Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В каком году установили роторный двигатель

avtoexperts.ru

Изобретение двигателя внутреннего сгорания дало толчок к производству автомобилей, передвигающихся на жидком виде топлива. Двигатели эти на протяжении всей истории автомобилестроения эволюционировали: появлялись различные конструкции моторов. Одной из прогрессивных, но так и не получивших распространение конструкций двигателей стал роторно-поршневой агрегат. Об особенностях этого типа двигателя, его достоинствах и недостатках мы поговорим в сегодняшнем материале.

История

Разработчиком роторно-поршневого двигателя стал дуэт инженеров компании NSU – Феликс Ванкель и Вальтер Фройде. И хотя основная роль в создании роторного двигателя принадлежит именно Фройде (второй участник проекта в это время работал над конструкцией иного двигателя), в автомобильной среде силовой агрегат известен как мотор Ванкеля.

Эта силовая установка была собрана и испытана в 1957 году. Первым автомобилем, на который установили роторно-поршневой двигатель, стал спорткар NSU Spider, который развивал скорость 150 км/час при мощности мотора 57 лошадиных сил. Производилась эта модель на протяжении трех лет (1964-1967 годы).

По настоящему массовым автомобилем с роторным двигателем стало второе детище компании NSU – седан Ro-80.

В названии автомобиля указывалось, что модель оснащается роторным агрегатом. Впоследствии роторные двигатели устанавливались на автомобили Citroen (GS Birotor), Mercedes-Benz (С111), Chevrolet (Corvette), ВАЗ (21018) и так далее. Но самый массовый выпуск моделей с роторным двигателем был налажен японской компанией Mazda. Начиная с 1964 года, компания произвела несколько автомобилей с подобным типом силовой установки, а пионером в этом деле стала модель Cosmo Sport. Самая известная модель с роторно-поршневым двигателем, которая выпускалась этим производителем – RX (Rotor-eXperiment). Производство последней модели из этого семейства, Mazda RX8 в специальной версии Spirit R, было свернуто в середине 2012 года. Впрочем, не все экземпляры роторной «восьмерки» еще распроданы – официальный дилер Mazda в Индонезии еще продает эти автомобили.

Устройство

Особенностью роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания стало присутствие в его конструкции трехгранного ротора – поршня. Он вращается в цилиндре, который имеет специальную форму. Ротор насажен на вал, и соединен с зубчатым колесом, которое, в свою очередь, имеет сцепление со статором – шестерней. Ротор вращается вокруг статора по так называемой эпитрохоидальной кривой, его лопасти попеременно перекрывают камеры цилиндра, в которых происходит сгорание топлива.

В конструкции роторного двигателя отсутствует газораспределительный механизм – его функцию выполняет сам ротор, который при помощи своих лопастей распределяет поступающую горючую смесь и выпускает отработанные в цилиндре газы. Подобная конструкция двигателя позволяет обойтись без множества узлов, крайне необходимых для простого поршневого двигателя (например, коленчатый вал, шатуны), что, во-первых, позволяет уменьшить размер и массу силового агрегата, а во-вторых – уменьшить стоимость его производства.

Достоинства и недостатки

Роторно-поршневой двигатель не зря привлек внимание многих именитых автомобильных компаний. Его конструкция и принцип действия позволяли получить несколько довольно весомых преимуществ перед обычными двигателями.

Во-первых, роторно-поршневой мотор в силу своей конструкции обладал лучшей среди остальных типов силовых установок сбалансированностью, и был подвержен минимальным вибрациям.

Во-вторых, у этой силовой установки отмечались отменные динамические характеристики: без существенной нагрузки на двигатель, авто с роторно-поршневым мотором легко можно разогнать до 100 км/час и более на низкой передаче при высоких оборотах двигателя.

В-третьих, роторный двигатель компактнее и легче, чем стандартный поршневой силовой агрегат. Эта особенность позволяла конструкторам добиться практически идеальной развесовки по осям, что влияло на устойчивость автомобиля на дороге.

В-четвертых, в нем используется намного меньшее количество узлов и агрегатов, чем в обычном двигателе.

Наконец, в-пятых, роторный двигатель обладает высокой удельной мощностью.

Недостатки

К минусам роторно-поршневого двигателя, из-за которых он так и не смог получить массового применения и не используется сегодня в автомобилях всех брендов, относится, во-первых, большой расход топлива на низких оборотах. На некоторых моделях он достигает 20 литров на 100 км пробега, что, согласитесь, совсем не экономично и бьет по карману владельца авто с роторным двигателем.

Во-вторых, недостатком этого типа двигателей является сложность изготовления его деталей: чтобы ротор правильно прошел эпитрохоидальную кривую, необходима высокая геометрическая точность при создании как самого ротора, так и цилиндра. Для этого производители роторных двигателей используют высокоточное и дорогостоящее оборудование, а стоимость производства закладывают в цену автомобиля.

В-третьих, роторный двигатель склонен к перегреву из-за особенности конструкции камеры сгорания: она имеет линзовидную форму, а не сферическую, как у обычных поршневых моторов. Топливная смесь, сгорая в такой камере, превращается в тепловую энергию, которая расходуется в большей части неэффективно – ее избыток нагревает цилиндр, что в конечном итоге приводит к износу и выходу его из строя.

В-четвертых, высокий износ уплотнителей между форсунками ротора из-за перепадов давления в камерах сгорания двигателя. Именно поэтому ресурс таких двигателей составляет 100-150 тысяч км, после чего, как правило, требуется капитальный ремонт силового агрегата.

В-пятых, роторно-поршневой двигатель нуждается в своевременной и четко соблюдаемой процедуре смены моторного масла: мотор потребляет примерно 600 мл моторного масла на 1000 км, так что менять его приходится раз в 5000 км пробега. Если его вовремя не заменить, это чревато выходом из строя узлов и агрегатов мотора, что повлечет за собой дорогостоящий ремонт. То есть, к эксплуатации и обслуживанию роторно-поршневых двигателей следует подходить более ответственно, чем к обслуживанию обычных моторов, вовремя проводя их техническое обслуживание и капитальный ремонт.

Читать еще:  Что такое direct в двигателе opel

По стопам Ванкеля: взлёт и падение роторных моторов ВАЗ

На массовых советских легковушках не было особых технических инноваций — ни дизеля, ни автоматической трансмиссии, ни гидропневматической подвески, ни турбонаддува. В огромной стране были востребованы любые автомобили — и, по разным причинам, серийно выпускались достаточно простые и ремонтопригодные конструкции.

Т ем удивительнее, что «у советских была собственная гордость», да еще какая – спроектированный для легковых машин роторно-поршневой двигатель! Причем «роторная тема» обросла слухами домыслами и легендами еще в начале восьмидесятых годов, и даже появление автомобилей ВАЗ с РПД в свободной продаже в шальные девяностые не расставило все точки над i.

Предтечи: Феликс Генрих Ванкель

Немецкий инженер-самоучка Феликс Ванкель занялся разработкой роторно-поршневого двигателя еще в двадцатые годы, но в предвоенный период ему так и не удалось довести до ума опытные образцы авиадвигателей, несмотря на поддержку компании BMW и министерства авиации. После Второй мировой войны оборудование Ванкеля было демонтировано и вывезено во Францию. Несмотря на это, инженер-конструктор не прекращал работу над собственным РПД — теперь уже при поддержке компании NSU. К середине пятидесятых Ванкель закончил теоретическую часть и в 1957 году изготовил опытный образец, по итогам испытаний которого в конструкцию были внесены необходимые изменения.

Отец ротора – Феликс Ванкель

Работа Ванкеля отнюдь не носила «академический» характер: в 1963 году началось производство первой серийной модели NSU — Prince Spyder, а впоследствии инновационным мотором оснащался и седан бизнес-класса NSU Ro 80.

Когда компании Audi «по наследству» досталась марка NSU и её наработки, она даже выпустила прототип Audi KKM на базе «сотки» второго поколения. В дальнейшем тему моторов Ванкеля в Audi не продолжали.

Однако достаточно быстро особенности РПД помешали ему одержать рыночную победу над традиционными поршневыми ДВС с кривошипно-шатунным механизмом. Тем не менее, в годы серийного производства моторов Ванкеля патент на право производства таких агрегатов приобрели многие крупные автопроизводители, некоторые из которых занялись разработкой «роторной темы» всерьез и надолго. Пожалуй, наиболее известным производителем РПД является японская компания Mazda, создавшая двигатель Renesis.

Сделано в СССР

Как же идея заняться выпуском роторно-поршневых двигателей могла возникнуть на ВАЗе? Над различными альтернативными конструкциями поршневых двигателей в СССР работали еще в середине ХХ века — разумеется, не для автомобилестроения, а для авиации. Потенциально такие моторы могли обеспечить более высокую отдачу, что было особенно ценно в самолётостроении. Непосредственно к теме РПД в Советском Союзе приступили еще в «довазовский» период – по указанию Минавтопрома и Минсельхозмаша три научно-исследовательские институты (НАМИ, НАТИ и ВНИИмотопрома) занялись исследовательскими работами по созданию РПД.

Поэтому разработка Ванкеля и её практическое воплощение на серийных автомобилях в Советском Союзе не осталось незамеченным. Более того, лёгкий и мощный мотор мог стать востребованным для некоторых автомобилей специального назначения — например, так называемых «догонялок» или спортивных автомобилей.

Традиционно для автопрома СССР волевое решение могло быть принято лишь «на самом вверху» — то есть, на уровне министерства.

Однако ротором на ВАЗе занялись по распоряжению Генерального директора Волжского автозавода в 1973 году – казалось бы, по собственному усмотрению. Но не все так просто: до того, как перейти на новый проект – строительство Волжского автогиганта, еще в 1965-м Виктор Николаевич Поляков занимал пост заместителя министра автомобильной промышленности СССР, а в 1975-м он и вовсе вернулся в министерское кресло, возглавив Минавтопром СССР. Таким образом, можно утверждать, что работы по ротору были утверждены «без двух минут» министром автопрома и его же бывшим заместителем в одном лице.

Итак, после выхода соответствующего приказа Генерального директора было создано специальное конструкторское бюро, в задачу которого входила не только разработка моторов собственной конструкции, но и устранение «родовых недостатков» мотора Ванкеля, о которых советские конструкторы уже были осведомлены.

В отличие от западных коллег, под «собственной конструкцией» в СССР подразумевалась действительно разработка своего варианта, а не покупка патента или готовой лицензии. Как и в случае с автоматической трансмиссией для ГАЗ-13 Чайка, советские инженеры за неимением вариантов были вынуждены изготовить свой вариант односекционного мотора Ванкеля, разобрав для этого один японский РПД. Однако предварительно для «натурных испытаний» двигатель, снятый со специально приобретённой для работы над ротором Mazda RX-2, был установлен на Жигули третьей модели.

Роторный двигатель: между прошлым и будущим

Родная кровь

Всё началось еще в шестидесятые годы прошлого века. История не сохранила сведений о попытке купить лицензию на роторный двигатель у NSU, но работы над такими моторами без особой шумихи вели — в том числе в Серпухове, во ВНИИмотопроме. Главный вклад в советское роторное моторостроение сделал ВАЗ. В Тольятти КБ роторных двигателей ­появилось в 1973 году, и вскоре был готов односекционный мотор ВАЗ‑311 мощностью 70 л.с. Этот мотор поставили на «копейку», присвоив ей имя ВАЗ‑21018. Собрали даже небольшую партию таких машин для силовых структур. Внешне они абсолютно ничем не отличались от серийных — таково было одно из требований заказчика. Следом появился ВАЗ‑21019 с двухсекционным двигателем ВАЗ‑411 мощностью 120 л.с. В модернизированном виде под именем ВАЗ‑411М этот мотор ставили на «пятерку» ВАЗ‑21059. Машины с «одиннадцатым» и «пятым» кузовами делали мелкосерийно с конца 1970‑х по 1980‑е годы. Дальнейшим развитием двухсекционного двигателя стал вариант со впрыском топлива вместо карбюратора — ­ВАЗ‑411–01. Такой мотор мощностью 130–140 л.с. ставили на партии «семерок» ВАЗ‑21079 уже в начале 1990‑х.

Читать еще:  Что щелкает при запуске двигателя ваз 2114

Активную деятельность по созданию и испытанию роторных моторов Волжский автозавод вел и по программе Минавтопрома. Привлекала возможность соединять секции практически в любых количествах, получая агрегаты разной мощности. Поэтому и рассматривали целую линейку роторных автомобилей — от Оки до Чайки и РАФа. На опытных образцах Волги ГАЗ‑31028 (1989-1990-й) стоял 140‑сильный мотор, а самые мощные агрегаты — трехсекционный ВАЗ‑431 и четырехсекционный ВАЗ‑441, предназначенные для Волги и Чайки, — развивали 210 и 280 л.с. соответственно.

На базе двухсекционного двигателя ВАЗ‑411 сделали ВАЗ‑415 — универсальный мотор для задне- и переднеприводных машин. С конца 1997 года такие 135‑сильные двигатели ставили на Самары — ВАЗ‑2109–91, —21099-91 и —2115-91. Выпускали небольшие партии таких автомобилей, и они поступали в свободную продажу. Покупали их лишь большие оригиналы. И вскоре роторные Самары исчезли из продажи — навсегда.

В 2012 году, изготовив около 200 тысяч машин, японцы прекратили производство купе Mazda RX‑8. Выходит, история самого молодого двигателя внутреннего сгорания закончилась? Не будем торопиться. Есть, конечно, те, кто считает путь по эпитрохоиде тупиковым. Но немало инженеров видят в роторном направлении большие перспективы.

После дебюта в Токио в 2015 году концепт-кара RX-Vision фирму Mazda забросали вопросами. Серьезно ли? Когда? Я тоже спрашивал. Официальных ответов японцы не давали. Но вид у них при этом был довольно хитрый.

ОТ ПЕРВОГО ЛИЦА

— Первые Жигули с односекционным 70‑сильным роторным мотором появились у нас в Риге в начале восьмидесятых. Тогда все заводы передавали друг другу опытные образцы для эксплуатационных испытаний. Вот и нам достались необычные «копейки». На машине с кузовом ВАЗ‑21011 ездил мой предшественник — начальник КБ испытаний Валдис Либерт.

Вскоре мы сдали эту машину на ВАЗ и получили ВАЗ‑2103 уже с двухсекционным 120‑сильным роторным двигателем. На нем я ездил несколько лет. Мотору требовалось масло М‑12ГИ с импортными присадками и четырехэлектродные свечи А23ДВ. На машине стояла штатная четырехступенчатая коробка передач, сцепление Sachs и два длинных карданных вала. Двигатель-то был короткий — всего около 500 мм. Поэтому и рычаг коробки передач сместился вперед примерно на 70 мм.

Мотор раскручивался до 8500 об/мин! Стрелки спидометра и тахометра упирались в положение «дальше некуда». Среди серийных советских машин ни одна не могла составить конкуренцию по динамике таким Жигулям.

Поскольку двигатель был очень горячий, пробку расширительного бачка рассчитали на большее давление, а температура кипения охлаждающей жидкости поднялась до 120–130 ºС. Выпускная система стояла штатная, но звук выхлопа на разгоне оказался более высоким.

Поначалу был непривычен стремительный и ровный, «троллейбусный» разгон. На первой передаче, быстро раскрутив мотор, удавалось развить скорость 90 км/ч! Еще одна характерная черта «ротора» — невозможность тормозить двигателем, переключая передачи вниз. Из-за этого при энергичной езде (а как еще ездить на такой машине?) страдали синхронизаторы коробки. Помню забавный случай. Устроил в Москве светофорные гонки с обычной на вид «трешкой» и никак не мог ее «сделать». А потом на очередном светофоре услышал характерный звук выхлопа и понял: на ней такой же мотор, роторный!

Поскольку для смазки торцевых уплотнителей ротора масло капало в карбюратор, его расход составлял не менее 200 г/1000 км. Поэтому масло не меняли, только фильтры — замена масла обес­печивалась периодическим доливом. Расход топлива составлял в среднем около 12 л/100 км, поэтому для дальних поездок поставил в багажник второй бак.

Первый признак умирания мотора — плохой пуск из-за износа уплотнений ротора и, как следствие, снижения компрессии. На моей «трешке» двигатель отходил 91 000 км. В Тольятти на нее поставили такой же, но новый мотор. На нем я проехал всего 63 000 км… В это время СССР уже лихорадило, и машину просто сдали на ВАЗ.

В 1985 году, в соответствии с министерской программой внедрения роторных двигателей на автомобили разных заводов, мы привезли из Тольятти два двухсекционных 140‑сильных агрегата для РАФов. Поставили их на стандартный микроавтобус и на санитарку. Первый предполагали выпускать для девятого управления КГБ, занимавшегося охраной первых лиц государства, а вторую — для четвертого управления Минздрава, обслуживающего этих самых лиц. Собирали машины в Риге: сделали новые кронштейны крепления мотора, установили радиатор от ГАЗ‑53. В салоне исчез высокий капот между сиденьями, и министерские начальники предложили поставить там еще одно сиденье. Бред, конечно, ведь передняя ось РАФа и так была перегружена.

Читать еще:  Большие обороты при запуске двигателя сузуки

Первые же испытания показали, что стандартная коробка ГАЗ‑24 для такого двигателя абсолютно не годится, поэтому мы изменили передаточные числа на те, что были у вазовской коробки. Помнится, испытатель Юрис Сникерис после первой поездки прорычал: «На третьей — 140, быстрее просто страшно!». Немудрено, ведь РАФ остался РАФом — и по управляемости, и по тормозам. При замерах динамики на Дмитровском автополигоне приходилось стягивать веревкой передние двери — на скорости 160 км/ч они начинали оттопыриваться, как уши! Потом двери усилили. Масла машина поедала около 800 г на 1000–1200 км, бензина — от 12 л/100 км до… какого угодно количества, в зависимости от скорости. Зато обгоны — одно удовольствие!

Тему роторного мотора на РАФ‑22038 вскоре закрыли, но одна из машин еще некоторое время бегала на заводе, а потом и в руках того самого испытателя — Сникериса. Окончательно двигатель износился к 120 тысячам километров.

Юбилейная выставка в музее Audi: «Революция: 60 лет двигателю NSU/Wankel»

  • Больше
  • Новости Audi
  • Новый Audi SQ8
  • Онлайн-концерт солидарности на заводе Audi
  • «Цвет надежды»
  • Архив новостей: 2019 год
  • Архив новостей: 2018 год
  • Архив новостей: 2017 год
  • Архив новостей: 2016 год

Юбилейная выставка в музее Audi: «Революция: 60 лет двигателю NSU/Wankel»

• Audi отмечает 60-летний юбилей двигателя роторной конструкции.
• Уникальная технология нашла применение на земле, в воздухе и на воде.
• Специальная юбилейная выставка в Ингольштадте с 20 мая по 5 ноября 2017 года.

Увлекательный период в истории развития технологий стал темой новой специальной выставки музея Audi museum mobile в Ингольштадте. Выставка под названием «Революция: 60 лет двигателю NSU/Wankel» приурочена к юбилею роторного двигателя, в свое время совершившего революцию в двигателестроении. Бренд NSU, предшественник Audi, одним из первых стал использовать новую технологию, например на прототипе Prinz 3. Выставка продлится с 20 мая по 5 ноября 2017 года. Ее посетители смогут ознакомиться с моделями, оснащенными двигателем Ванкеля. Насыщенная событиями история этого прогрессивного изобретения также отражена в лодочных, авиационных и мотоциклетных двигателях, в моторах для газонокосилок и бензопил от различных производителей. Все они стали частью специальной выставки музея.

«Крутить, а не толкать» — идея создания двигателя внутреннего сгорания с таким принципом действия овладела умом Феликса Ванкеля (Felix Wankel) еще в конце 20-х годов прошлого века. Но на то, чтобы довести ее до серийного производства, у изобретателя ушло более 30 лет. Проводя исследования, инженер-самоучка Ванкель попутно стал экспертом по герметичным уплотнениям. Однако всегда его главной целью оставалось создание двигателя с вращающимся поршнем.

К концу 1953 года методичный анализ роторов и корпусов всевозможных форм и размеров заставил Ванкеля обратить особое внимание на идею овального поршня, вращающегося в корпусе почти круглой формы, который сам также вращается. Изобретение привлекло внимание руководства фирмы NSU, и в марте 1954 года Ванкель создал первые эскизы двигателя, который позже будет назван его именем. Три года спустя, 1 февраля 1957 года, был совершен первый успешный пуск двигателя на испытательном стенде завода NSU.

В Неккарзульме (Neckarsulm) доктор Вальтер Фреде (Dr Walter Froede), глава отдела разработок NSU, вместе с коллегами смог упростить технологически сложную конструкцию двигателя, в котором две детали вращались одна внутри другой. Впервые двигатель версии KKM (Kreiskolbenmotor — роторный двигатель) с инвертированной кинематикой был использован в 1962 году, когда его установили на агрегат для буксировки водных лыж Ski-Craft. Он, кстати, также представлен в юбилейной экспозиции музея Audi museum mobile. А всего год спустя, в сентябре 1963-го, на Международном автосалоне во Франкфурте (Frankfurt) состоялась премьера двухместного кабриолета NSU/Wankel Spider. Первый серийный автомобиль с двигателем NSU/Wankel подхлестнул ажиотаж вокруг двигателя Ванкеля. И в последующие годы почти все известные производители автомобилей, мотоциклов и двигателей стали обладателями лицензии на производство двигателя NSU/Wankel.

Посетители выставки «Революция: 60 лет двигателю NSU/Wankel» смогут увидеть не только NSU/Wankel Spider, но и другие экспонаты, например первый прототип NSU Prinz 3 c двигателем Ванкеля 1959 года, а также NSU Ro 80 — в 1967 году эта модель с инновационными технологиями и неустаревающим дизайном была названа автомобилем года. Кроме этого, в музее будут представлены прототип Audi 200 KKM 1979 года и Audi A1 e-tron 2012 года. А особый восторг у посетителей обещает вызвать спорткар Italdesign Namir 2009 года. Большой интерес также представляют выставленные в Audi museum mobile модели Mazda Cosmo 110S, Citroën M35 и гоночный автомобиль Malibu Virage.

Двигателем Ванкеля оснащались не только автомобили. Его использовали в снегоходах, пожарных автомобилях, бензопилах, моторных лодках и мотоциклах. На выставке представлено множество таких изделий, а также, собственно, двигатели и их модели в разрезе.

Музей Audi museum mobile открыт с 9 до 18 часов ежедневно. Время работы изменится с 1 июня: с понедельника по пятницу музей будет работать с 9 до 18 часов, а по субботам, воскресеньям и праздничным дням — с 10 до 16 часов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector