Конструкция и работа роторного двигателя
Функцию поршня в РПД выполняет трехвершинный ротор, преобразующий силу давления газов во вращательное движение эксцентрикового вала.
Движение ротора относительно статора (наружного корпуса) обеспечивается парой шестерен, одна из которых жестко закреплена на роторе, а вторая на боковой крышке статора.
Шестерня неподвижно закреплена на корпусе двигателя. С ней в зацеплении находится шестерня ротора. Ротор с зубчатым колесом как бы обкатывается вокруг шестерни.
Вал вращается в подшипниках, размещенных на корпусе, и имеет цилиндрический эксцентрик, на котором вращается ротор. Взаимодействие этих шестерен обеспечивает целесообразное движение ротора относительно корпуса, в результате которого образуются три разобщенных камеры переменного объема.
Передаточное отношение шестерен 2:3, поэтому за один оборот эксцентрикового вала ротор поворачивается на 120 градусов, а за полный оборот ротора в каждой из камер совершается полный четырехтактный цикл.
Газообмен регулируется вершиной ротора при прохождении ее через впускное и выпускное окно. Такая конструкция позволяет осуществлять 4-тактный цикл без применения специального механизма газораспределения.
Герметизация камер обеспечивается радиальными и торцевыми уплотнительными пластинами, прижимаемыми к цилиндру центробежными силами, давлением газа и ленточными пружинами. Крутящий момент получается в результате действия газовых сил через ротор на эксцентрик вала.
Смесеобразование, зажигание, смазка, охлаждение, запуск - принципиально такие же, как и у обычного поршневого двигателя внутреннего сгорания.
История роторно-поршневых двигателей
Во времена бывшего СССР существование отечественных машин с двигателями Ванкеля не афишировалось. Ими пользовались наши спецслужбы.
Ученые из бывшей УССР не оставались в стороне при создании и усовершенствовании РД, однако в прессе об этом практически не упоминалось. Эксперименты проводились совместно с СКБ РПД, которым в то время руководил Б.С. Поспелов.
Перед украинскими специалистами поставили две основные задачи: повышение экономических и экологических показателей РПД.
Задача была успешно выполнена путем внедрения принципиально новой системы регулирования мощности двигателя методом отключения рабочих цилиндров (ДРЦ).
Экономичность РПД возросла на 15%, а содержание токсических компонентов уменьшилось в 2,5-3 раза. Работа по модернизации РД проводится и до сегодняшнего времени.
Как обстоят дела с РПД в Украине
В настоящее время на территории Украины автомобили с РПД являются экзотическим транспортным средством. Такие машины эксплуатировались исключительно правоохранительными органами или службами госбезопасности.
В последнее время на территории Украины появились иностранные подержанные автомобили с РПД. В основном это Mazda RX-7 1980-1988 г.в., которая никогда в Украину официально не поставлялась.
Правда и ВАЗ в последнее время тоже стал предлагать "восьмерки" и "десятки" с двухсекционными моторами ВАЗ-415. Каждая секция имеет объем 654 см3, что позволяет достичь мощности 140 л.с. (6500 мин-1) и крутящего момента 186 Нм (4500 мин-1). А 200 км/ч для "десятки" - совсем неплохо…
О специфике эксплуатации автомобилей с РПД
По конструкции ВАЗовский мотор уступает японским. При этом случаи полной выработки ресурса практически неизвестны. Мотора ВАЗ-415 хватает на 80-100 тыс.км, а в некоторых случаях и 150 тыс.км., после чего требуется его преборка.
Гарантированный пробег японских двигателей - 300 тыс.км. Обслуживание самое обычное - замена эксплуатационных жидкостей.
Свечи российского производства редко ходят больше 5-7 тыс.км, поэтому рекомендуется использовать свечи фирмы NGK (BR10ET для РПД с наддувом и RB89ET без него), которые выдерживают 15 и более тысяч километров.
Строго рекомендуется применять только высококачественное минеральное масло, так как "синтетика", сгорая в двигателе, закоксовывает уплотнения ротора. Расход 500 граммов масла на 1000 км пробега - норма для этого двигателя, ведь часть масла специальным насосом (лубрикатором или metering pump) впрыскивается прямо во впускной коллектор для дополнительной смазки трущихся поверхностей. Но из-за постоянных доливов масло требуется менять не чаще, чем через 10-12 тыс.км, и обязательно после зимней эксплуатации.
Этому мотору все равно на каком бензине работать, нужно только соответствующим образом настроить систему зажигания.
Надежность роторного двигателя
Распространенное мнение о недолговечности, ненадежности и проблемах при эксплуатации роторных двигателей не соответствует действительности. Все зависит от правильного и своевременного обслуживания роторного автомобиля. Запас мощности в РПД - более чем достаточный. А повышенный расход топлива владельца спортивной машины расстраивать не должен. Кроме того, ремонтируется он даже легче, чем обычный - деталей-то в несколько раз меньше.
Владеть таким необычным "роторным монстром", непохожим на других, при этом имея свое лицо и свойственную ему индивидуальность, желают многие автолюбители и профессионалы.
Перспектива роторных двигателей
Более 30 лет разные автопроизводители пытались совладать с многообещающим, но капризным творением Ванкеля. Опустили руки все, кроме Mazda и … ВАЗ, где роторные двигатели мелкими сериями еще делают. Создавалось впечатление, что сдастся и Mazda, преуспевшая больше остальных.
Но в 2002 году в Токио Mazda представила новый автомобиль следующего поколения - концепт RX-Evolv с атмосферным роторным двигателем Renesis (комбинация слов renaissance - "возрождение" и genesis - "начало") объемом 2 л, который развивает 280 л.с. при 8000 мин-1. Это рекордная литровая мощность для безнаддувных двигателей.
Примечательно, что этот РД соответствует жестким экологическим нормам Euro 4.
Также особо следует отметить предрасположенность РПД для работы на водороде. Фирма Mazda провела большой объем исследовательских работ по применению водорода в качестве топлива для автомобильного ДВС. РПД при небольшой модернизации позволяет использовать водород в качестве топлива. Поэтому фирмой было заявлено, что в "водородной" программе предпочтение отдано РПД.
Последняя надежда на возвращение роторного мотора связана с недавно появившимися автомобилями с гибридными силовыми установками, в которых небольшой двигатель внутреннего сгорания используется в качестве резервного источника мощности.
Так что борьба на поле двигателестроения продолжается …
