) uzsāka pētniecisko darbu. RPD izveide.
Raksti / Vēsture
Svarīgs putns: GAZ-13 Čaika attīstības vēsture
Starp citu, Ņikita Sergejevičs Hruščovs, kurš atmaskoja Staļina personības kultu, arī izmantoja amerikāņu aprīkojumu kā transporta līdzekli. Topošā PSKP CK pirmā sekretāra personiskajā lietošanā no 1944. līdz 1949. gadam...
13780 2 21 09.12.2016
Tāpēc Wankel attīstība un tās praktiskā ieviešana sērijveida automašīnās Padomju Savienībā nepalika nepamanīta. Turklāt viegls un jaudīgs motors varētu kļūt pieprasīti pēc dažiem īpašiem transportlīdzekļiem - piemēram, tā sauktajām "catch-up" automašīnām vai sporta automašīnām.
Tradicionāli PSRS autorūpniecībai stingru lēmumu varēja pieņemt tikai “pašā augšā” - tas ir, ministrijas līmenī.
Tomēr viņi sāka strādāt pie rotora VAZ pēc pasūtījuma Ģenerāldirektors Volžskas automobiļu rūpnīca 1973. gadā - šķietami pēc saviem ieskatiem. Bet ne viss ir tik vienkārši: pirms pārejas uz jauns projekts- auto giganta Volga celtniecība, vēl 1965. gadā Viktors Nikolajevičs Poļakovs bija ministra vietnieks automobiļu rūpniecība PSRS, un 1975. gadā viņš vispār atgriezās ministra krēslā, vadot PSRS Automobiļu rūpniecības ministriju. Līdz ar to var iebilst, ka darbu pie rotora “bez divām minūtēm” apstiprināja autorūpniecības ministrs un viņa bijušais vietnieks vienā personā.
Tātad pēc attiecīgā ģenerāldirektora rīkojuma izdošanas tika izveidots īpašs projektēšanas birojs, kura uzdevums bija ne tikai izstrādāt mūsu pašu izstrādātus motorus, bet arī novērst Vankela dzinēja “vispārējos trūkumus”, no kuriem padomju. dizaineri jau bija informēti.
Atšķirībā no Rietumu kolēģiem, PSRS “savs dizains” nozīmēja reāli izstrādāt savu versiju, nevis iegādāties patentu vai gatavu licenci. Tāpat kā automātiskās pārnesumkārbas gadījumā, padomju inženieri iespēju trūkuma dēļ bija spiesti izveidot savu vienas sekcijas Wankel dzinēja versiju, šim nolūkam demontējot vienu japāņu RPD. Tomēr iepriekš “pilna mēroga testēšanai” dzinējs, kas tika izņemts no Mazda RX-2, kas speciāli iegādāts darbam pie rotora, tika uzstādīts uz trešā modeļa žiguli.
1 / 4
2 / 4
Mazda RX-2 kļuva par VAZ gan dizaina, gan paša pirmā žigulī uzstādītā RPD donoru.
3 / 4
Mazda RX-2 kļuva par VAZ gan dizaina, gan paša pirmā žigulī uzstādītā RPD donoru.
4 / 4
Mazda RX-2 kļuva par VAZ gan dizaina, gan paša pirmā žigulī uzstādītā RPD donoru.
Jau agrīnā stadijā VAZ saskārās ar faktu, ka, neskatoties uz kompaktumu un lielo barošanas avotu, vieglais un jaudīgais RPD nebija īpaši ekonomisks un videi draudzīgs, un to raksturoja arī bieža blīvējumu atteice. Faktiski visi, kas uzņēma Vankela dizaina dzinējus, ar šo problēmu cīnījās gadu desmitiem, sākot ar pašu vācu inženieri - šī uzvārda nesēju. Un, starp citu, tieši blīvju zemā uzticamība bija iemesls ātrai NSU Ro-80 motoru atteicei, kas lika ražotājam drīzumā pārtraukt šīs automašīnas ražošanu un “aizvērt rotācijas problēmu”.
Pirmais SKB RPD prototips ar apzīmējumu VAZ-301 bija gatavs jau 1976. gadā, taču bija pāragri runāt par rotora izlaišanu sērijveidā Toljati - dizains izrādījās nepārprotami “neapstrādāts”.
Rotējošā virzuļdzinēja VAZ versiju novērtēja pat... pats Fēlikss Vankels, kurš speciāli šim nolūkam apmeklēja Volžskas automobiļu rūpnīcu. “Rotora tēvs” apstiprināja Toljati RPD vispārējo izkārtojumu.
Jau 1982. gadā tika demonstrēts VAZ-21018 - parasts VAZ-21011 ar VAZ-311 dzinēju ar 70 ZS jaudu.
Lai konstatētu konstrukcijas trūkumus reālos ekspluatācijas apstākļos, tika saražota 50 dzinēju partija, kas tika uzstādīta pieciem desmitiem žiguļiem, bet jau pēc pusgada visus dzinējus, izņemot vienu (!), nācās nomainīt pret tradicionālajiem. . Blīves un gultņi ātri sabojājās, un turklāt motors izrādījās slikti līdzsvarots un diezgan rijīgs.
Uz zemes un debesīs
Pēc pirmās nopietnās neveiksmes un tai sekojošajiem disciplinārsodiem VAZ nepārstāja strādāt pie rotoriem, bet nolēma beidzot pāriet no vienas sekcijas konstrukcijas uz divu sekciju dizainu. Šāds motors bija potenciāli ne tikai jaudīgāks, bet arī uzticamāks.
Līdz tam laikam padomju rotoram potenciāli jau bija ļoti taustāms pielietojuma apjoms - piemēram, uzstādīšanai uz Valsts Ceļu policijas, Iekšlietu ministrijas un VDK speciālo spēku dienesta transportlīdzekļiem. Departamentu automašīnām tādi trūkumi kā zema degvielas efektivitāte pazuda fonā, un augstie dinamiskie raksturlielumi bija izšķiroši. Ļoti svarīgi, lai, darbojoties ar uzņēmuma transportlīdzekļiem, VAZ speciālisti varētu saņemt Detalizēta informācija par praksē konstatētajiem trūkumiem un defektiem, bet vairāk vai mazāk identiskos apstākļos, kas nodrošināja zināmu novērtējuma objektivitāti.
Padomju prese ik pa laikam trūcīgi ziņoja par neparastas konstrukcijas dzinēju
Līdz 1983. gadam tika izstrādāti divi jauni divu sekciju RPD - VAZ-411 ar ietilpību 110-120 Zirgu spēks un 140 zirgspēku VAZ-413. Tika pieņemts, ka žiguļu rūpnīcai rotori tiks uzstādīti ne tikai uz “vietējiem”. dažādi modeļi, bet arī citiem transportlīdzekļiem drošības spēki- jo īpaši Volga. Protams, uzstādot šādu spēka agregātu sedanam Gorkijas automobiļu rūpnīca nepieciešamas atbilstošas montāžas un dažu transmisijas sastāvdaļu modifikācijas.
1 / 3
2 / 3
VAZ-21059 - rotācijas "pieci". Joprojām neatšķiras no ierastās ārpuses.
3 / 3
VAZ-21059 - rotācijas "pieci". Joprojām neatšķiras no ierastās ārpuses.
Tajā pašā laikā aviatori arī vērsa uzmanību uz gandrīz lietošanai gataviem RPD, kuri lika Toljati birojam izstrādāt versiju izmantošanai helikopteros un vieglajās lidmašīnās.
Tomēr arī daudzi citi uzņēmumi sāka interesēties par rotējošā virzuļa tipa dzinēju, un viņi lika Toljati iedzīvotājiem izstrādāt agregātus laivām, amfībijas transportlīdzekļiem un pat motocikliem! Rūpnīca šos pakalpojumus sniedza saskaņā ar līgumiem uz tolaik plaši izmantotā pašfinansējuma nosacījumiem, tāpēc SKB darbība VAZ nebija neizdevīga. Arī prototipi lidmašīnu dzinēji VAZ-416 un VAZ-426 tika izstrādāti jau VAZ Zinātniskā un tehniskā centra darbības laikā deviņdesmito gadu vidū.
Dažāda veida RPD lietojumprogrammas ļāva dizaineriem saprast, ka automašīnu un lidmašīnu dzinēju dizaina risinājumi nevar būt pilnīgi identiski, jo gaisa un autotransporta dzinēju darbības režīmi būtiski atšķiras.
Raksti / Vēsture
Sarežģītas “antilopes” ģintis: VAZ-2110 vēsture
Jau ilgi pirms trīsdurvju hečbeka 2108 izlaišanas izstrādātājiem kļuva skaidrs, ka ir nepieciešams jauns sedans, lai aizstātu atklāti novecojušo Žiguli. Viedokļi dalījās: daži dizaineri uzskatīja, ka...
49960 11 10 20.12.2015
Tāpēc vienlaicīgai “viena” rotora izstrādei nav praktiskas nozīmes - drīzāk darbu var apvienot pēc tehnoloģiskās un ražošanas bāzes, nevis pēc konkrētiem risinājumiem.
RPD un priekšējo riteņu piedziņa
Rodas jautājums: kā ir ar priekšpiedziņas automašīnām? Vai tiešām VAZ nepievērsa uzmanību savam G8?
Protams, viņš to darīja: darbs pie RPD principiāli jaunai ģimenei sākās, kad VAZ-2108 tikai tika gatavots ražošanai - 1979. gadā, taču viņi sīkāk atgriezās pie tēmas "priekšpiedziņas rotors" perestroikas sākums, noslēdzot līgumu ar Zaporožjes automobiļu rūpnīcu. Un līdz 1987. gadam tika izstrādāti VAZ-414 prototipi priekšpiedziņas VAZ un ZAZ automašīnām, un Toljati viņi izveidoja sava 40 zirgspēku RPD versiju ar indeksu 1185 pat priekš... Labi! Bet vēlāk vadība deva priekšroku aviācijas virzienam, un darbs pie automašīnu RPD tika apturēts.
Maza apjoma ražošana neparasta modifikācijaŽiguļu automašīnas, kuru pamatā bija “pieci”, turpinājās līdz PSRS sabrukumam, lai gan valsts šādu transportlīdzekļu iepirkumi no tiesībsargājošajām iestādēm bija ļoti nelieli, un automašīnas ar rotoru zem pārsega netika pārdotas “ārpus”.
Bet drīz vien rūpnīcai nebija laika saviem jauninājumiem - astoņdesmito gadu beigās valsts atbalsts automašīnu rūpnīcas tika slēgtas, un rūpnīcas strādniekiem jau bija ko darīt - piemēram, izveidot daudzsološu vai.
Jaunākais auto RPD VAZ
Pie rotācijas automobiļu dzinēju tēmas VAZ viņi atgriezās tikai rūpnīcas darbības Krievijas periodā, atraduši iespēju pat sarežģītajos deviņdesmitajos gados “izkāpt no auduma” interesantu notikumu. Galu galā pasaulē tajā laikā jau sen bija “apsildītas” parasto pilsētas hečbeku modifikācijas, ar kurām VAZ RPD bija diezgan salīdzināms attīstītās jaudas ziņā.
Šāda dzinēja klātbūtne 2108. ģimenes automašīnās varētu “uzmundrināt” patērētāju interesi - vismaz Toljati viņi ar to rēķinājās.
Pat sarežģītos apstākļos jaunais RPD Samarai tika apgūts diezgan ātri - par laimi, VAZ-415 dzinējs nebija jāattīsta no nulles. Daži avoti apgalvo, ka izstrādes darbi, pārveidojot par sērijveida produktu, tika veikti diezgan pārsteidzīgi vai ne pārāk veiksmīgi, kā rezultātā dzinējs joprojām saglabāja vairākus trūkumus, kas raksturīgi citiem VAZ RPD. Tomēr ir arī cits viedoklis, ka šis dzinējs, gluži pretēji, ir absorbējis visas pagātnes attīstības priekšrocības - gan pietiekamu resursu, kas zināms no 413. dzinēja, gan “blīvu” izkārtojumu, kas mantots no VAZ-414.
Gandrīz tajā pašā laikā tika atjaunināta klasika: 1992. gadā, pamatojoties uz “Septiņiem”, tika sākta Žiguli VAZ-21079 modifikācijas ražošana ar 140 zirgspēku VAZ-4132 dzinēju.
1 / 3
2 / 3
Septītais modelis kļuva par pēdējo Žiguli ar RPD
3 / 3
Septītais modelis kļuva par pēdējo Žiguli ar RPD
Tomēr 1997. gadā VAZ-415 beidzot saņēma sertifikātu, kas ļāva to uzstādīt parastajos komerciālajos transportlīdzekļos, kas drīz parādījās automašīnu tirdzniecības vietās.
“Civilajā dzīvē”: kļuvis pieejams vienkāršiem mirstīgajiem, RPD nekavējoties parādījās Krievijas auto izdevumu lapās
Automašīnas cena, protams, pieauga par 2,2-2,5 tūkstošiem dolāru, kas tobrīd bija diezgan jūtami, taču “astoņu” dinamika uzlabojās par lielumu. Galu galā 120–140 “rotācijas” zirgspēki ļāva no vietas simts sasniegt 8–9 sekundēs, un reālais maksimālais ātrums tuvojās lolotajiem 200 km/h. Degvielas patēriņš, protams, svārstījās no 8 līdz 14 litriem. Taču kompaktais rotējošais motors griezās līdz prātam satriecošiem 8 tūkstošiem apgriezienu, nodrošinot “pilotam” sajūtas, kas nav salīdzināmas ar parastā “kalta” paātrinājumu.
RPD-415 zem VAZ-2108 pārsega izskatās diezgan organiski. Bet tajā pašā laikā dzinējs ir ievērojami kompaktāks nekā oriģinālais. Foto: Podzolkovs Aleksandrs
RPD vienmēr ir bijis slavens ar savu “karsto raksturu”, tāpēc tam bija vajadzīgs eļļas radiators kā gaiss. Vai ūdens. Kopumā dzesēšanai. Foto: Podzolkovs Aleksandrs
Skats no apakšas liek domāt, ka tas ir kaut kāds ļoti sarežģīts “astotnieks”. Foto: Podzolkovs Aleksandrs
Mikroprocesora aizdedzi varēja atrast arī VAZ-2108 ar parasto iekšdedzes dzinēju. Bet ļoti reti. Foto: Podzolkovs Aleksandrs
Diemžēl tajā pašā laikā lielākajai daļai nesaprotamais rotors palika “lieta pati par sevi” - parastie autobraucēji nezināja tā remonta tehnoloģiju, un rezerves daļas netika pārdotas nevienā veikalā aiz stūra.
Turklāt līdz tam laikam parastie VAZ dzinēji jau uzņēma apgriezienus, bet RPD joprojām darbināja arhaiskais Solex karburators.
RPD maisījumu sagatavoja parastais Solex, bet ar saviem pielāgojumiem. "Gāzes sektoram" bija papildu svira, lai vadītu mērīšanas ierīci eļļas sūknis- lubrikators. Foto: Podzolkovs Aleksandrs
Skats no augšas uz VAZ-415 ar demontētu karburatoru. Foto: Podzolkovs Aleksandrs
Un, neskatoties uz klātbūtni mikroprocesoru sistēma aizdedze (MPSZ), rotors nevarēja lepoties ar parastā virzuļdzinēja iekšdedzes dzinēja elastību un (pats galvenais!) izturību. Patiešām, ar deklarēto resursu 125 000 km, daudzi dzinēji sāka ātri “nomirt” pēc 50 000 km, ko veicināja “nepareizas” eļļas izmantošana. Tāpat kā japāņi Mazda automašīnas ar RPD, šajā gadījumā dzinēja iedarbināšana strauji pasliktinājās un eļļas patēriņš palielinājās atkritumu dēļ, un nākotnē dzinējs varētu pilnībā sabojāt.
Blīvju blīvums ir sāpīgs punkts jebkuram RPD, ne tikai VAZ-415. Foto: Podzolkovs Aleksandrs
Neskaitāmas tūninga kompānijas, kas Toljati un tās apkārtnē parādījās kā sēnes pēc lietus, tajā laikā piedāvāja dažāda budžeta un iejaukšanās pakāpes tūninga programmas. parastie motori kas ļāva ražot gandrīz tādu pašu jaudu kā rotoram bez ievērojama kalpošanas laika zuduma. Taču RPD ar tradicionālo barošanas sistēmu nebija iespējams iekļauties gaidāmajos Euro 2 vides standartos, kuriem tikko apgūtā VAZ iesmidzināšana izpildīja bez problēmām.
Nemasveida ražošanas dēļ turpmāk ne darbs, ne pašu RPD ražošana VAZ īpaši neinteresēja, jo, tāpat kā Mazda vēsturē, tos varēja diktēt tikai tēla apsvērumi. Kas Toljati automobiļu rūpnīcas gadījumā nebija pietiekami spēcīgs arguments...
Vairāku uzskaitīto iemeslu dēļ jau 2000. gadu sākumā VAZ rotors sāka strauji zaudēt ātrumu. Jā, pat “desmitniekam” un “birkam” izdevās izmēģināt VAZ-415 attiecīgi modifikācijās 2110-91 un 2115-91, taču drīz vien rotācijas dzinēju ražošana VAZ tika pārtraukta un pats SKB RPD, kas izstrādāja tā pēdējais produkts 2001. gadā tika pārreģistrēts.
Gandrīz četri desmiti izstrādņu 26 gadu laikā - SKB RPD dizaineri ir daudz strādājuši pie rotora tēmas
Pēc 2004. gada projektēšanas biroja darbība saistībā ar RPD dzinējiem beidzot tika pārtraukta, un ap 2007. gadu aprīkojums tika daļēji noņemts un likvidēts. Šķiet, ka tas bija pēdējais punkts padomju-krievu rotora vēsturē.
Vai nožēlo, ka rotējošie VAZ nekad nav piepildījušies?
Tā kā automašīnas ar virzuļa iekšdedzes dzinējiem kļuva plaši izplatītas visā pasaulē, daži inženieri mēģināja izstrādāt tikpat efektīvus un jaudīgus rotācijas dzinējus. Speciālisti no Vācijas ir guvuši ievērojamus panākumus, kas nav pārsteidzoši, jo tieši šajā valstī tika izgudrots automobilis.
Nedaudz vēstures
1957. gadā dienasgaismu ieraudzīja pirmais rotācijas virzuļdzinējs. Pēc tam tas tika nosaukts viena no izstrādātājiem Fēliksa Vankela vārdā. Otrs cilvēks, Valters Freids, piedaloties izgudrošanas procesā, nepelnīti nokļuva sava līdzautora ēnā. Abi inženieri bija pārstāvji Vācijas uzņēmums NSU, kas ražoja automašīnas un motociklus.
Gadu vēlāk tika izlaista pirmā automašīna ar RPD. Diemžēl pat galvenie modeļa dizaineri jauna mašīna neapmierināts. Dzinējs tika pārveidots, un 60. gadu beigās piedzima sedans, kas saņēma titulu “Gada auto”. Tas bija Ro-80 no tā paša NSU uzņēmuma. Līdz 100 km tas paātrinājās tikai 12,8 sekundēs, sasniedza ātrumu līdz 180 km/h un svēra nedaudz vairāk par tonnu. Tolaik tie bija milzīgi skaitļi. Ražošanas licence rotācijas motori Viens auto uzņēmums pēc otra sāka tos nekavējoties iegādāties.
Nav zināms, kāds būtu Vankela izgudrojuma liktenis, ja enerģētikas krīze nebūtu sākusies 1973. gadā un naftas cenas būtu strauji pieaugušas. Rotējošais iekšdedzes dzinējs patērēja pārāk daudz degvielas, tāpēc no tā lietošanas sāka atteikties.
90. gadu beigās tikai Krievija un Japāna ražoja automašīnas ar Wankel dzinējiem. Krievu automašīnas VAZ, kas aprīkoti ar RPD, ir maz zināmi, bet Japāņu modeļi izdevās sasniegt pasaules popularitāti.
Pašlaik tikai Mazda ražo automašīnas ar rotācijas dzinējiem. Japāņu speciālistiem izdevās uzlabot automašīnas dzinēju tiktāl, ka tas sāka patērēt 2 reizes mazāk eļļas un 40% mazāk eļļas. mazāk degvielas. Arī izmešu daudzums ir samazināts, un dzinējs tagad atbilst Eiropas standartiem. vides standartiem. Jauns pavērsiens RPD attīstībā bija ūdeņraža kā degvielas izmantošana.
Rotācijas dzinēja pamati
Lai saprastu, kā darbojas rotācijas dzinējs, jums ir jāsaprot tā struktūra. Divas svarīgas RPD daļas ir rotors un stators. Rotors, kas uzstādīts uz vārpstas, griežas ap fiksētu pārnesumu - statoru. Savienojums ar zobratu notiek caur zobratu. Rotors ir izgatavots no leģētā tērauda un ievietots cilindriskā korpusā.
Dzinēja rotoram šķērsgriezumā ir trīsstūra forma, tā malas ir izliektas, un trīs virsotnes pastāvīgi saskaras ar korpusa iekšējo virsmu. Tādējādi cilindra telpa ir sadalīta trīs kamerās. Rotācijas rezultātā mainās kameru tilpums. Noteiktā brīdī virsbūves profila formas īpatnību dēļ ir četras kameras.
- Pirmajā posmā degvielu ievada vienā no kamerām caur atveri (ieplūdes logu).
- Tālāk degvielas kameras tilpums samazinās, ieplūdes logs pilnībā aizveras un sākas degvielas saspiešana.
- Nākamajā posmā tiek izveidotas četras kameras, tiek aizdedzinātas sveces (tās ir divas), degviela aizdegas un noderīgs darbs motors.
- Turpinot rotora rotāciju, atveras izplūdes logs, kurā izplūst sadegšanas produkti (izplūdes gāzes).
Tiklīdz izplūdes atvere aizveras, ieplūdes atvere atveras un cikls atkārtojas.
Viens darba cikls tiek pabeigts vienā pilns pagrieziens vārpsta Lai virzuļdzinējs veiktu tādu pašu darbu, tam jābūt divu cilindru.
Lai nodrošinātu hermētiskumu, rotora augšdaļās ir uzstādītas blīvējuma plāksnes. Tos piespiež pret cilindru ar atsperēm un centrbēdzes spēku, kā arī tiek pievienots gāzes spiediens.
Lai labāk izprastu, kā darbojas rotācijas dzinējs un kas tas vispār ir, ir jāizpēta diagramma. Tas parāda vienības šķērsgriezumu un procesus, kas notiek rotora kustības laikā. Rotācijas motora diagramma parāda, kādus posmus rotors iziet, spēlējot virzuļa lomu.
Rotācijas dzinēju veidi
Vecākie rotācijas dzinēji ir ūdens dzirnavas, kurās ritenis griežas no ūdens iedarbības un pārnes enerģiju uz vārpstu. Mūsdienu rotācijas motora, kas darbojas ar degvielu, dizains ir daudz sarežģītāks. Tajā var būt kamera:
- hermētiski noslēgts;
- pastāvīgs kontakts ar ārējo vidi.
Pirmā veida ierīces izmanto transportlīdzekļos, bet otro - gāzes turbīnās. Dzinēji ar slēgtu kameru savukārt ir sadalīti vairākos veidos. Rotācijas motoru klasifikācija ir šāda.
- Rotors griežas pārmaiņus vienā vai otrā virzienā, tā kustība ir nevienmērīga.
- Rotācija notiek vienā virzienā, bet mainās ātrums, kustība ir pulsējoša.
- Dzinēji ar blīvējuma atlokiem, kas izgatavoti lāpstiņu veidā.
- Vienmērīgi rotējošs rotors ar atlokiem, kas pārvietojas kopā ar rotoru un darbojas kā blīvējums.
- Dzinēji ar rotoru, kas veic planētu kustību.
Ir arī vēl divi rotācijas dzinēju veidi, kuros galvenais elements griežas vienmērīgi. Tie atšķiras ar darba kameras organizāciju un blīvējumu dizainu. Wankel dzinējs ietilpst piektajā vienumā no iepriekš minētā saraksta.
RPD priekšrocības
Izpētot rotācijas dzinēja konstrukciju un darbības principu, jūs varat saprast, ka tas pilnīgi atšķiras no virzuļdzinēja. Rotācijas iekšdedzes dzinējs ir kompaktāks, sastāv no mazākām detaļām, un tā īpatnējā jauda ir lielāka nekā virzuļdzinējam.
RPD ir vieglāk līdzsvarot, lai vibrācijas būtu minimālas. Tas ļauj to uzstādīt uz vieglajiem transportlīdzekļiem, piemēram, miniauto.
Detaļu skaits ir gandrīz 2 reizes mazāks nekā virzuļdzinējam. Arī izmēri ir ievērojami mazāki, un šī priekšrocība vienkāršo svara sadalījumu pa asīm un nodrošina lielāku stabilitāti uz ceļa.
Tradicionālais virzuļdzinējs veic lietderīgu darbu tikai divos vārpstas apgriezienos un iekšā rotācijas dzinējs lietderīgs darbs tiek veikts uz vienu rotora apgriezienu. Tas ir iemesls automobiļu ar RPD straujajam paātrinājumam.
Augsts degvielas patēriņš RPD
Rotējošā dzinēja dizains un darbības princips ir pārsteidzoši vienkāršs, saprotams un ģeniāls. Kāpēc tas nekļuva plaši izplatīts kā virzuļu iekšdedzes dzinējs? Efektivitāte šeit nav svarīgākais faktors.
Rotējošais iekšdedzes dzinējs patērē pārāk daudz degvielas. Ar tilpumu tikai 1,3 litri uz katriem 100 km tiek patērēti gandrīz 20 litri benzīna. Šī iemesla dēļ skrien masu produkcija Ne daudzi uzņēmumi ir nolēmuši izgatavot automašīnas ar RPD.
Ņemot vērā nesenos notikumus Tuvajos Austrumos, kad notiek sīvs karš par resursiem un naftas un gāzes cenas joprojām ir diezgan augstas, RPD ierobežotā izmantošana ir diezgan saprotama.
Citi svarīgi trūkumi
Nākamais rotācijas virzuļdzinēja trūkums ir ātrs blīvju nodilums, kas atrodas gar rotora ribām. Šis nodilums rodas straujas rotācijas dēļ, kā rezultātā ribu berze pret kameras sienām.
Turklāt spuras eļļošanas sistēma kļūst sarežģītāka. Mazda ir izgatavojusi sprauslas, kas iesmidzina eļļu sadegšanas kamerā. Šajā sakarā ir pieaugušas prasības attiecībā uz eļļas kvalitāti. Arī galvenajai vārpstai, ap kuru notiek kustība, nepieciešama pastāvīga, bagātīga eļļošana.
Eļļošanas problēmu tehniskajam risinājumam bija nepieciešama īpaša pieeja, un tikai japāņu inženieri spēja tikt galā ar uzdevumu pēc daudzu gadu eksperimentēšanas.
Temperatūra izplūdes gāzes RPD ir augstāks nekā virzuļdzinējam. Tas ir saistīts ar relatīvi īso rotora virsmas darba gājiena garumu. Degšanas process tik tikko paspēj beigties, pirms mala jau ir tik ļoti izkustējusies, ka atveras izplūdes logs. Rezultātā in izpūtējs izplūst gāzes, kas nav pilnībā pārnesušas spiedienu uz rotoru, un to temperatūra ir augsta. Neliela daļa nesadegušās degvielas maisījuma nonāk arī atmosfērā, kas negatīvi ietekmē vidi.
Rotācijas dzinējā ir grūti nodrošināt sadegšanas kameras hermētiskumu. Darbības laikā statora sienas sasilst nevienmērīgi un izplešas. Tā rezultātā var rasties gāzes noplūde. Īpaši karsta ir vieta, kur notiek degšana. Lai tiktu galā ar šo problēmu, dažādas detaļas tiek izgatavotas no dažādiem sakausējumiem. Tas savukārt sarežģī un palielina dzinēja ražošanas procesa izmaksas.
Wankel rotējošo virzuļdzinēju ražošanas izmaksas labi neietekmē kameras sarežģītā forma. Faktiski cilindram nav ovāla šķērsgriezuma, kā dažkārt saka. Sekcijai ir epitrohoīda forma, un tai ir nepieciešama augstas precizitātes izpilde.
Tātad, kļūst skaidrs, ka rotācijas dzinējam ir plusi un mīnusi. Tos var apkopot nākamajā tabulā.
Ātrā detaļu nodiluma dēļ rotācijas dzinēja kalpošanas laiks ir aptuveni 65 tūkstoši km. Salīdzinājumam, tradicionālā iekšdedzes dzinēja resurss ir 2 vai pat 3 reizes lielāks. Rotācijas virzuļdzinēju apkope prasa lielāku atbildību, tāpēc tie piesaista galvenokārt profesionāļu uzmanību. Inženieriem daļēji izdevās novērst nepilnības automašīnām ar RPD, taču dažas no tām joprojām palika.
Mazda rotācijas virzuļdzinēji
Kamēr citi pasaules ražotāji atteicās no rotējošo dzinēju ražošanas, Mazda turpināja strādāt pie tiem. Tās speciālisti uzlaboja dizainu un ieguva jaudīgu motoru, kas spēj konkurēt ar labākajām Eiropas vienībām.
Japāņi sāka strādāt ar rotācijas virzuļdzinēju jau 1963. gadā. Viņi ražoja vairākus autobusu, kravas automašīnu un automašīnu modeļus.
No 1978. līdz 2003. gadam uzņēmums ražoja slaveno sporta automašīnu RX-7. Tā pēctecis bija RX-8, kas saņēma vairāk nekā 30 apbalvojumus starptautiskajās autoizstādēs.
RX-8 bija aprīkots ar Renesis (Rotary Engine Genesis) dzinēju. Auto tika pārdots visā pasaulē dažādās konfigurācijās. gadā tika pārdoti jaudīgākie modeļi (250 ZS, 8,5 tūkst. apgr./min). Ziemeļamerika un Japāna. 2007. gadā Tokijas autoizstādē tika prezentēts konceptauto ar Renesis II dzinēju ar 300 ZS jaudu. Ar.
2009. gadā Eiropā tika aizliegtas Mazda automašīnas ar rotējošiem dzinējiem, jo oglekļa dioksīda izmešu daudzums pārsniedza toreiz spēkā esošos standartus. 2102. gadā tika pārtraukta japāņu automašīnu ar rotējošiem dzinējiem masveida ražošana. Šobrīd Mazda RPD tiek uzstādīti tikai sporta sacīkšu automašīnām.
Kā zināms, rotācijas dzinēja darbības princips ir balstīts uz lieliem apgriezieniem un kustību neesamību, kas atšķir iekšdedzes dzinēju. Tas ir tas, kas atšķir vienību no. RPD sauc arī par Wankel dzinēju, un šodien mēs apskatīsim tā darbību un acīmredzamās priekšrocības.
Videoklipā ir aprakstīts Zheltyshev rotācijas dzinēja dizains un darbības princips:
Pārsteidzoši, viņi mēģināja ieviest RPD mūsu valstī. Šāds dzinējs tika izstrādāts uzstādīšanai uz VAZ 21079, kas paredzēts kā transportlīdzeklis par īpašiem pakalpojumiem. Bet projekts diemžēl neiesakņojās. Kā vienmēr, ar to nepietika budžeta nauda valstis, kuras brīnumainā kārtā tiek izsūktas no valsts kases.
Bet japāņiem tas izdevās. Un viņi ir ieslēgti sasniegto rezultātu viņi nevēlas apstāties. Pēc jaunākajiem datiem, ražotājs Mazda uzlabos dzinēju un drīzumā izlaidīs to ar pavisam citu agregātu.
Ieskatīsimies RPD iekšienē
Rotācijas dzinēja darbības modelis ir kaut kas pilnīgi atšķirīgs no parastā iekšdedzes dzinēja. Pirmkārt, mums ir jāatstāj iekšdedzes dzinēja dizains, kādu mēs to zinām. Un, otrkārt, mēģiniet uzņemt jaunas zināšanas un koncepcijas.
RPD ir nosaukts tā rotora dēļ, tas ir, kas pārvietojas. Pateicoties šai kustībai, jauda tiek pārnesta uz sajūgu un pārnesumkārbu. Būtībā rotors izspiež enerģiju no degvielas, kas pēc tam caur transmisiju tiek pārnesta uz riteņiem. Pats rotors ir izgatavots no leģētā tērauda, un, kā minēts iepriekš, tam ir trīsstūra forma.
Videoklipā parādīts rotācijas virzuļdzinēja Zuev darbības princips:
Kapsula, kurā atrodas rotors, ir sava veida matrica, Visuma centrs, kurā notiek visi procesi. Citiem vārdiem sakot, tieši šajā ovālajā ķermenī notiek tas, kas:
- maisījuma saspiešana;
- degvielas iesmidzināšana;
- skābekļa padeve;
- maisījuma aizdegšanās;
- sadegušo elementu izdalīšana izvadā.
Vārdu sakot, seši vienā, ja vēlaties.
Pats rotors ir uzstādīts uz speciāla mehānisma un negriežas ap vienu asi, bet it kā darbojas. Tādējādi ovāla korpusa iekšpusē tiek izveidoti viens no otra izolēti dobumi, kuros katrā notiek viens no procesiem. Tā kā rotors ir trīsstūrveida, tajā ir tikai trīs dobumi.
Viss sākas šādi. Pirmajā izveidotajā dobumā notiek sūkšana, tas ir, kamera ir piepildīta ar gaisu, kas šeit tiek sajaukts.
Pēc tam rotors griežas un iespiež šo sajaukto maisījumu citā kamerā. Šeit maisījumu saspiež un aizdedzina ar divu sveču palīdzību.
Pēc tam maisījums nonāk trešajā dobumā, kur tiek izspiestas izlietotās degvielas daļas.
Šis ir pilns RPD darbības cikls. Bet tas nav tik vienkārši. Mēs pārbaudījām RPD shēmu tikai no vienas puses. Un šīs darbības notiek pastāvīgi. Citiem vārdiem sakot, procesi notiek uzreiz trīs rotora pusēs. Rezultātā tikai vienā iekārtas apgriezienā atkārtojas trīs cikli.
Turklāt bija iespējams uzlabot rotācijas dzinēju. Mūsdienās Mazda rotācijas dzinējiem ir nevis viens, bet divi vai pat trīs rotori, kas ievērojami palielina veiktspēju, it īpaši salīdzinājumā ar parasto iekšdedzes dzinēju. Salīdzinājumam: divu rotoru RPD ir salīdzināms ar sešu cilindru iekšdedzes dzinēju, bet 3 rotoru - ar divpadsmit cilindru. Tā nu izrādās, ka japāņi izrādījās tik tālredzīgi un uzreiz atpazina rotējošā dzinēja priekšrocības.
Atkal, veiktspēja nav vienīgā RPD priekšrocība. Viņam to ir daudz. Kā minēts iepriekš, rotējošais dzinējs ir ļoti kompakts un izmanto pat par tūkstoti mazāk detaļu nekā tas pats iekšdedzes dzinējs. RPD ir tikai divas galvenās daļas - rotors un stators, un jūs nevarat iedomāties neko vienkāršāku par to.
Rotējošā virzuļdzinēja darbības princips savulaik lika daudziem talantīgiem inženieriem pārsteigti pacelt uzacis. Un šodien talantīgie inženieri ir pelnījuši visu uzslavu un apstiprinājumu. Tas nav joks, ticiet šķietami aprakta dzinēja veiktspējai un piešķiriet tam otru dzīvi, un kāda otrā dzīve!
Tālumā 1957. gads Vācu inženieri Vankels un Freude iepazīstināja pasauli ar pirmo rotējošo dzinēju. Tad vairākums to pieņēma automobiļu uzņēmumi. Mercedes, un pat - viņi visi zem savu automašīnu pārsega liek rotācijas dzinējus. Un japāņi joprojām izmanto rotoru līdz šai dienai - lai gan modernā, uzlabotā modifikācijā. Kas padara Wankel rotējošo dzinēju veiksmīgu?
Rotācijas virzuļdzinēja darbības princips
Rotējošais dzinējs veic tādus pašus četrus gājienus kā tā virzuļa līdzinieks: ieplūde, kompresija, jaudas gājiens, izplūde. Bet rotors darbojas savādāk. Virzuļdzinējs vienā cilindrā veic četrus gājienus. Un, lai gan rotējošais tos veic vienā kamerā, katrs no cikliem notiek savā atsevišķā daļā. Tas ir, šķiet, ka cikls tiek veikts atsevišķā cilindrā, un virzulis “brauc” no viena cilindra uz otru. Tajā pašā laikā rotējošajam dzinējam nav gāzes sadales mehānisma. Atšķirībā no virzuļdzinēja visu darbu veic ieplūdes un izplūdes atveres, kas atrodas sānu korpusos. Rotors griežas un regulē logu darbību: atver un aizver logus.
Starp citu, par rotoru. Lieki piebilst, ka tas ir galvenais motora elements, tas ir rotors, kas piešķir nosaukumu pašam dzinējam. Kas tā par detaļu? Rotoram ir trīsstūra forma, tas ir nekustīgi piestiprināts pie ekscentriskās vārpstas un ir uzstādīts ārpus centra. Pagriežot, elements apraksta kapsulas formu, nevis aplis, tā atrašanās vietas dēļ. Rotors nodod jaudu no dzinēja uz pārnesumkārbu un sajūgu, citiem vārdiem sakot, tas izspiež sadegušo degvielu un pārnes rotāciju uz transmisiju uz riteņiem. Dobums, kurā rotors rotē, ir izgatavots kapsulas formā.
Rotācijas virzuļdzinēja darbības princips ir šāds. Rotors, griežoties, ap sevi izveido trīs dobumus, kas ir izolēti viens no otra. Tas notiek ap rotoru esošās dobuma kapsulas formas un paša rotora trīsstūra formas dēļ. Pirmais dobums - sūkšanas dobums, tas sajauc degvielu ar skābekli. Pēc tam ar rotora kustību maisījumu destilē otrajā kamerā un tur saspiež. Šeit to aizdedzina divas aizdedzes sveces, tas izplešas un spiež virzuli. Rotors griežas kustībā uz priekšu, atverot nākamo dobumu, kur izplūst izplūdes gāzes un atlikušā degviela.
Rotācijas dzinēja trūkumi un priekšrocības
Tāpat kā jebkuram citam iekšdedzes dzinējam, arī rotācijas dzinējam ir gan plusi, gan mīnusi. Vispirms apskatīsim tā priekšrocības salīdzinājumā ar citiem dzinējiem.
1. Rotācijas dzinēja veiktspēja ir vairākas reizes augstāka nekā citiem. Kamēr parastajos iekšdedzes dzinējos uz vienu apgriezienu iziet viens gājiens, tad rotācijas dzinējā - trīs(iesūkšana, kompresija, aizdedze). Turklāt mūsdienu dzinēji ir aprīkoti ar diviem vai trim rotoriem vienlaikus, tāpēc 2 rotoru dzinēju var salīdzināt ar 6 cilindru parasto iekšdedzes dzinēju, bet 3 rotoru dzinēju var salīdzināt ar 12 cilindriem.
2. Dažas daļas. Motora konstrukcijas vienkāršība (rotors un stators) ļauj izmantot mazāk detaļu. Statistika saka, ka iekšdedzes dzinējam ir par 1000 vairāk detaļu nekā rotācijas dzinējam.
3. Zems vibrācijas līmenis. Rotors griežas pa apli, neveicot abpusējās kustības. Attiecīgi vibrācija praktiski nav manāma. Turklāt parasti ir divi rotējošie dzinēji, tāpēc tie līdzsvaro viens otra darbu.
4. Augsta dinamiska veiktspēja. Vienā apgriezienā dzinējs pabeidz trīs gājienus. Tāpēc pat pie maziem apgriezieniem dzinējs attīsta lielus apgriezienus.
5. Kompaktums un viegls svars. Pateicoties dizaina vienkāršībai un mazajam detaļu skaitam, motoram ir mazs svars un izmēri.
Neskatoties uz daudzajām priekšrocībām, dzinējam ir arī vairāki trūkumi, kas neļauj automobiļu kompānijām to masveidā izmantot savās automašīnās.
1. Tendence pārkarst. Darba maisījuma sadegšanas laikā rodas starojuma enerģija, kas bezmērķīgi atstāj sadegšanas kameru un silda dzinēju. Tas ir saistīts ar kameras formu, kas atgādina kapsulu vai objektīvu, tas ir, kam ir mazs tilpums, tai ir liela darba virsma. Lai enerģija neizplūstu, kamerai bija jābūt sfēriskai.
2.Regulāras eļļas maiņas. Rotors ir savienots ar izejas vārpstu ar ekscentrisku mehānismu. Šī savienojuma metode rada papildu spiedienu, kas kopā ar paaugstināta temperatūra uzsilda dzinēju. Tāpēc jums ir periodiski jāved automašīna uz kapitālo remontu un jāmaina eļļa. Bez eļļas maiņas dzinējs sabojājas.
3. Regulāra blīvējumu nomaiņa. Uz mazās rotora kontakta laukuma ar vārpstu, a augsts asinsspiediens. Blīves nolietojas un kamerās veidojas noplūdes. Tā rezultātā palielinās izplūdes gāzu toksicitāte un samazinās efektivitāte. Starp citu, jaunos modeļos šī problēma tika atrisināta, izmantojot augsti leģēto tēraudu.
4.Augsta cena. Rotācijas dzinējiem detaļām jābūt ražotām ar augstu ģeometrisko precizitāti. Tāpēc rotācijas dzinēju ražošanā tiek izmantotas dārgas iekārtas un dārgi materiāli. Tā rezultātā, neskatoties uz šķietamo konstrukcijas vienkāršību, rotācijas motora cena ir augsta.
Rotācijas dzinēju pielietojums: no izgudrojuma līdz mūsdienām
Inženieri ir izstrādājuši rotācijas dzinējus ļoti ilgu laiku. Tvaika dzinēju izgudrotājs Džeimss Vats iezīmēja sapņa par rotācijas dzinēju sākumu. 1846. gadā inženieri jau bija noteikuši sadegšanas kameras formu un darbības pamatus rotācijas iekšdedzes dzinējs. Bet dzinējs palika sapnis. Bet 1924. gadā Jaunais un talantīgais Fēlikss Vankels sāka rūpīgu praktisko darbu pie rotācijas dzinēja izveides. Divdesmit divus gadus vecais inženieris bija tikko beidzis vidusskolu un iestājies tehniskās literatūras izdevniecībā. Toreiz Vankels sāka izstrādāt projektu pašu dzinēju, izmantojot plašas teorētiskās zināšanas no literatūras. Izveidojis savu laboratoriju, inženieris sāka saņemt produktu patentus. 1934. gadā Vankels pieteicās uz pirmo rotācijas dzinēju.
Bet liktenis lēma citādi. Talantīgo inženieri pamanīja varas iestādes, un viņš sāka strādāt lielākajās nacistiskās Vācijas autobūves koncernās. Viņam nācās atlikt savus projektus. Pēc kara inženieris atradās cietumā, kā nacistu režīma līdzdalībnieks, un viņa laboratoriju atņēma franči. Un tikai 1951. gadā zinātnieks atjaunoja savu vārdu, sākot strādāt motociklu uzņēmumā. Tur viņš pārbūvēja savu laboratoriju un piesaistīja citu zinātnieku Valteru Freidu rotācijas dzinēja projektam. Kopā viņi izlaida pirmo rotācijas dzinēju 1957. gada 1. februārī. Sākotnēji tas darbojās ar metanolu, bet jūlijā dzinējs tika pārslēgts uz benzīnu. 50. gados Vācija sāka atgūties no kara sekām, un attiecīgi autobūves uzņēmumi kļuva bagātāki.
NSU uzņēmums, kurā strādāja Vankels un Freude, gatavojās masveidā ražot automašīnas ar rotējošu dzinēju. 1960. gadā Minhenē tika demonstrēts NSU Spider ar Wankel dzinēju zem motora pārsega. Un 1968. gadā tika izlaists NSU Ro-80, kas ietekmēja turpmāko automobiļu ražošanu. Automašīna paātrinājās līdz 180 km/h, no vietas automašīna paātrinājās līdz 100 km/h 12,8 sekundēs. Ro-80 kļuva par gada automašīnu, un daudzas koncernas iegādājās tiesības uz Wankel dzinēju. Bet dzinēja konstrukcijas nepilnību un augsto ražošanas izmaksu dēļ uzņēmumi atteicās masveidā ražot automašīnas ar rotējošo dzinēju. Bet bija prototipi.
Piemēram, Mercedes-Benz, kas 1970. gadā izlaida automašīnu C111. Stilīgs oranžs auto ar modernizētu, uzticamu virsbūvi, kas paātrinājās līdz 100 km/h 4,8 sekundēs. Taču automašīnas rijība neļāva uzņēmumam masveidā ražot C111.
Mēs sākām interesēties par rotoru un... Jau 1972. gadā publikai tika prezentēta pirmā Corvette ar divu sekciju rotējošo dzinēju. Četru kastu Corvette parādījās 1973. gadā, bet 1974. gadā naudas trūkuma dēļ Chevrolet atlika darbu pie rotācijas dzinējiem. Kaimiņvalsts Francija arī pieņēma Wankel dzinējus. 1974. gadā izlaida Citroen Citroen tirgus GS Birotor. Zem pārsega atradās divu sekciju Vankela dzinējs. Bet automašīna nebija populāra. Divu gadu laikā franču kompānija pārdeva tikai 874 automašīnas. 1977. gadā "Citroen" atsauca rotācijas automašīnas ar mērķi tos likvidēt, taču, visticamāk, 200 no tiem spēja izdzīvot.
Arī PSRS mēģināja izmantot Vankela dzinēju. Viņi nevarēja iegādāties licenci VAZ rūpnīcās, tāpēc no NSU Ro-80 nokopēja vienas sekcijas rotējošo motoru. Uz tā pamata VAZ-311 dzinējs tika salikts 1976. gadā. Attīstība ilga 6 gadus. Pirmā sērijveida VAZ ar rotoru zem pārsega bija 21018. Bet modelis cieta neveiksmi. Visi 50 prototipi sabojājās. 1983. gadā PSRS parādījās divu sekciju rotoru modeļi. Ar šādu dzinēju aprīkoti Žiguli un Volga viegli panāca ārzemju auto. Bet tad dizaina birojs novērsās no autobūves nozares un neveiksmīgi mēģināja izmantot rotējošo dzinēju aviācijā. Tas noveda pie tā, ka jaunattīstības nozare 1995. gadā apmetās uz VAZ-415 modeli.
Līdz 2012. gadam tas tika ražots masveidā Mazda modelis RX-8, ar uzlabotu Wankel dzinēju. Kopumā japāņi ir vienīgie, kuriem masveidā ražo rotācijas mašīnas kopš 1967. gada. 70. gados Mazda ieviesa RX zīmolu, kas apzīmē rotācijas dzinēju izmantošanu. Japāņi uzstādīja rotoru jebkurai automašīnai, tostarp pikapiem un autobusiem. Varbūt tāpēc RX-8 ir izcilas tehniskās un vides īpašības, kas bija tik neparasti pirmajām automašīnām ar Wankel dzinēju.
