Двигун Ванкеля (12 фото)

Класичні двигуни внутрішнього згоряння (ДВС) принципово не змінилися за півтора століття свого існування. Конструкція кривошипно-шатунного ДВЗ відпрацьована поколіннями інженерів: це циліндри з клапанами, поршні, шатуни, вали.

Конструктори не переставали розмірковувати: як би обійтися без поршнів, шатунів, клапанів та інших деталей, що ходять туди-сюди?





Рішенням став роторно-поршневий двигун. Різноманітних роторних двигунів було запропоновано чимало, але до серійного виробництва «дорос» поки що лише один. У 1957 році конструктори Фелікс Хайнріх Ванкель, Вальтер Фройде і Ханс-Дітер Пашке, що працювали на німецькому автомобільному заводі NSU (Neckar Sulm Union) Motorenwerke, запатентували двигун, який нині відомий усьому світу як двигун Ванкеля, ротор "ванкель". Спочатку він називався німецькою скромно і не дуже зрозуміло - "крайсколбенмотор" (Kreiskolbenmotor), що буквально означає "кругопоршневий двигун".



Роторний двигун, у найпростішому варіанті, складається з трьох основних деталей - корпус, ротор, вал. РПД вийшов дуже легким і в півтора-два рази компактнішим, ніж його поршневий родич, у ньому приблизно на третину менше деталей. Ротор та ексцентриковий вал обертаються рівномірно, без зупинок, прискорень та уповільнень, тому частота обертання може бути підвищена на 2000-3000 об/хв, що дає більш високу питому потужність. Втрати тертя невеликі, механічний ККД високий. За бажання на загальному ексцентриковому валу можна розташувати один за одним шість і навіть більше роторів. Такий двигун називатиметься багатосекційним, або багатороторним. З поршневим ДВС подібне зробити неможливо.





Проблеми з РПД починаються, коли мова заходить про економічність, ресурс та екологічність

· Пристрій роторного двигуна обумовлює високу витрату палива та недостатню екологічність у порівнянні з поршневими моторами. Все тому, що в процесі роботи високооборотного двигуна роторного паливо часто не встигає повністю згоріти.

· Роторний двигун - це ще й значна витрата олії. Для змащування ущільнень певна кількість моторної олії потрапляє в робочу порожнину і змішується з паливо-повітряною сумішшю, згоряючи разом із нею.

· Роторні двигуни схильні до перегріву - вони набагато сильніші і нерівномірніші нагріваються в порівнянні з поршневими.

Але всі ці проблеми здавалися несуттєвими, а тоді, наприкінці 1950-х, поява диво-двигуна викликала справжній роторний бум. Компактність, ефективність і простота нового двигуна підкорили всіх, а на токсичність і витрату палива ще більше уваги не звертали. "Він простий як електромотор!" — вигукували захоплені ентузіасти. Вважалося, що дні класичних поршневих двигунів вважаються, навіть на вантажівках та тепловозах незабаром буде ротор і тільки він!





Вже в 1963-му завод NSU випускає перший у світі однороторний двомісний задньомоторний купе-родстер NSU Spider, а через чотири роки з'являється повнорозмірний елегантний седан NSU Ro 80 c двороторним двигуном KKM-612.

Об'єм цього двигуна був трохи меншим за один літр - всього 995 кубічних сантиметрів, проте він видавав потужність 115 л. с., тоді як звичайний чотири-циліндровий двигун на той час

об'ємом 1,6 літра розвивав у середньому не більше 80 л. с. Машина одразу здобула титул «Автомобіль 1968 року». Але коли відгриміли салюти, виявилося, що двигуна вистачає лише на 30—40 тис. км.

пробігу. Світові авто-мотогранди поступово і без особливого шуму стали відмовлятися від незвичайного двигуна, який обдурив їхні очікування.









Все, окрім японської Mazda Мotor! За майже півстоліття наполегливої ​​роботи групі інженерів під керівництвом Такасі Ямагуті практично вдалося звести до мінімуму недоліки роторних двигунів перших поколінь.



Двигун Mazda



Успіху сприяло використання мікропроцесорного упорскування, подвійного запалювання, змінних фаз газорозподілу з кількома впускними вікнами в кришках, а також покриття дзеркала корпусу та кришок пористим хромом з просоченням з тефлону. Сталевий ротор двигуна був максимально полегшений. Трикомпонентний термонейтралізатор допалював вуглеводні, що не згоріли.

шляхом додавання у вихлоп чистого повітря. Не забуватимемо, що паралельно покращилася якість палива і з'явилися беззольні олії, що не утворюють твердих абразивних частинок при згорянні. Двороторний двигун 13В-MSP Renesis автомобіля Mazda RX-8 (випускався з 2002 по 2012 рік), робочим об'ємом всього 1308 куб. см та масою 122 кг, розвивав залежно від модифікації потужність від 192 до 250 л. с. при 8500 об/хв. 2003-го Renesis було визнано

"Двигуном року" на міжнародній виставці International Engine. Токсичність викидів двигуна відповідала нормам Euro-IV (до речі, саме те, що Renesis не зміг дотягнути до жорсткіших норм Euro-V, спричинило припинення його виробництва). Ресурс, при відповідальному відношенні та правильному обслуговуванні, майже не поступався ресурсу поршневого двигуна близького об'єму. За період з 1967 по 2012 рік компанія Mazda Motor випустила 1,9 млн автомобілів із роторними двигунами.



Доля двигуна Ванкеля склалася дуже непроста. Інтерес до нього то спалахує на новому етапі розвитку матеріалів та технологій, то знову згасає. Чи є майбутнє цієї ідеї?