На каких машинах роторные двигатели: История роторного двигателя – Автомобили – Коммерсантъ

Содержание

Изобретатели роторного двигателя нового типа заключили контракт с DARPA / Хабр

Компания LiquidPiston получила для финансирования своего проекта средства от DARPA. Проект представляет собой улучшенный мотор внутреннего сгорания роторного типа под названием X1. Во главе компании, работающей в городе Блумфилд штата Коннектикут, стоят инженеры, отец и сын, Николай и Александр Школьники.

Изобретатели заявляют множество уникальных свойств своего изделия. Например, тепловой КПД их мотора равен 50% (по сравнению с 20-30% обычного бензинового ДВС). Правда, если взять дизельный двигатель, добавить в него турбонаддув и промежуточное охлаждение, мы также получим КПД порядка 50%. Но при этом дизельный двигатель будет очень много весить.

Как утверждает Александр Школьник, типичный дизельный генератор на 3 кВт имеет размеры 100х60х60 см и весит более 70 кг. При этом генератор на основе двигателя X1 аналогичной мощности будет весить 15 кг (сам мотор – 4 кг), а размер его будет составлять 30х30 см. Фактически, такой генератор будет умещаться в рюкзаке.

Изобретатели постарались взять лучшее от разных тепловых циклов и уменьшить потери энергии двигателя. Теоретический предел КПД нового двигателя – 75%, но пока инженеры трудятся над достижением реального показателя в 57%.

Работа двигателя X1 напоминает процесс работы известного роторного двигателя Ванкеля, вывернутый наизнанку. Ротор закреплён на эксцентрическом валу, и содержит в себе каналы для впуска газовой смеси и выпуска отработавших газов. Расположенные по углам равностороннего треугольника свечи отрабатывают по разу за один оборот вала.

Двигатель работает на прямом впрыске и обеспечивает высокую степень сжатия — 18:1. Не меняющийся во время сгорания объём камеры позволяет сжигать топливо дольше и полнее. Отработавшие газы достигают почти атмосферного давления перед выходом, в связи с чем успевают отдать почти всю свою энергию ротору.

Высокая эффективность также позволяет отказаться от водяного охлаждения двигателя. Работая под нагрузкой, двигатель может пропускать циклы зажигания и засасывать воздух, который будет охлаждать его. Рассматривается даже вариант впрыска в камеру сгорания воды, которая будет охлаждать двигатель, уменьшать выбросы отработавших газов и одновременно превращаться в пар, толкающий ротор.


Слева — двигатель Ванкеля, справа — X1

Компактность и мощность двигателя заинтересовали военных, которым требуются портативные энергетические системы. В случае успешного внедрения двигатель найдёт множество применений — переносной электрогенератор, двигатель для беспилотных аппаратов, и многое другое.

Инженеры придумали новый двигатель ещё в 2003 году. К 2012 году был построен первый прототип, о котором написали в журнале "Популярная механика". В 2015 году компания не только заключила контракт с DARPA, но и приступила к разработкам мини-версии двигателя.

Аксиальные двигатели внутреннего сгорания / Хабр


Аксиальный ДВС Duke Engine

Мы привыкли к классическому дизайну двигателей внутреннего сгорания, который, по сути, существует уже целый век. Быстрое сгорание горючей смеси внутри цилиндра приводит к увеличению давления, которое толкает поршень. Тот, в свою очередь, через шатун и кривошип крутит вал.


Классический ДВС

Если мы хотим сделать двигатель помощнее, в первую очередь нужно увеличивать объём камеры сгорания. Увеличивая диаметр, мы увеличиваем вес поршней, что отрицательно сказывается на результате. Увеличивая длину, мы удлиняем и шатун, и увеличиваем весь двигатель в целом. Или же можно добавить цилиндров — что, естественно, также увеличивает результирующий объём двигателя.

С такими проблемами столкнулись инженеры ДВС для первых самолётов. Они, в конце концов, пришли к красивой схеме «звездообразного» двигателя, где поршни и цилиндры расположены по кругу относительно вала через равные углы. Такая система хорошо охлаждается потоком воздуха, но очень уж она габаритная. Поэтому поиски решений продолжались.

В 1911 году Macomber Rotary Engine Company из Лос-Анджелеса представила первый из аксиальных (осевых) ДВС. Их ещё называют «бочковыми», двигателями с качающейся (или косой) шайбой. Оригинальная схема позволяет разместить поршни и цилиндры вокруг основного вала и параллельно ему. Вращение вала происходит за счёт качающейся шайбы, на которую поочерёдно давят шатуны поршней.

У двигателя Макомбера было 7 цилиндров. Изготовитель утверждал, что двигатель был способен работать на скоростях от 150 до 1500 об/мин. При этом на 1000 об/мин он выдавал 50 л.с. Будучи изготовлен из доступных в то время материалов, он весил 100 кг и имел размеры 710×480 мм. Такой двигатель был установлен в самолёт авиатора-первопроходца Чарльза Фрэнсиса Уолша «Серебряный дротик Уолша».

Не остались в стороне и советские инженеры. В 1916-м году появился двигатель конструкции А. А. Микулина и Б. С. Стечкина, а в 1924 г — двигатель Старостина. Об этих двигателях знают, пожалуй, только любители истории авиации. Известно, что детальные испытания, проведенные в 1924 г, выявили повышенные потери на трение и большие нагрузки на отдельные элементы таких двигателей.


Двигатель Старостина из музея авиации в Монино

Гениальный и слегка безумный инженер, изобретатель, конструктор и бизнесмен Джон Захария Делореан мечтал построить новую автомобильную империю в пику существующим, и сделать совершенно уникальный «автомобиль мечты». Все мы знаем машину DMC-12, которую называют просто DeLorean. Она не только стала звездой экрана в фильме «Назад в будущее», но и отличалась уникальными решениями во всём — начиная от алюминиевого кузова на плексигласовом каркасе и заканчивая дверями «крылья чайки». К сожалению, на фоне экономического кризиса производство машины не оправдало себя. А затем Делореан долго судился по подложному делу о наркотиках.

Но мало кто знает, что Делореан хотел дополнить уникальный внешний вид машины ещё и уникальным мотором — среди найденных после его смерти чертежей были и чертежи аксиального ДВС. Судя по его письмам, он задумал такой двигатель ещё в 1954 году, а всерьёз принялся за разработку в 1979-м. В двигателе Делореана было три поршня, и они располагались равносторонним треугольником вокруг вала. Но каждый поршень был двусторонним — каждый из концов поршня должен был работать в своём цилиндре.


Чертёж из тетради Делореана

По каким-то причинам рождение двигателя не состоялось — возможно, потому, что разработка автомобиля с нуля вышло достаточно сложным предприятием. На DMC-12 устанавливали 2,8-литровый двигатель V6 совместной разработки Peugeot, Renault и Volvo мощностью 130 л. с. Пытливый читатель может изучить сканы чертежей и заметок Делореана на этой странице.


Экзотический вариант аксиального двигателя — «двигатель Требента»

Тем не менее, такие двигатели не получили широкого распространения — в большой авиации постепенно состоялся переход на турбореактивные двигатели, а в автомобилях по сию пору используется схема, в которой вал перпендикулярен цилиндрам. Интересно только, почему такая схема не прижилась в мотоциклах, где компактность пришлась бы как раз кстати. По-видимому, они не смогли предложить какой-либо существенной выгоды по сравнению с привычным нам дизайном. Сейчас такие двигатели существуют, но устанавливаются в основном в торпедах — благодаря тому, как хорошо они вписываются в цилиндр.



Вариант под названием "Цилиндрический энергетический модуль" с двусторонними поршнями. Перпендикулярные штоки в поршнях описывают синусоиду, двигаясь по волнистой поверхности

Главная отличительная черта аксиального ДВС — компактность. Кроме того, в его возможности входит изменение степени сжатия (объёма камеры сгорания) просто путём изменения угла наклона шайбы. Шайба качается на валу благодаря сферическому подшипнику.

Однако новозеландская компания Duke Engines в 2013 году представила свой современный вариант аксиального ДВС. В их агрегате пять цилиндров, но всего лишь три форсунки для впрыска топлива и — ни одного клапана. Также интересной особенностью двигателя является тот факт, что вал и шайба вращаются в противоположных направлениях.

Внутри двигателя вращаются не только шайба и вал, но и набор цилиндров с поршнями. Благодаря этому удалось избавиться от системы клапанов — движущийся цилиндр в момент зажигания просто проходит мимо отверстия, куда впрыскивается топливо и где стоит свеча зажигания. На стадии выпуска цилиндр проходит мимо выпускного отверстия для газов.

Благодаря такой системе количество необходимых свечей и форсунок получается меньшим, чем количество цилиндров. А на один оборот приходится в сумме столько же рабочих ходов поршня, как у 6-цилиндрового двигателя обычного дизайна. При этом вес аксиального двигателя на 30% меньше.

Кроме того, инженеры из Duke Engines утверждают, что и степень сжатия их двигателя превосходит обычные аналоги и составляет 15:1 для 91-го бензина (у стандартных автомобильных ДВС этот показатель равен обычно 11:1). Все эти показатели могут привести к уменьшению расхода топлива, и, как следствие — к уменьшению вредного воздействия на окружающую среду (ну или к увеличению мощности двигателя — в зависимости от ваших целей).

Сейчас компания доводит двигатели до коммерческого применения. В наш век отработанных технологий, диверсификации, экономии на масштабе и т.п. сложно представить, как можно серьёзно повлиять на индустрию. В Duke Engines, по-видимому, это тоже представляют, поэтому намереваются предлагать свои двигатели для моторных лодок, генераторов и малой авиации.


Демострация малых вибраций двигателя Duke

Роторный двигатель: принцип работы, особенности

Двигатель – это основа любого транспортного средства. Без него невозможно движение автомобиля. На данный момент наиболее распространенными являются поршневые двигатели внутреннего сгорания. Если говорить о большинстве беговых авто, это рядные четырехцилиндровые ДВС. Однако есть автомобили с таким моторами, где классическая поршневая отсутствует в принципе. Эти моторы имеют совершенно иное устройство и принцип работы. Называются они роторными ДВС. Что это за агрегаты, в чем их особенности, плюсы и минусы? Рассмотрим в нашей сегодняшней статье.

Характеристика

Роторный двигатель – это одна из разновидностей тепловых ДВС. Впервые такой мотор был разработан еще в далеком 19-м веке. Сегодня используется роторный двигатель на Mazda РХ-8 и еще на некоторых спортивных авто. Такой мотор имеет ключевую особенность – в нем нет возвратно-поступательных движений, как в обычном ДВС.

Здесь вращение осуществляется специальным трехгранным ротором. Он заключен в специальный корпус. Подобная схема практиковалась еще в 50-х годах прошлого столетия немецкой фирмой NSU. Автором такого ДВС стал Феликс Ванкель. Именно по его схеме производятся все современные роторные двигателя («Мазда РХ» не является исключением).

Устройство

В конструкцию силового агрегата входит:

  • Корпус.
  • Выходной вал.
  • Ротор.

Сам корпус являет собой основную рабочую камеру. На роторном двигателе она имеет овальную форму. Столь необычная конструкция камеры сгорания обусловлена использованием трехгранного ротора. Так, при соприкосновении его со стенками образуются изолированные закрытые контуры. Именно в них осуществляются рабочие такты ДВС. Это:

  • Впуск.
  • Сжатие.
  • Воспламенение и рабочий ход.
  • Выпуск.

Среди особенностей роторного двигателя внутреннего сгорания стоит отметить отсутствие классических впускных и выпускных клапанов. Вместо них использованы специальные отверстия. Они находятся по бокам камеры сгорания. Данные отверстия напрямую соединяются с системой выпуска газов и системой питания.

Ротор

Основа конструкции силовой установки данного типа – это ротор. Он выполняет функцию поршней в данном двигателе. Однако ротор находится в единственном экземпляре, в то время как поршней может быть от трех до двенадцати и более. По форме данный элемент напоминает некий треугольник с закругленными краями.

Такие края нужны для более герметичного и качественного уплотнения камеры сгорания. Так достигается правильное сгорание топливной смеси. В верхней части грани и по ее бокам расположены специальные пластины. Они выполняют функцию компрессионных колец. В роторе также находятся зубцы. Они служат для вращения привода, который задействует также выходной вал. О назначении последнего поговорим ниже.

Вал

Как такового коленчатого вала в роторно-поршневом двигателе нет. Вместо него использован выходной элемент. Относительно его центра находятся специальные выступы (кулачки). Они расположены асимметрично. Крутящий момент от ротора, что передается на кулачок, заставляет вал вращаться вокруг своей оси. Так создается энергия, необходимая для движения приводов и колес в автомобиле.

Такты

Какой имеет принцип работы роторный двигатель? Алгоритм действия, несмотря на схожие такты с поршневым мотором, отличается. Так, начало такта происходит при прохождении одного из концов ротора через впускной канал корпуса ДВС. В данный момент под действием вакуума в камеру засасывается горючая смесь. При дальнейшем вращении ротора происходит такт сжатия смеси. Это происходит, когда второй конец проходит впускное отверстие. Постепенно возрастает давление смеси. В конечном итоге она воспламеняется. Но возгорается она не от силы сжатия, а от искры свечи зажигания. После этого начинается рабочий такт хода ротора.

Поскольку камера сгорания в таком двигателе имеет овальную форму, целесообразно использовать две свечи в конструкции. Это позволяет быстро осуществить поджог смеси. Так, фронт пламени распространяется более равномерно. Кстати, по две свечи на одну камеру сгорания может приходиться и в обычном поршневом ДВС (встречается такая конструкция крайне редко). Однако для роторного двигателя это является необходимостью.

После воспламенения, в камере образуется высокое давление газов. Сила настолько велика, что позволяет прокрутить ротор на эксцентрике. Это способствует вырабатыванию крутящего момента на выходном валу. Когда вершина ротора приближается к выпускному отверстию, сила и давление энергии газов снижается. Они самопроизвольно устремляются в выпускной канал. После того как камера полностью от них освободилась, начинается новый процесс. Работа роторного двигателя снова начинается с такта впуска, сжатия, воспламенения, а затем и рабочего хода.

О системе смазки и питании

Данный агрегат не имеет отличий в системе топливоподачи. Здесь также используется погружной насос, что подает бензин под давлением из бака. А вот смазочная система имеет свои особенности. Так, масло для трущихся частей двигателя подается прямо в камеру сгорания. Для смазки предусмотрено специальное отверстие. Но возникает вопрос: куда затем девается масло, если оно проникает в камеру сгорания? Здесь принцип работы схож с двухтактным двигателем. Смазка попадает в камеру и сгорает вместе с бензином. Такая схема работы используется на каждом роторно-лопастном двигателе и поршневом в том числе. Ввиду особой конструкции смазочной системы такие моторы не могут отвечать современным экологическим нормам. Это одна из нескольких причин, почему роторные двигатели на ВАЗе и других моделях авто серийно не применяются. Впрочем, сперва отметим преимущества РПД.

Плюсы

Существует немало плюсов у такого типа двигателей. Во-первых, данный мотор обладает небольшим весом и размерами. Это позволяет сэкономить место в подкапотном пространстве и разместить ДВС в любом автомобиле. Также низкий вес способствует более правильной развесовке автомобиля. Ведь большая часть массы на авто с классическими ДВС сосредоточена именно в передней части кузова.

Во-вторых, роторно-поршневой двигатель обладает высокой удельной мощностью. По сравнению с классическими моторами, данный показатель в полтора-два раза выше. Также у роторного двигателя более широкая полка крутящего момента. Он доступен практически с холостых оборотов, в то время как обычные ДВС нужно раскручивать до четырех-пяти тысяч. Кстати, роторный мотор намного легче набирает высокие обороты. Это еще один плюс.

В-третьих, такой двигатель имеет более простую конструкцию. Здесь нет ни клапанов, ни пружин, ни кривошипно-шатунного механизма в целом. Вместе с этим отсутствует привычная система газораспределения с ремнем и распределительным валом. Именно отсутствие КШМ способствует более легкому набору оборотов роторным ДВС. Такой мотор за доли секунды крутится до восьми-десяти тысяч. Ну и еще один плюс – это меньшая склонность к детонации.

Минусы

Теперь поговорим о недостатках, из-за которых применение роторных моторов стало ограниченным. Первый минус – это высокие требования к качеству масла. Хоть мотор и работает по типу двухтактного, сюда нельзя заливать дешевую «минералку». Детали и механизмы силового агрегата подвергаются существенным нагрузкам, поэтому для сохранения ресурса нужна плотная масляная пленка между трущимися парами. Кстати, регламент замены смазки составляет шесть тысяч километров.

Следующий недостаток касается быстрого износа уплотняющих элементов ротора. Это происходит вследствие малого пятна контакта. Из-за износа уплотнительных элементов, образуется высокий перепад давлений. Это негативно сказывается на производительности роторного двигателя и расходе масла (а соответственно и экологических показателях).

Перечисляя недостатки, стоит упомянуть и о расходе топлива. По сравнению с цилиндро-поршневым двигателем, роторный не располагает топливной экономичностью, особенно на средних и низких оборотах. Ярким примером тому служит «Мазда РХ-8». При объеме в 1,3 литра этот мотор потребляет не менее 15 литров бензина на сотню. Что примечательно, на высоких оборотах ротора достигается наибольшая топливная экономичность.

Также роторные двигатели склонны к перегреву. Это происходит из-за особой линзовидной формы камеры сгорания. Она плохо отводит тепло по сравнению со сферической (как на обычных ДВС), поэтому при эксплуатации нужно всегда следить за температурным датчиком. В случае перегрева, деформируется ротор. При работе он будет образовать значительные задиры. В результате ресурс мотора приблизится к концу.

Несмотря на простую конструкцию и отсутствие кривошипно-шатунного механизма, этот мотор трудно отремонтировать. Такие двигателя очень редко встречаются и мало кто из мастеров имеет опыт с ними. Поэтому многие автосервисы отказываются «капиталить» такие моторы. А те, кто и занимается роторами, просят за это баснословные суммы денег. Приходится платить либо устанавливать новый двигатель. Но это не является гарантией высокого ресурса. Такие моторы выхаживают максимум 100 тысяч километров (даже при умеренной эксплуатации и своевременном обслуживании). И моторы "Мазды РХ-8" не стали тому исключением.

Роторный двигатель ВАЗ

Все знают, что такие моторы в свои годы использовал японский производитель «Мазда». Однако мало кому известен тот факт, что РПД применялся и в Советском Союзе на ВАЗовской «Классике». Разрабатывался такой мотор по приказу министерства для спецслужб. ВАЗ-21079, оснащенный таким двигателем, являлся аналогом известной черной «Волги-догонялки» с восьмицилиндровым мотором.

Разработки роторно-поршневого двигателя для ВАЗ начались еще в середине 70-х. Задача была не из легких – создать роторный мотор, который будет превосходить по всем показателями традиционный поршневой ДВС. Разработкой нового силового агрегата занимались специалисты авиационных предприятий Самары. Начальником сборочно-конструкторского бюро был Борис Сидорович Поспелов.

Разработка силовых агрегатов шла одновременно с изучением роторных моторов зарубежных образцов. Первые экземпляры не отличались высокими эксплуатационными показателями, и в серию они не пошли. Несколько лет спустя были созданы несколько вариантов РПД для классического ВАЗа. Лучшим из них был признан мотор ВАЗ-311. Этот двигатель имел такие же геометрические параметры, как и японский мотор 1ЗВ. Максимальная мощность агрегата составляла 70 лошадиных сил. Несмотря на несовершенность конструкции, руководством было принято решение о выпуске первой промышленной партии РПД, которые устанавливались на служебные автомобили ВАЗ-2101. Однако вскоре обнаружилась масса недоработок: мотор породил волну рекламаций, разразился скандал и численность работников конструкторского бюро существенно сократилась. Из-за частых поломок, первый роторный двигатель ВАЗ-311 был снят с производства.

Но на этом история советского РПД не заканчивалась. В 80-х годах инженерам все же удалось создать роторный мотор, который существенно превосходил характеристики поршневого ДВС. Так, это был роторный двигатель ВАЗ-4132. Агрегат развивал мощность в 120 лошадиных сил. Это дало автомобилю ВАЗ-2105 превосходные динамические характеристики. С этим двигателем машина разгонялась до сотни за 9 секунд. А максимальная скорость «догонялки» составляла 180 километров в час. Среди основных преимуществ стоит отметить высокий крутящий момент двигателя, доступный на всем диапазоне оборотов и высокую литровую мощность, которая была достигнута без какой-либо форсировки.

В 90-х годах на АвтоВАЗе занялись разработкой нового роторного двигателя, который должен был устанавливаться на «девятку». Так, в 1994 м году на свет вышел новый силовой агрегат ВАЗ-415. Мотор имел рабочий объем в 1300 кубических сантиметров и две камеры сгорания. степень сжатия каждой составляла 9,4. Данная силовая установка способна раскручиваться до десяти тысяч оборотов. При этом мотор отличался небольшим расходом топлива. В среднем, агрегат потреблял 13-14 литров на сотню в смешанном цикле (это неплохой показатель для старого по сегодняшним меркам роторного ДВС). При этом двигатель отличался малой снаряженной массой. Без навесного оборудования он весил всего 113 килограмм.

Расход масла у двигателя ВАЗ-415 составляет 0,6 процента от удельного расхода топлива. Ресурс ДВС до капитального ремонта – 125 тысяч километров. Мотор, установленный на «девятку», показывал неплохие динамические характеристики. Так, разгон до сотни занимал всего девять секунд. А максимальная скорость – 190 километров в час. Также были экспериментальные образцы ВАЗ-2108 с роторным мотором. Благодаря меньшему весу, роторная «восьмерка» разгонялась до сотни всего за восемь секунд. А максимальная скорость в ходе испытаний составила 200 километров в час. Однако в серию эти моторы так и не поступили. На вторичном рынке и на разборках найти их тоже нельзя.

Подводим итоги

Итак, мы выяснили, что собой представляет роторный двигатель. Как видите, это весьма интересная разработка, направленная на получение максимального КПД и мощности. Однако ввиду своей конструкции, механизмы ротора быстро изнашивались. Это сказывалось на ресурсе двигателя. Даже у японских РПД он составляет не более ста тысяч километров. Также данные моторы имеют высокие требования к смазочным материалам и не могут соответствовать современным экологическим нормам. Поэтому роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания так и не стали особо популярными в сфере автомобилестроения.

Роторные двигатели: особенности, плюсы и минусы

У каждого великого изобретения своя история рождения. Многие технологии и устройства появились на свет благодаря неуемному труду талантливых мастеров своего дела. Не так давно мир узнал о роторном двигателе. Однако не все владельцы автомобилей знакомы с историей его появления и принципами функционирования.

История зарождения и принцип работы двигателя

Роторно-поршневый двигатель появился вследствие взаимовыгодного сотрудничества двух инженеров – Вальтера Фройде и Феликса Ванкеля. Конструкция двигателя была разработана в 1957 году. Каждый из специалистов внес свой вклад в создание этого прибора. Инженерная концепция и базовая схема, на основании которой разрабатывался роторный агрегат принадлежала Вальтеру Фройде, тогда как вопросом уплотнения вращающихся клапанов занимался его коллега Феликс Ванкель.

На практике роторные изделия стали использоваться уже в середине 1958 года. Изобретение обладало вращающейся камерой. Конструкция оказалось неудобной в использовании, поэтому в базовые схемы были внесены некоторые корректировки. На просторах советского союза поначалу не охотно принимали новое изобретение. Только в 80-х годах на автомобиле ВАЗ – 2108 был установлен роторный агрегат. На территории западных стран ситуация складывалась не лучше. Новинка не привлекла местное население. После топливного кризиса, произошедшего в 1973 году, автолюбители стали больше присматриваться к машинам с экономными видами двигателя.

Принцип работы такого агрегата имеет свои нюансы. Во-первых, агрегат находится в овальном цилиндре и имеет треугольную форму. У этой конструкции напрочь отсутствует шатуны, коленвал, головки блока и противовесы. Подобные элементы наблюдаются на обычных поршневых автомобильных устройствах. Сам двигатель насажен на вал и соединен с зубчатым колесом. Последняя деталь системы сцеплена со статором.

Принцип функционирования ротора заключен в его вращении вокруг статора по специальной эпитрохоидальной кривой. Лопасти устройства поочередно перекрывают камеры цилиндра. Именно в этих камерах происходит сгорание топлива. Ротор не совершает поступательные движения в обратную сторону. Задача прибора с помощью своих лопастей правильно распределить поступившую горючею смесь, а затем выпустить отработанные газы.

Настало время взглянуть на сильные и слабые стороны роторного изобретения.

Преимущества роторного устройства

У широко используемого прибора наблюдается немало положительных качеств. Так достоинствами двигателя считают:

  • Габариты конструкции. Роторные двигатели в два раза меньше по размерам, нежели обычные поршневые агрегаты. Поразительная компактность устройства позволила опытным конструкторам добиться идеальной развесовки по осям. Это, в свою очередь, положительно сказывается на устойчивости авто во время движения.
  • Высокий уровень сбалансированности РПД. Мотор такого двигателя обладает качественной силовой установкой. Роторные конструкции меньше остальных подвержены вибрации.
  • У представленного двигателя высокая удельная мощность. Это возможно благодаря простоте конструкции. В роторно-поршневом моторе не наблюдается коленчатый вал и шатуны. К тому же движущиеся части небольшие по весу.
  • Высокие обороты агрегата позволяют на низкой передаче развить скорость до 100 к/м в час.
  • Автомобильная техника известна своим небольшим рабочим объемом. Двигатель функционирует абсолютно бесшумно. Возможно использование топлива с невысоким октановым числом.

И все же у простой конструкции с незамысловатым принципом работы имеется парочка недостатков.

Недостатки изобретения

Так называемые минусы касаются самой конструкции и процесса ее функционирования. Недостатками изобретения Ванкеля считают:

  • Перепады давления в камерах сгорания. Постоянные скачки давления быстро изнашивают уплотнения между форсунками устройства. В итоге силовой агрегат может нуждаться в капитальном ремонте.
  • Маленький объем линзовидной камеры сгорания с большой площадью вызывает перегрев двигателя.
  • Большой расход топлива на низких оборотах. На 100 км пробега понадобится 20 литров бензина. Такие условия бьют по карману владельца транспортного средства. Поэтому многие из них считают невыгодным использование подобного двигателя.
  • Роторный двигатель строго нуждается в регулярной замене моторного масла. Несоблюдение этого требования может серьезно навредить роторному агрегату. В некоторых случаях понадобится его менять на новый. К эксплуатации и обслуживанию такого устройства следует подходить серьезно.
  • Использование роторного двигателя вредит окружающей среде. Малая длина хода и скорость вращения ротора способствует выталкиванию вредных, горячих газов. Вместе с маслом продукты сгорания пагубно сказываются на экологии.
  • Высокая стоимость. Изготовление деталей такого двигателя сложный и кропотливый процесс. Требуется задействовать дорогостоящее и высокоточное оборудование. Привлечение качественного и современного материала увеличивает стоимость автомобильной конструкции.

Когда автовладелец решает приобрести двигатель для машины, очень важно понять, как правильно его выбрать, к чему присмотреться. Помимо стоимости рекомендуют учитывать мощность агрегата, а также вид привода мотора. Не стоит упускать из виду вопрос расхода горючего. Двигатель должен быть полностью исправным и подлежать ремонту в случае возникновения неполадок в его работе.

Вывод

Надежный и качественный двигатель – залог беззаботной и долгой езды на автомобиле. Роторные конструкции, как показывает статья, имеют незамысловатый принцип работы. При этом не могут обойтись без должно и своевременного ухода. Покупая представленный двигатель, автовладелец должен помнить о всех нюансах такой конструкции.

Похожие записи

Роторный двигатель

Как работает роторный двигатель


Роторный двигатель - это, по сути, стандартный двигатель цикла Отто, но вместо фиксированного блока цилиндров с вращающимся коленчатым валом как и в обычном радиальном двигателе, коленчатый вал остается неподвижным, а весь блок цилиндров вращается вокруг него. Чаще всего коленчатый вал был жестко прикреплен к раме самолета, а пропеллер просто привинчивался к передней части картера.Три ключевых фактора способствовали успеху роторных двигателей в то время.

1. Плавный ход: роторы передают мощность очень плавно, потому что (относительно точки крепления двигателя) отсутствуют детали, совершающие возвратно-поступательное движение, а относительно большая вращающаяся масса цилиндров действовала как маховик.

2. Преимущество в весе: многим обычным двигателям пришлось добавить тяжелые маховики для сглаживания импульсов мощности и уменьшения вибрации. Роторные двигатели получили существенное преимущество в соотношении мощности к массе благодаря отсутствию необходимости в дополнительном маховике.

3. Улучшенное охлаждение: при работающем двигателе вращающийся блок цилиндров создавал свой собственный быстро движущийся охлаждающий воздушный поток, даже когда самолет неподвижен.

Большинство роторных двигателей имели цилиндры, направленные наружу от одного коленчатого вала, в той же общей форме, что и радиальный, но были также роторные оппозитные двигатели и даже одноцилиндровые роторные.

Как и радиальные двигатели, роторные двигатели, как правило, строились с нечетным числом цилиндров (обычно 7 или 9), так что каждый второй поршень Порядок стрельбы мог быть сохранен, чтобы обеспечить плавный ход.Роторные двигатели с четным числом цилиндров были в основном двухрядными.

На изображении ниже показаны два изображения роторного двигателя Gnome.

Различие между "Роторными" и "Радиальными" двигателями

Роторные и радиальные двигатели выглядят поразительно похожими, когда они не работают, и их легко перепутать, так как оба имеют расположенные цилиндры. радиально вокруг центрального коленчатого вала. Однако, в отличие от роторного двигателя, в радиальных двигателях используется обычный вращающийся коленчатый вал в неподвижном блоке цилиндров. Обратите внимание, что цвета (красный, оранжевый, синий и желтый), показывающие работу двигателя, равномерно распределены по изображению для Radial Engine. Для роторного двигателя (красный и синий) слева, а (оранжевый и желтый) справа от изображения.

Краткая история роторного двигателя и его дорожного применения -Long Post-

История роторного двигателя

Феликс Генрих Ванкель (* 13 августа 1902 г .; † 9 октября 1988 г.), изобретатель роторного двигателя, 1960 г.

Роторный двигатель (также известный как двигатель Ванкеля) является альтернативой классическому поршневому двигателю, разработанному в 1954 году немецким инженером-механиком Феликсом Генрихом Ванкелем.Основным мотивом
Ванкеля было создание двигателя, который не имел бы сильных вибраций поршневого двигателя.
Хотя двигатель, который он сконструировал, работал отлично, он не попадал в машины, пока инженер NSU Ханс Дитер Пашке не переработал его два года спустя, чтобы удешевить серийное производство.
По этой причине все роторные двигатели, которые вы можете найти в автомобилях, будут основываться на конструкции Пашке, названной «KKM 57P», а не на «DKM54» Ванкеля.

Как работает двигатель

236 КБ

Роторный двигатель состоит из овальной камеры (сравнимой с цилиндром поршневого двигателя) с вращающимся ротором внутри нее, перемещающимся со смещением относительно оси (обычно горизонтальной) оси, проходящей через середину камеры.
Ротор имеет форму треугольника Рело с более плоскими сторонами, проще говоря, треугольник с закругленными углами.
Из-за нецентрального вращения ротор создает в камере три отдельные секции, сумма которых составляет рабочий объем двигателя.
Сначала топливно-воздушная смесь впрыскивается в первую секцию, откуда вращающийся ротор переносит ее (сжимая в процессе) в секцию зажигания, где зажигается свеча зажигания (в современных роторных двигателях две свечи зажигания). смеси, толкая ротор вперед.
Непрерывное движение ротора толкает сгоревшие газы обратно к впускному отверстию, но они утилизируются к выпускному отверстию, прежде чем они достигнут впускной секции.

Преимущества и недостатки

Двигатель NSU Wankel Spider, первого серийного роторного автомобиля.

Помимо радикального снижения вибраций, роторный двигатель имеет еще несколько преимуществ по сравнению с классическими поршневыми двигателями:
- Он имеет только две движущиеся части, ротор и ось
- Вибрации можно в значительной степени устранить с помощью хорошо сбалансированных противовесов
- Сопоставимый поршневой двигатель будет в 3 раза тяжелее и в 3 раза больше
- Более плавная передача мощности
- Ротационные двигатели вряд ли будут страдать от раннего самовоспламенения («детонации»)
- Более высокие обороты в минуту достижимы
Двигатель имеет и недостатки, среди которых:
- Чрезвычайные перепады температур в одной камере приводят к недолговечным уплотнениям
- Обычно меньший крутящий момент, чем у сопоставимых поршневых двигателей
- Секция зажигания непрактичной формы, приводящая к низкому КПД
- Многороторные двигатели подвержены тепловому повреждению между камерами
-Масло, впрыскиваемое в камеру для смазки и защиты уплотнений, приводит к высокому расходу масла и низким стандартам выбросов, особенно примечателен двигателем Mazda «13B».

Дизель Ванкель - Краткая экскурсия, которая ни к чему не привела

Rolls Royce Diesel Wankel 1970-х годов в музее.

В 1970-х годах компания Rolls Royce разработала дизельную версию роторного двигателя для планируемого британского танка, но разработка была остановлена ​​незадолго до того, как двигатель был закончен, когда танк больше не нужен.
Дизель-роторный двигатель использовал один ротор внутри другого, двигающийся немного «вперед», чтобы обеспечить более высокое сжатие.
Но даже при использовании гораздо более сложной системы (которую мне не удалось понять достаточно четко, чтобы написать здесь) движок не работал так эффективно, как хотелось бы.
Майко работал над дизельным двигателем Ванкеля для мотоциклов в середине 1990-х годов безрезультатно, прежде чем компания Pats Aircraft, наконец, добилась успеха и в конце 1990-х - начале 2000-х годов выставила на продажу рабочий дизель Ванкель в качестве вспомогательной силовой установки.
Двигатель не продавался долго, и, хотя его можно было использовать в качестве ВСУ, уровень выбросов никогда не был настолько хорош, чтобы можно было рассматривать дизель-Ванкель для автомобиля.
В то же время компания Wankel Rotary GmbH продолжала работать над дизельным двигателем Ванкеля для автомобиля, внедряя прямой впрыск и свечи зажигания, чтобы наконец заставить концепцию работать.
Однако компания не смогла представить работающий двигатель, пригодный для массового производства, прежде чем компания объявила о банкротстве в начале 2001 года.
Поскольку выбросы стали важнее, чем когда-либо, а роторный двигатель уже не очень распространен в новом тысячелетии, это Маловероятно, что в ближайшее время появится дизель-Ванкель.

Рождение роторного автомобиля - и это сделали чехи

Skoda 1000 MB - первый автомобиль с роторным двигателем

Вопреки распространенному мнению, не NSU или Mazda первыми бросили роторный двигатель под капот автомобиля, а Skoda.
Неизвестное количество 1000 МБ было оснащено однороторными роторными двигателями в начале 1960-х годов и использовалось в экспериментальных целях.
Машины покупателям так и не продали, а после окончания экспериментов, скорее всего, списали.

Паук Ванкеля NSU - Начало серийного производства Ванкеля

Один из немногих пауков Ванкеля, которые все еще присутствуют на местном митинге в Германии.

Wankel Spider, созданный немецким производителем автомобилей NSU (позже ставший частью Audi), был первым серийным автомобилем, оснащенным роторным двигателем.
700-килограммовый легкий двухместный кабриолет с одинарным роторным двигателем объемом 497,5 куб.
Для противодействия весу двигателей топливный бак и радиатор ушли вперед, оставив два крохотных багажных отделения.
Двигатель был достаточно мощным, чтобы разогнать машину до 155 км / ч, что совсем неплохо для того времени. Было произведено
2.375 машин, около двух третей, как говорят, все еще находятся в эксплуатации.

Curtiss-Wright Mustang - мощная машина с роторным двигателем

Роторный Мустанг на выставке в 2010 году

В 1965 году американская компания Curtiss-Wright представила Mustang, который они оснастили массивным двухроторным роторным двигателем объемом 3,932 куб. См, в основном двумя увеличенными лицензионными двигателями NSU, установленными вместе.
Двигатель выдал 138 кВт при 5.000 об / мин, что достаточно легко, чтобы Mustang двигался соответствующим образом.
Когда автомобиль не смог дать желаемый положительный отзыв (что понятно), Curtiss продал права на NSU-двигатель, сделав красный Mustang единственным автомобилем с роторным двигателем американского производства.
Он переходил из рук в руки несколько раз, последняя информация поместила его в «Национальный музей автомобилей и грузовиков Соединенных Штатов» в Оберне, штат Индиана, в 2012 году.
Так что я думаю, нам, автомобильным парням, не стоит расстраиваться по поводу RX7 с двигателем V8. , потому что в конце концов этот обмен сначала производился наоборот.

Mazda Cosmo - Японцы входят в мир вращения

Один из немногих сохранившихся экспонатов Cosmos - обратите внимание на низкий капюшон.

Когда Mazda представила Cosmo (называемую 110S на экспорт) в 1967 году, она стала первой компанией, которая начала продавать серийный автомобиль с двухроторным роторным двигателем.
Это несколько иронично, что они превзошли NSU Ro 80 на несколько дней, представив автомобиль с лицензионной версией двигателя Ro 80.
Двигатель Cosmo имел рабочий объем 982 куб. См (2x491 куб. См) и выдавал 81 кВт, при этом небольшие размеры двигателя обеспечивали очень аэродинамический дизайн.
Название Cosmo должно было напоминать покупателям о «космической гонке», якобы придавая автомобилю очень футуристический вид.
В настоящее время Cosmo пользуется большим спросом, и приличные выжившие недавно достигли средней цены 100.000 $.

NSU Ro 80 - Немцы догоняют

NSU Ro 80 в последнее время, обратите внимание на букву "H", обозначающую исторический автомобиль.

Вскоре после того, как Mazda представила Cosmo NSU, начали продавать Ro 80, 4-местный седан для высшего среднего класса (сравнимый с сегодняшними Audi A6 и Mercedes E-Class).
Двигатель идентичен Cosmo, мощность всего на 4 кВт больше из-за других карбюраторов.
Многие клиенты выбрали Ro 80 за его низкий уровень шума в салоне, современный дизайн и / или потому, что они хотели водить инновационный автомобиль, не доверяя азиатскому автомобилю (который, кстати, никогда не производился с левым рулем). .
Тем не менее, Ro 80 вскоре получил плохую огласку: отказы двигателя из-за неисправных уплотнений верхушки произошли уже через неделю после покупки автомобиля клиентом.
Из-за этой проблемы с двигателем было произведено почти вдвое больше двигателей, чем было произведено Ro 80, и было известно только 4 автомобиля с «совпадающими номерами» (два из которых пошли прямо в музеи).
Несмотря на то, что это особенный автомобиль, цены остались довольно низкими, отчасти потому, что многие любители олдтаймеров не любят, чтобы автомобиль выглядел слишком современным для автомобиля примерно 1970-х годов.
Pininfarina представила потенциального преемника «Ro 80 2 Porte +2 »еще в 1971 году, но NSU решила отказаться от роторного двигателя, когда производство Ro 80 прекратилось в 1976 году.

Mazda R100 - практичный брат Cosmo

Желая продавать роторные двигатели более широкой аудитории, Mazda взяла Mazda 1000/1300 (называемую в Японии «Familia») и оснастила ее двигателем Cosmo, упрощенным за счет использования только одного карбюратора, что снизило мощность до 74 кВт.
Результат был продан как Mazda Familia Presto Rotary в Японии и как R100 в некоторых европейских странах (включая Францию ​​и Великобританию), а также в США (с круглыми, а не прямоугольными фарами).
Роторный двигатель 982 см3 был широко популярен в Японии, поскольку владельцы автомобилей с рабочим объемом менее 1000 см3 должны были платить гораздо меньше налогов.
Это привело к тому, что в последующие годы несколько других автомобилей Mazda стали продаваться с роторным двигателем в качестве дополнительного оборудования.

Citroën M35 - Французский эксперимент

Выживший M35 в коллекции

Не желая упускать из виду инновационный двигатель, Citroën представил M35 в 1969 году.
Автомобиль был основан на Ami 8, но имел гидропневматическую подвеску и собственный кузов.
«С полки» остались только передние крылья, передние указатели поворота, фары и рулевое колесо.
Двигатель был, проще говоря, наполовину меньше двигателя NSU Ro 80, производя 36 кВт при 497,5 куб. См рабочего объема в одной камере.
Первоначально Citroën и NSU планировали производить роторные двигатели вместе под названием «Comotor», но Citroën не удалось вовремя завершить завод, в результате чего NSU отправило частично собранные двигатели со своего завода в Неккарзульме, Германия.
Вместо обычного производства Citroën планировал иметь давних клиентов, подающих заявку на разрешение купить один из 500 M35. Однако
заказчиков проявили меньшее желание, чем ожидалось, и было выпущено только 267 M35.
В течение следующих двух лет Citroën собирал данные во время плановых проверок, прежде чем планировать выкуп автомобилей по первоначальной цене, которую заплатили клиенты, чтобы получить дополнительную информацию перед тем, как списать автомобили, чтобы избежать необходимости поставлять запасные части.
Говорят, что шесть M35 пережили попытку Citroen вернуть их и сдать на металлолом. Ходят слухи, что один был уничтожен в Германии несколько лет назад, когда склад, на котором он хранился, был подожжен и сожжен.

Mercedes-Benz C111 V1 - SLS, которого никогда не было

C111 V1 на выставке в музее Mercedes - ПРИМЕЧАНИЕ: задняя часть автомобиля была изменена в течение срока службы автомобиля.

Точно так же, как Citroen Mercedes не хотел пропустить «тенденцию Ванкеля», представив Mercedes-Benz C111 Version 1 на выставке IAA 1969 года во Франкфурте, Германия.
За несколько месяцев до презентации журналистам не раз удавалось сфотографировать загадочный суперкар Mercedes с дверями типа «крыло чайки», напоминающими знаменитый 300SL.
C111 Version 1 представлял собой низкий двухместный суперкар диаметром 1,125 мм, состоящий из сварной стальной основы, несущей трансмиссию, топливные баки, интерьер и каркас безопасности, с приклепанным пластиковым корпусом, армированным стекловолокном.
Двери типа «крыло чайки» были необходимы из-за наличия двух топливных баков по бокам, которые снабжали трехроторный роторный двигатель мощностью 206 кВт из 1800 куб. См (3x600 куб. См), чего было достаточно, чтобы разогнать автомобиль до подтвержденных 262 км / ч.
Несмотря на то, что потенциальные клиенты присылают Mercedes пустые чеки, желая купить любой серийный автомобиль, в который они превратят C111.
Но Mercedes отклонил все предложения.
Трехроторный роторный ротор не нравился за то, что он передавал слишком маленький крутящий момент, более поздний четырехроторный роторный ротор был недостаточно надежен.
Пластиковый кузов, изготовленный для Mercedes компанией, специализирующейся на железнодорожных вагонах, тоже вызвал проблемы, поскольку, как говорят, он никогда не достиг стандартов качества Mercedes, ожидаемых от автомобиля с их знаком.
Mercedes в конце концов «сменил цель» на турбодизельные двигатели, проведя испытания без каких-либо признаков планирования дорожного автомобиля.

Chevrolet Corvette XP-897GT - автомобиль Chevrolet хочет, чтобы вы забыли

Восстановленный концепт-кар 2010 года

Через восемь лет после Curtiss-Mustang еще один американский автомобиль с роторным двигателем был представлен на выставке IAA 1973 года во Франкфурте, Германия.
Chevrolet Corvette XP-897GT (потому что зачем использовать простое имя) - очень интересный автомобиль, главным образом потому, что это в основном не Corvette.
Автомобиль приводился в движение огромным двухроторным двигателем объемом 4,359 куб. См производства Chevrolet, установленным за сиденьями, передавая 134 кВт на автоматическую коробку передач в задней части, разработанную для будущего Chevrolet («X-Body») Citation 1980 года.
Автомобиль был построен Pininfarina за шесть месяцев с использованием шасси Porsche 914.
Хотя дизайн должен был показать, куда движутся будущие поколения Corvette, неизвестно, серьезно ли Chevrolet относился к роторным двигателям или это было просто «чем-то особенным» для шоу-кара.
После IAA машина исчезла, прежде чем предполагалось, что она погибла в результате пожара в Калифорнии в 1977 году.
Она появилась снова, когда джентльмену по имени Том Фалконер позвонил друг в 1982 году и сказал, что он заметил «странный корвет» на свалка металлолома.
Оказалось, что Шевроле «заставил машину исчезнуть», желая стереть любые следы наличия Ванкеля в любимом автомобиле с двигателем V8 или Корвете со средним расположением двигателя.
Мистер Фальконер сначала восстановил автомобиль в серебристой окраске, которую он получил с момента его презентации, установив двигатель Vauxhall Cavalier только для того, чтобы автомобиль двигался, прежде чем установить роторный двигатель Mazda 13B (двигатель, впервые использованный в Cosmo), Автоматическая коробка передач Cadillac, предназначенная для автомобилей FWD, с нанесением нового лакокрасочного покрытия в оригинальный Candy-Apple Red в 1997 году.
Автомобиль, который тогда выглядел так, как вы видите выше, в 2010 году все еще принадлежал и управлял мистером Фальконером, что является последним показателем надежности.

Citroen GS Birotor - Неудача в результате эксперимента

Выживший Birotor, обратите внимание на серый M35 на заднем плане, который вы видите выше.

Основано на информации, полученной от M35 за несколько лет до того, как Citroën представил Citroën GS Birotor в 1973 году.
Автомобиль во многом напоминал обычный GS с поршневым двигателем, за исключением некоторых деталей и, конечно же, трансмиссии.
Двигатель, произведенный компанией «Комотор» (см. Описание M35 для информации), представляет собой переработанную версию двигателя NSU Ro 80, роторного двухроторного двигателя мощностью 77 кВт из 995 куб.
Автомобиль также отличался значительно лучшим стандартным оборудованием по сравнению с обычным GS, а также колесами с пятью болтами, а не с тремя, дисковыми тормозами и трехступенчатой ​​полуавтоматической коробкой передач.
К сожалению, автомобиль был дорогим (дороже, чем Citroën DS гораздо большего размера) и поступил в продажу как раз тогда, когда разразился нефтяной кризис 1973 года.
Вместо тысяч автомобилей было продано только 847 единиц, прежде чем Citroën отказался от этой модели в 1975 году, пытаясь (в очередной раз) выкупить все автомобили.
На этот раз сообщается, что Citroën так стремился убрать автомобили с улиц, что даже предложил больше денег, чем они изначально стоили.
В зависимости от того, какой источник вы выбрали, сегодня существует 4-7 Birotors, которые десятилетиями нельзя было продать, так как на них не было названия, а также отсутствовала другая документация.
Что касается Citroën, автомобиля не существовало, а автомобиль, которого не существует, нельзя продать.

Mazda Rotary Pickup - интересный чудак

Очевидно, игнорируя одну из самых важных особенностей пикапов, Mazda в 1974 году представила Rotary Pickup, основанный на Mazda B-Series второго поколения.
Как ни странно, машина, по всей видимости, предлагалась только в США и Канаде.
Пикап длиной 2650 мм можно визуально отличить от версий с поршневым двигателем по расширенным крыльям, перемещению аккумулятора под кровать, другой приборной панели и передней решетке, а также круглым задним фарам.
На оригинальной двери багажного отделения также было написано «ROTARY POWER» с лентой.
В автомобиле используется двигатель 13B, известный по Mazda Cosmo, с двумя роторами в сумме до 1308 куб. См, производящий 82 кВт и 158 ньютон-метров крутящего момента.
Road & Track был впечатлен «плавной, тихой мощностью» и красивым интерьером, но, как и многие, критиковал ограниченный крутящий момент.
Автомобиль появился в салонах в 1974 году по цене от 3500 долларов (около 16,800 долларов в сегодняшних деньгах).
Из-за энергетического кризиса автомобили поначалу продавались плохо, и дилеры Mazda заставили дилеров возвращать непроданные автомобили 1974 года.
На них повторно проштамповали букву «S» в VIN-номере, обозначая их как модели 1975 года, прежде чем они вернулись в дилерские центры.
Автомобиль эксплуатировался с 1974 по 1977 год, за последний год был слегка модернизирован, было продано чуть более 15 экземпляров.000 раз.
Больший успех, вероятно, был ограничен необычным (и не очень надежным) двигателем, а также тем, что многие люди из-за традиции предпочитали американскую машину азиатской.
Сохранилось небольшое количество автомобилей, и хорошие образцы очень востребованы энтузиастами.

The Mazda Parkway - Ротари пытается быть слишком практичным

Продолжая традицию использовать роторные двигатели во всем, что они могли достать, Mazda представила Parkway в 1974 году.
25-местный микроавтобус (плюс один водитель) приводился в движение увеличенной версией двигателя 13B, производившей 100 кВт и 179 Нм крутящего момента.
Так как двигатель (который был установлен в середине корабля под полом, приводя в движение задние колеса) не справлялся с 2885 кг автобуса (ситуация ухудшалась, как только пассажиры оказались на борту), позади был установлен обычный поршневой двигатель объемом 1000 куб. задний мост для питания кондиционера и электрических систем.
Низкие характеристики в сочетании с высоким расходом топлива привели к тому, что автобус не был очень успешным: с 1974 по 1976 год он был продан всего 44 раза.
Сообщается, что около трети автобусов все еще находятся в рабочем состоянии и обычно передаются по наследству, а не продаются.

Hercules W 2000 - Ротари едет на мотоцикле

В 1974 году роторный двигатель нашел свое применение в массовом производстве мотоциклов, когда немецкая компания Hercules представила W 2000.
Велосипед приводился в движение одновинтовым роторным двигателем, который производил 20 кВт из 294 куб. См (уменьшенный по лицензии двигатель NSU), с двигателем, приводящим в движение 176-килограммовый тяжелый мотоцикл через 6-ступенчатую механическую коробку передач.
Hercules быстро запустил байк в производство, чтобы обойти Suzuki, Honda, Yamaha и MZ, заплатив за это низким качеством ранних байков.
Hercules была первой компанией, которая продала роторные велосипеды в большинстве стран мира, и только на рынке США первым был выпущен Suzuki RE5.
Байк (прозванный «пылесосом» из-за большого радиатора перед двигателем) не имел особого успеха в течение 5-летнего пробега, отчасти из-за низкого качества, а отчасти из-за высокой цены (цены начинались с 4550 Немецкая марка, почти вдвое больше конкурентов).
Низкие продажи в сочетании с производством Hercules велосипедов даже без заказов привели к тому, что некоторые из 1.800 W 2000-х годов пережили 2000-й год, не будучи зарегистрированными.
Излишне говорить, что эти «спящие красавицы» сегодня самые дорогие.

Mazda Road Pacer AP - Австралийско-азиатский поворотный механизм

Следующим примечательным автомобилем Mazda

с роторным двигателем была Mazda Road Pacer AP 1974 года, и в основном она примечательна тем, что не была Mazda.
Mazda искала новый седан для высшего среднего класса и, желая сократить расходы, стала партнером австралийской компании GM Holden.
Holden будет строить Holden Premiers в Австралии, а затем отправлять полные (но без двигателя) автомобили в Японию.
Mazda установила свой надежный роторный двигатель 13B под капотом, выдающий 1308 куб. См из двух камер.
В то время как низкий уровень шума и плавная подача мощности были высоко оценены, двигателю пришлось бороться, чтобы привести в движение тяжелый автомобиль весом 1600 кг, что привело к медленному ускорению и расходу топлива до 8 баллов.5 миль до галлона.
Автомобиль поставлялся с кучей стандартного оборудования, но все еще продавался очень плохо (нефтяной кризис не особо помог), в результате чего за 5 лет было продано всего 799 автомобилей.

Audi 100 C2 Wankel - преемник Ro 80, которого не было

Одна из подержанных машин, сфотографировано в 1977 году.

В то время как NSU отказалось от роторных двигателей с концом Ro 80, их «преемник» Audi (тогда называвшийся «Audi NSU Auto Union AG») продолжал экспериментировать, оснастив 25 Audi 100 C2 двухроторным роторным двигателем мощностью 132 кВт. двигатель (основанный на двигателе Ro 80) для эксперимента 1977 года.
В то время как автомобили пользовались большим успехом, двигатели не любили, и им требовалось абсурдное количество масла (помогая создать термин «идите на заправочную станцию, проверьте уровень топлива, долейте масло в бак»).
23 автомобиля были утилизированы, одна из них принадлежала музею «Autostadt» в Вольфсбурге, Германия, а одна была потеряна со временем.

Mazda RX-7 - Легенда JDM

Уцелевший RX-7 первой серии с еще одним на заднем плане

Я не сомневаюсь, что большинство из вас, читающих эту статью, знают эту машину, а некоторым, вероятно, нравится ее третье поколение, появившееся в 1991 году.
RX-7 (в Японии называемый «Саванна») появился в выставочных залах в 1978 году, когда казалось, что эпоха роторных двигателей закончилась.
После провала эксперимента Audi больше не существовало автомобиля с двигателем типа NSU, что сделало Mazda единственным производителем роторных двигателей.
Они настаивали на том, чтобы называть его так, а не «Ванкель», поскольку права на название на Ванкель принадлежали Volkswagen.
Двухроторный двигатель развивал 95,5 кВт и 167 Нм при 1,148 куб.
Глава отдела развития Mazda Кеничи Ямамото отвечал за новый двигатель, который значительно повысил надежность и расход топлива за счет более высокого обычного расхода масла.
Помимо уникального двигателя, главной привлекательностью RX-7 была низкая цена: она начиналась с 4,800 долларов по сравнению с его прямым конкурентом, Porsche 924.
До 1985 года Mazda смогла продать чуть более 471,000 автомобилей первого поколения, причем незначительный косметический ремонт в 1981 году («SA22C / FB2»).
RX-7 прожила еще два поколения до того, как в 2002 году упразднила название знаменитой RX-7 FD3S, выпустив «Spirit R».

Mazda Series JC Cosmo - Поворотный единорог

В 1990 году Mazda представила серию JC Cosmo (также называемую Eunos Cosmo), большое спортивное купе с двигателем 1.Трехроторный роторный двигатель объемом 962 куб.см. с двумя турбокомпрессорами мощностью 220 кВт и 403 ньютон-метра.
Это самый большой роторный двигатель, когда-либо проданный Mazda.
На родном рынке автомобиль был ограничен до 180 км / ч, без ограничений он мог достигать 255 км / ч.
Максимальный крутящий момент имелся уже при 1800 об / мин, что позволяло впечатляющее ускорение в обмен на высокий расход топлива.
В период с февраля 1990 г. по сентябрь 1995 г. было продано 8 875 автомобилей, хотя 60% из них были оснащены дополнительным двухроторным двигателем меньшего размера, что делало «полную» версию довольно редкой.
Автомобиль продавался только в Японии, рыночные возможности в Европе были сочтены слишком ограниченными, и бренд Amati для американского рынка так и не появился.
Тем не менее, несколько автомобилей с тех пор попали в США и Европу, хотя конкретные цифры неизвестны.

Mazda 787B - A Rotary побеждает в Ле-Мане

Автомобиль-победитель на рекламном изображении - обратите внимание на RX-7 на заднем плане.

Хорошо, Mazda 787B 1990 года не столько ездит по дорогам, сколько гонкам, но я считаю, что она все же заслуживает упоминания.
Две машины были построены в 1990 году (названные Mazda 787) для участия в 24-часовой гонке в Ле-Мане.
Легкий автомобиль массой 830 кг приводился в движение специально сконструированным четырехроторным безнаддувным роторным двигателем, передавая 515 кВт (ограниченная мощность, можно было бы и больше) через 5-ступенчатую коробку передач производства Porsche на задние колеса.
Двигатель был высокоэффективным для роторного двигателя, с тремя свечами зажигания на камеру и уплотнениями из нитрида кремния для повышения эффективности.
Но когда в 1990 году автомобиль занял лишь 20-е место, Mazda вернулась в мастерскую, чтобы внести некоторые изменения.
Получившийся в результате автомобиль, знаменитый 787B, был визуально идентичен предшественнику, но с коробкой передач Porsche и монококом из углеродного волокна британского производства.
Основным отличием стал новый регулируемый воздухозаборник, позволяющий адаптироваться к различным условиям.
Было изготовлено три обновленных автомобиля, а также два оригинальных автомобиля.
Усилия окупились: автомобиль под номером 55 выиграл гонку, отправив трех Jaguar на 2-4 места.
Это был первый и пока единственный японский автомобиль, выигравший знаменитую гонку, а также единственный автомобиль, который когда-либо выигрывал без использования поршневого двигателя.

Моллер Skycar M400 - Роторный автомобиль-самолет-вертолет-что-то

Прототип Skycar на официальном изображении, показанный так и не взлетел

Далее идет самая странная запись в списке, которая больше всего расширяет определение «дорога».
Moller Skycar M400 появился в 1990-х годах и задумывался как частный самолет, на котором можно проехать из гаража на взлетно-посадочную полосу.
Или, как вариант, просто поезжайте к месту назначения.
Разработка началась еще в 1970-х годах, когда дизайн летающей тарелки изменился на то, что вы видите выше.
Пол Моллер, разработчик машины, сказал, что вложил в проект более 100 миллионов долларов.
Skycar предназначен для автономного полета, как только водитель / пилот набирает пункт назначения, но до сих пор ни автоматизированная система не работала, ни Skycar никогда не выполнял полет без привязки.
18 октября 2009 года Моллер подал заявление о личной защите в соответствии с главой 11 Федерального закона о банкротстве.
Основным источником энергии являются четыре тяговых вентилятора, установленных на регулируемых опорах, что позволяет им смотреть вперед для горизонтального движения или вверх для зависания / вертикального взлета и посадки.
В каждой из четырех гондол установлен ротор, а также два независимых роторных двигателя, произведенных компанией Freedom Motors, основанной дочерней компанией Moller.
Назначение восьми двигателей состоит в том, чтобы иметь по крайней мере четыре, если какой-либо из гребных двигателей выходит из строя.
Говорят, что двигатели объемом 530 куб. См развивают мощность 76 кВт при работе на этаноле, при этом они могут работать на любом топливе, включая дизельное топливо и бензин.
После подачи заявления о банкротстве Моллер попытался продать прототипы на eBay, но обе машины не удалось продать.
Предполагается, что они будут храниться на складе, а компания Моллера вернулась к дизайну летающих тарелок.
Последний статус - объявленный испытательный полет в 2016 году, который так и не состоялся.

Mazda RX-8 - прощание Mazda с Rotary

RX-8 в Германии, обратите внимание на символ Rotary на подголовнике.

Возвращаясь к автомобилю, мы возвращаемся к Mazda RX-8, представленной в 2003 году.
Хотя автомобиль был продан как преемник RX-7, он не имеет общих частей с предшественником.
Купе 2 + 2 было доступно с мощностью 141 или 170 кВт, две версии отличались конструкцией впуска, ограничителем оборотов и другим блоком управления двигателем, а более мощная версия также получила шестиступенчатую механическую коробку передач, а не стандартную. пятиступенчатая.
Двигатель был основан на двигателе RX-7, но с рядом изменений, направленных на снижение расхода топлива на 20-30%.
К сожалению, RX-8 все еще требуется примерно на 30% больше масла, чем сопоставимым автомобилям с поршневым двигателем.
Двигатель имеет рабочий объем 1,302 куб. См и частоту вращения до 9.000 об / мин в более мощной версии.
Mazda очень гордилась тем, что была последней компанией, которая выставила в продажу роторный автомобиль, что отражено в символе «Renisis» (стилизованный ротор), который десять раз внедряли в автомобиль, включая крышку двигателя, заднюю часть. противотуманные фары и подголовники.
В период с 2005 по 2009 год Mazda также продала версию RX-8, которая могла работать на топливе или водороде, хотя, вероятно, это был скорее престижный проект, чем автомобиль, предназначенный для заработка.
Mazda прекратила производство RX-8 и роторных двигателей в 2012 году.
Базовая платформа просуществовала до 2015 года в Mazda MX-5 NC, которая использовалась немецким дилерским центром, продавшим несколько десятков NC. с трансмиссией RX-8.
Mazda анонсировала RX-9 в конце 2015 года, но с тех пор никакой конкретной информации не публиковалось.

Mazda Furai - недолговечная красота

Объединенное фото со дня смертельного инцидента, между снимками прошло полчаса

Mazda Furai (по-японски «Звук ветра») - концептуальный автомобиль, представленный Mazda в январе 2008 года как последний из пяти концептуальных автомобилей Nagare, представленных с 2006 года.
Автомобиль длиной 4,563 мм весил всего 675 кг благодаря шасси из углеродного волокна, основанному на гоночном автомобиле C65 Le Mans.
Автомобиль был оснащен трехроторным роторным двигателем, который вырабатывал 336 кВт при комбинированном рабочем объеме в два литра, работал на биоэтаноле и был достаточно мощным, чтобы развивать скорость до 325 км / ч.
Автомобиль имел номер 55 из победившего в Ле-Мане 787B, и Mazda подумывала об участии с ним в гонке в Ле-Мане.
После появления на Североамериканском международном автосалоне автомобиль проехал по нескольким журналам, прежде чем внезапно исчез.
Только 29 ноября 2013 года общественность узнала о печальной причине внезапного исчезновения любимой машины.
Автомобиль был доставлен в парк Бентуотерс недалеко от Лондона, Англия, 19 августа 2008 года, чтобы появиться в статье в журнале Top Gear.
Марк Тайсхерст, профессиональный автогонщик, управлял автомобилем во время фотосессии, когда в 11:52 утра загорелся моторный отсек, когда машина двигалась на высокой скорости.
Тайсхерст смог остановить машину и выйти из машины до того, как огонь достиг кабины, но из-за неудачного расположения пожарные поначалу не подозревали об аварии, и им потребовалось несколько минут, чтобы добраться до машины.
К этому моменту машина была охвачена пламенем, без надежды на устранение повреждений.
Пожар был ликвидирован в течение 8 минут, а Mazda загрузила обугленные останки и отправила их в свою студию современного дизайна в Ирвине.
Куда они пошли, неизвестно, предполагается, что их просто утилизировали.

Audi A1 e-tron - Возвращение Ротари?

С момента окончания NSU Ro 80 в 1970-х годах права на двигатель Ванкеля принадлежали Volkswagen, который ввел их в эксплуатацию в 2011 году через Audi.
Они представили Audi A1 e-tron, электрическую версию A1, приводимую в движение передним электродвигателем мощностью 75 кВт.
Батареи, расположенные перед задней осью, можно заряжать через кабель или через небольшой однороторный двигатель Ванкеля мощностью 15 кВт, который расположен в пространстве, обычно занимаемом запасным колесом.
Wankel на самом деле является хорошим выбором для расширителя диапазона из-за своего небольшого размера, легкого веса и низкого уровня шума.
Автомобиль должен был быть продан с 2015 года, но затем был отложен, так как новая дата выпуска еще не была назначена.
Все 30 выпущенных автомобилей до сих пор существуют и используются Audi на мероприятиях для инновационных автомобилей или в качестве VIP-шаттла в таких случаях, как Премия Немецкого телевидения.

Список отнюдь не окончательный, особенно в Японии многие автомобили опционально оснащались небольшими роторными двигателями из-за их преимуществ с точки зрения налогов.
Все предоставленные данные были исследованы, насколько мне известно, если вы обнаружите ошибки, сообщите мне.

#Blogpost

# Ротари

Как один механический цех возрождает роторные двигатели Первой мировой войны> ENGINEERING.com

В ходе Первой мировой войны авиация впервые использовалась в крупномасштабных конфликтах, и с тех пор поле боя никогда не было прежним. В этих ранних самолетах использовались роторные двигатели, в которых коленчатый вал оставался неподвижным, а остальная часть двигателя вращалась вокруг него.

Вы не увидите много оригинальных авиационных двигателей Первой мировой войны, которые все еще используются сегодня, но если вам случится посетить небольшую механическую мастерскую в Новой Зеландии, вы можете заказать совершенно новый.Помимо изготовления деталей для старинных самолетов и общих услуг по механической обработке, Classic Aero Machining Service производит двигатели Gnome 1915 года с использованием современных технологий производства.

Совершенно новый роторный двигатель Gnome. (Изображение любезно предоставлено Classic Aero Machining Serivce.)

«Наша идея заключалась в том, чтобы производить оригинальные роторные двигатели, которые были бы безопасными, надежными и доступными», - сказал Тони Вайтенбург, главный инженер и управляющий директор Classic Aero Machining Service. «Я занимаюсь бизнесом с 2004 года; Не могу сказать, что мне нравится все в малом бизнесе, но я получаю огромное удовольствие от изготовления деталей.Возможность изготавливать множество деталей, которые по завершении превращаются в работающий двигатель, - одна из самых приятных вещей, которые я когда-либо делал ».

ENGINEERING.com имел возможность узнать мнение Витенбурга об этом уникальном проекте.

Как вы проектировали двигатель? Вы работали по оригинальным чертежам?

Мы реконструировали оригинальный двигатель. Детали должны быть нарисованы в САПР (мы используем SOLIDWORKS). Для нашей фрезерной машины с ЧПУ мы используем GibbsCAM, поэтому мы можем импортировать модели САПР и использовать их для генерации G-кода.Для наших токарных станков с ЧПУ и ручной обработки мы используем модели САПР для создания рабочих чертежей.

Каковы характеристики мощности и крутящего момента?

Это 115 лошадиных сил и около 580 Нм крутящего момента. Он раскачивает деревянную опору диаметром 104 дюйма.

Вы отливаете цилиндры двигателя или обрабатываете их?

Цилиндры изготовлены из заготовок, как и большая часть двигателя, включая картер. Единственная отливка на двигателе - это корпус масляного насоса.Мы также использовали кованые алюминиевые поршни, в которых используются стандартные кованые заготовки автомобильных поршней.

Обработка картера роторного двигателя. (Изображение любезно предоставлено Classic Aero Machining Service.)

Какие смазочные материалы используются в двигателях?

В настоящее время мы используем касторовое масло для смазки, которое они использовали еще в 1915 году. Это масляная система с постоянными потерями, расходующая 10 пинт в час. Я очень хочу попробовать более современные масла, но придется подождать, пока у нас не будет достаточно времени и денег.Мы должны быть в положении, когда, если это не сработает, мы уничтожим наш собственный двигатель, а не двигатель клиента. Итак, пока мы будем придерживаться того, что работает.

Как насчет карбюрации?

Используем стандартное топливо; мы пробовали как автомобильный, так и автомобильный бензин, и оба работают хорошо.

Как зажигаются свечи зажигания?

Изначально магнето использовалось для обеспечения высокого напряжения для свечей зажигания. Я пытался адаптировать электронную систему зажигания, но у нас не получалось заставить ее работать, поэтому мы работали с электронной компанией и создали нашу собственную систему.Высокое напряжение исходит от зажигания и передается через коммуникатор через рояльный провод к свечам зажигания. Электронное зажигание обеспечивает хорошую искру, что облегчает запуск двигателя, и у нас не было проблем с засорением свечей зажигания.

Тестирование роторного двигателя Gnome. (Изображение любезно предоставлено Classic Aero Machining Service.)

У нас был клиент, который спросил, можем ли мы установить на его двигатель стартер. Увидев, как заводится вручную на оригинальный двигатель с гидросамолета, мы не могли понять, почему это невозможно.Сделав это успешно, мы решили сделать еще один стартер, который будем использовать для всех двигателей, которые мы производим. Он подходит для стандартного двигателя, и мы можем снять его, если клиент хочет оригинальный стартер с ручным поворотом, но это намного безопаснее для меня и моих сотрудников, когда мы тестируем двигатели.

Каков ресурс двигателя по сравнению с оригиналом?

Мы тщательно подбирали материалы, поэтому вместо оригинального чугуна используем кованые алюминиевые поршни, а клапаны - из нержавеющей стали.4340 был выбран из всех высоконагруженных деталей. Оригинальные двигатели не были известны своей надежностью; заклинивание колец сбоку поршней было обычной проблемой.

Являются ли эти двигатели всего лишь демонстрационными частями или они на самом деле приводятся в действие самолетом?

Двигатели собираются в точную копию самолета. У нас сейчас летает один двигатель. Наш второй двигатель будет выставлен и запущен в Dawn Patrol в Дейтоне, штат Огайо, 1 и 2 октября 2016 года.

Чтобы узнать об еще одном ретро-инженерном проекте, узнайте, как DeLorean Motor Company запускает производство культового автомобиля.

Объяснение подключения роторного двигателя

Обновлено в июле 2020 г .: После того, как в начале этого года уловили пару различных экстремальных роторных сборок - четырехроторный C8 Vette, предложенный Робом Дамом, и четырехроторный FD3S RX-7, похожий на автомобиль F1, - нас осенило, что возможно, некоторые из вас захотят узнать немного больше об одном из способов оптимизации мощности в этих уникальных безпоршневых двигателях. С увеличением доступности корпусов и пластин для вторичного рынка, среди прочего, рынок запасных частей, кажется, готов к всплеску интереса к этой технологии двигателей внутреннего сгорания.Чтобы еще глубже погрузиться в работу порта моста на 700-сильном 13B-REW, обязательно ознакомьтесь с нашей историей сборки TCP Magic FD3S RX-7.

Мы тут немного помешались на роторном двигателе, но чем больше этих вращающихся треугольников мы бросаем в вас, тем больше положительных отзывов мы получаем. На самом деле, я получаю больше писем и сообщений в социальных сетях с вопросами, связанными с ротацией, чем что-либо еще, и мой подписчик в Facebook недавно спросил о переносе, который мы сделали на Renesis 13B в Project RX-8, и в чем именно разница среди уличных портов, мостов и периферийных устройств.

Так как это не единственный вопрос о роторном портировании, который у меня возник в последнее время, и это, по общему признанию, довольно запутанная тема, давайте более подробно рассмотрим странный и удивительный мир роторного портирования. Однако имейте в виду, что разные поколения роторных двигателей имеют разные формы впускных и выпускных каналов и общие характеристики воздушного потока, поэтому вы не можете переносить их точно такими же способами или использовать одни и те же шаблоны переноса.

Для начала полезно понять, что портирование относится к модификации как впускных отверстий, которые расположены на боковых корпусах или утюжках, так и выпускных отверстий, которые расположены на алюминиевых корпусах ротора в случае более ранних двигателей 13B и на других моделях. утюги в случае Ренезиса.На самом базовом уровне размещение впускных и выпускных отверстий на роторном двигателе аналогично размещению головки (головок) блока цилиндров на поршневом двигателе, поскольку целью является улучшение потока воздуха в камеры сгорания и из них.

Два наших любимых Rowdy Rotary:
Hert's FC RX-7
Дэвид Маззи, 1000HP FD RX-7

Поворотное соединение может также иметь эффект, аналогичный замене распредвалов с более высокой подъемной силой и более длительным сроком службы в поршневой двигатель. Это связано с тем, что форма апертуры или отверстия порта управляет синхронизацией порта, что, в свою очередь, определяет, насколько рано и как долго воздушный поток попадает в камеру сгорания и выходит из нее.Внешний край впускного отверстия является стороной открытия, а верхний край - стороной закрытия. Таким образом, если вы перемещаете отверстие порта наружу (изменяя его форму с помощью шлифовального станка, оснащенного различными типами режущих и шлифовальных коронок), вы увеличиваете время открытия впускного отверстия, в то время как расширение порта вверх задерживает время закрытия.

На стороне выпуска: чем ниже вы опускаете нижнюю часть порта, тем раньше он открывается и тем дольше продолжительность работы. Также обратите внимание, что «перекрытие», или когда и впускное, и выпускное отверстия частично открыты, определяется тем, когда верхушка заднего ротора закрывает выпускное отверстие по сравнению с тем, когда передняя кромка ротора открывает впускной канал.

Фото 8/8 | Мы использовали шаблоны S-портов Racing Beat при перестройке нашего движка Renesis, которые не только дали нам пересмотренные формы открытия портов, которые вы видите здесь, но также включили подробную документацию о том, сколько материала мы можем безопасно удалить из портов.

Смотреть фото галерею (8) Фото

С этим основным объяснением роли, которую играет форма порта и его положение, давайте продолжим обсуждение различных типов переноса, которые существуют для этих специальных маленьких двигателей.На умеренном конце спектра «уличного портирования» - основная очистка краев портов, а также некоторые незначительные изменения формы отверстий портов. Хотя вам не обязательно нужны шаблоны для легкой работы порта, если у вас нет опыта в этой области, все же рекомендуется купить несколько шаблонов, чтобы вы не начали удалять материал в неправильной области и на самом деле не повредили воздушный поток или порт. сроки. Или, если вы не любитель DIY, вы всегда можете передать перенос на аутсорсинг авторитетному специалисту по роторным технологиям.

Мы (имеется в виду Джо Фергюсон из RPM Motorsports) использовали шаблоны Racing Beat при портировании нашего движка Renesis.Не менее важны, чем металлические шаблоны, которые показывают вам, как изменить форму отверстий портов, и подробные инструкции, объясняющие, где вы можете безопасно удалить материал внутри портов, потому что последнее, что вы хотите сделать, это прорезать порт и попасть в водную галерею. . С относительно мягким уличным портом, подобным этому, цель состоит в том, чтобы улучшить воздушный поток без каких-либо потерь мощности на низких оборотах или проблем с управляемостью, которые возникают при более экстремальных типах портов, которые мы обсудим в ближайшее время. В результате прирост мощности, как правило, скромный, но не незначительный (10% прирост мощности по сравнению с запасом мощности - довольно распространенная оценка для уличного порта).

Более агрессивный «уличный порт» использует этот же базовый подход немного дальше, расширяя форму портов для увеличения продолжительности. Это, как правило, способствует немного грубому холостому ходу и некоторой потере мощности на более низких оборотах двигателя, но вы действительно получаете еще больше мощности на высоких оборотах, а с роторными двигателями (особенно безнаддувными) все дело в максимуме. Таким образом, уличный переход в агрессивном конце спектра может немного ухудшить управляемость, но он по-прежнему считается хорошим компромиссом между производительностью и управляемостью.

Следующий тип ротационного подключения называется «мостовым портом», который обычно считается первым этапом в портировании. Существует несколько вариантов порта моста, но основная концепция заключается в добавлении нового впускного отверстия или «брови» рядом с основными портами, с «перемычкой» на боковой поверхности корпуса, оставленной между ними для поддержки угловых уплотнений и передний край боковых уплотнений они проходят над этой зоной. Целью порта моста является увеличение продолжительности впуска, что приводит к значительному увеличению максимальной мощности, а также к увеличению пиковой выходной мощности до диапазона 8000 оборотов в минуту.Обратной стороной переноса моста является неровный холостой ход, плохая реакция на низких оборотах и ​​повышенный расход топлива, не говоря уже о довольно непристойном выхлопе - вот почему этот тип переноса больше подходит для гоночных автомобилей, чем для уличных автомобилей (хотя, безусловно, есть Множество роторных головок запускают двигатели с переносом моста на улице, точно так же, как есть поршневые головки с большими неровными гоночными кулачками в своих уличных машинах).

Существует множество вариантов порта моста, включая «полумост» и «порт J» или «порт монстра»."Полумост - это когда дополнительный порт для бровей прорезан только над вторичным воздухозаборником на боковом корпусе, в то время как основной порт просто переносится на улицу. Это сделано, чтобы дать вам лучшее из обоих миров, что-то вроде того, что делает переменная фаза газораспределения. на поршневом двигателе, за счет того, что меньший первичный порт обеспечивает высокую скорость, но малый объем воздушного потока для лучшего отклика дроссельной заслонки и управляемости на более низких оборотах двигателя, а затем вторичный впускной канал с перемычкой обеспечивает больший объем и более длительный воздушный поток, необходимый для большой максимальной мощности.

Фото 8/8 | Вот стандартный порт моста с «бровями» над вторичными портами на торцевом корпусе. Брови были бы длиннее и выходили бы за поверхность корпуса ротора в более экстремальных типах портов моста, таких как J-порт или порт Monster.

Смотреть фото галерею (8) Фото

Порт J, по сути, является самым дальним из портов моста на стандартных боковых корпусах. Бровь толще и простирается за поверхность ротора в область уплотнительного кольца водяного уплотнения, шаг, который требует обрезки уплотнения и заполнения металлическим герметиком, таким как Devcon.А с так называемым портом-монстром (по сути, наиболее экстремальной версией порта J) бровь намного больше и выходит далеко за пределы трохоидной поверхности корпуса ротора в водную галерею. Это требует, чтобы проход для воды в этой области был перекрыт, а корпус ротора должен быть «согласован», чтобы открывать всю длину брови. Обратной стороной монстра портирования является то, что он имеет тенденцию сокращать срок службы двигателя из-за ухудшения охлаждения, но положительным моментом является еще более безумный верх.

Последний и самый экстремальный тип порта роторного двигателя называется периферийным портом. Поскольку невозможно разместить боковые корпуса дальше, чем порт-монстр, подход с периферийным портом фактически заменяет (заполняет) боковые впускные отверстия корпуса и заменяет их большими круглыми портами на корпусах ротора. Это означает, что синхронизация порта больше не определяется передней / задней кромкой роторов, а, скорее, уплотнением вершины, проходящим через большие периферийные отверстия порта.Результатом является экстремальное перекрытие впуска и выпуска, что в значительной степени убивает низкую производительность и управляемость, но гораздо более прямой путь впуска означает, что вы получаете огромную максимальную мощность, которая достигается при 9000 об / мин и выше.

Фото 8/8 | Корпуса периферийных портов Racing Beat - отличный пример того, как преобразовать ваш двигатель 12A или 13B в этот гоночный стиль впуска.

Смотреть фото галерею (8) Фото

На самом деле, это не редкость, когда роторы периферийных портов достигают 10 или 11 000 об / мин и развивают более 300 л.с. в безнаддувном агрегате.И хотя поток охлаждающей жидкости не так скомпрометирован, как у двигателя с монстрами, срок службы двигателя сокращается из-за длительного использования на высоких оборотах, необходимого для его диапазона мощности. Тем не менее, роторы периферийных портов обычно используются только для гонок, поэтому в центре внимания не ожидаемый срок службы двигателя, не безумно громкий звук выхлопа, ужасающий расход топлива или полное отсутствие управляемости на низких оборотах. Другой вариант - полупериферийный порт, в котором боковые воздухозаборники корпуса с уличными отверстиями используются на более низких оборотах, а периферийные порты меньшего размера используются на более высоких оборотах.

Итак, вот он, роторный порт во всех его вариантах - от самых легких уличных портов до самых диких периферийных портов. Интригующий момент (по крайней мере для меня) в поворотных портах заключается в том, что они не только улучшают воздушный поток так же, как и головку цилиндров поршневого двигателя, но и то, как изменение формы портов меняет синхронизацию, как это делают распредвалы поршневого двигателя. Это предложение «два к одному», что делает еще более важным либо использование наиболее проверенных и хорошо задокументированных шаблонов переноса, либо аутсорсинг работы квалифицированному и опытному специалисту по роторным двигателям, таким как Racing Beat или Mazdatrix.

Фото 8/8 | Перенос роторных двигателей - Управление порта

Смотреть фото галерею (8) Фото

Tips Aero Motor Роторные авиационные двигатели

Уильям Пирс

С самого раннего возраста Морис А. Типс и его младший брат Эрнест Оскар интересовались авиацией. К 1909 году бельгийские братья и сестры построили свой первый самолет: биплан-толкач с уткой.Первый двигатель, установленный на самолет, оказался недостаточно мощным и был заменен роторным Gnome. Двигатель был оснащен двумя валами, каждый из которых приводил в движение двухлопастной винт-толкач. Хотя самолет совершил несколько полетов, его управляемость была неудовлетворительной, и конструкция не получила дальнейшего развития. Самолет действительно обладал уникальными концепциями, эта тема была продолжена в последующих проектах Мориса.

Вид сзади толкача-биплана Мориса и Эрнеста Оскара Типсов 1909 года. Самолет не мог летать со своим оригинальным двигателем Pipe V-8, но более легкий роторный двигатель Gnome позволил ему взлететь.Обратите внимание на центральную коробку передач, которая снабжала энергией валы, вращавшие гребные винты, через угловые передачи.

После выпуска самолетов 1909 года Морис переориентировал свои усилия на авиадвигатели. К 1911 году Морис сконструировал первый из серии «бесклапанных» роторных двигателей. Во всех двигателях Типса использовалась система поворотных клапанов для впуска и выпуска цилиндров. К сожалению, документации по этим двигателям практически не существует; их точный порядок разработки и спецификации точно неизвестны.

Чертежи двигателя Tips 1912 года мощностью 25 л.с. (19 кВт). Воздух всасывался через вращающиеся всасывающие трубки (5), которые позволяют впускному каналу (14) и выпускному отверстию (13) совмещаться с цилиндром. Всасывающие трубки (9 и 10) были соединены с неподвижным коленчатым валом (4).

Первый двигатель был семицилиндровым роторным, мощностью 25 л.с. (19 кВт). Двигатель имел диаметр цилиндра 2,76 дюйма (70 мм), ход поршня 4,33 дюйма (110 мм) и рабочий объем 181 куб. Дюйм (3,0 л). Полые «всасывающие трубки» забирали топливовоздушную смесь из картера двигателя и подавали ее в цилиндры.Каждая всасывающая трубка была соединена с неподвижным коленчатым валом двигателя. Всасывающие трубки будут вращаться с половиной скорости вращения картера. Вверху всасывающей трубки было два прохода. Каждый канал совмещался с общим отверстием в верхней части цилиндра один раз за каждые два оборота картера. Один проход выровнен, чтобы позволить воздушно-топливной смеси течь из всасывающей трубки в цилиндр. Второй канал выровнен так, чтобы выхлопные газы выходили из цилиндра в атмосферу.

Бесклапанный роторный двигатель Tips мощностью 25 л.с. (19 кВт) был установлен на моноплан, построенный Анри Жераром. Судя по всему, самолет был построен примерно в 1913 году. Однако результаты работы двигателя и самолета не были обнаружены. По мере развития истории это был единственный двигатель Tips, установленный на самолете.

Анри Жерар и его механик на моноплане Gérard’s Tips. Двигатель был «бесклапанный» роторный с семью цилиндрами мощностью 25 л.с. (19 кВт). Обратите внимание на свечу зажигания, выступающую из верхней части каждого цилиндра.(Семейный архив Советов через Винсента Джейкобса)

Морис постоянно совершенствовал конструкцию «бесклапанных» роторных двигателей. В конце 1912 года были запланированы две большие версии семицилиндрового двигателя. Версия мощностью 50 л.с. (37 кВт) имела диаметр цилиндра 4,33 дюйма (110 мм), ход поршня 4,72 дюйма (120 мм) и рабочий объем 487 куб. Дюймов (8,0 л). Самый большой двигатель производил 70 л.с. (52 кВт) и имел диаметр цилиндра 4,41 дюйма (112 мм), ход поршня 5,12 дюйма (130 мм) и рабочий объем 547 кубических дюймов (9,0 л). В рекламе говорилось, что все три двигателя будут выставлены на автомобильном салоне в Брюсселе, Бельгия, в январе 1913 года.Кроме того, двигатель мощностью 25 л.с. (19 кВт) использовался для привода аэроглиссера Tips, который был показан на выставке.

Разработка двигателя

продолжалась в течение 1913 и 1914 годов. Наиболее очевидным изменением было то, что всасывающая трубка была перемещена параллельно цилиндру, а не под углом, как это было в более ранних двигателях. В новой конструкции двигателя был обновлен привод для всасывающих трубок, и топливно-воздушная смесь больше не проходила через картер; скорее, он подавался через полую часть коленчатого вала в пространство под всасывающими трубками.Был построен девятицилиндровый двигатель этой конструкции, но неясно, был ли он построен в Европе или в Соединенных Штатах; Скорее всего, он был построен в США.

Роторный двигатель Tips 1913 (слева) и 1914 (справа) версий. Основные изменения коснулись привода всасывающей трубки и поворотного клапана. Маленькая трубка (№ 14 на двигателе 1913 года и № 40 на двигателе 1914 года) в стационарном удлинителе коленчатого вала подавала масло на коленчатый вал и шатун.

Когда разразилась Первая мировая война, Морис и Эрнест Типсы бежали из Бельгии.Эрнест перебрался в Великобританию, где работал с Чарльзом Ричардом Фейри и помог основать компанию Fairey Aviation Company в 1915 году. Эрнест вернется в Бельгию в 1931 году, чтобы основать дочернюю компанию Fairey, Avions Fairey. Он также произвел серию легких самолетов «Типси».

Морис Типс совершил поездку в США в октябре 1915 года и продолжил разработку авиационных двигателей. Вполне возможно, что девятицилиндровый двигатель был построен после того, как Типс обосновался в США. Двигатель имел диаметр цилиндра 4,92 дюйма (125 мм) и диаметр 5.Ход 91 дюйм (150 мм). Он вытеснил 1011 куб. Дюймов (16,6 л) и выдавал 110 л.с. (82 кВт). Девятицилиндровый двигатель имел диаметр примерно 35 дюймов (0,89 м) и весил 290 фунтов (132 кг). Был разработан меньший девятицилиндровый двигатель, но неясно, был ли он построен. Меньший двигатель имел диаметр цилиндра 4,92 дюйма (125 мм) и ход поршня 5,51 дюйма (140 мм). Он вытеснил 944 куб. Дюймов (15,5 л) и выдавал 100 л.с. (75 кВт).

Вид сзади на «бесклапанный» роторный двигатель с девятью цилиндрами 110 л.с. (82 кВт). Воздух втягивался через полое удлинение к коленчатому валу, где смешивался с топливом.Отверстия в удлинителе коленчатого вала вели к распределительной камере в задней части двигателя. Топливно-воздушная смесь втягивалась во всасывающую трубку за каждым цилиндром, а затем в камеру сгорания. (Семейный архив Советов через Винсента Джейкобса)

Для большей мощности Морису пришла в голову идея соединить два девятицилиндровых двигателя мощностью 110 л.с. (82 кВт) в тандем, чтобы создать 18-цилиндровый силовой агрегат. Две секции двигателя будут размещены спереди вперед и вращаются в одном направлении. Двигатели будут подвешены примерно на 20 дюймов (508 мм) ниже карданного вала.Цепь привода Renold Silent (перевернутый зуб), расположенная между двумя двигателями, будет передавать мощность на карданный вал. Изменяя размер приводов, можно было добиться снижения скорости гребного винта. На чертежах показана ведущая шестерня 5 дюймов (127 мм) и шестерня 7,5 дюйма (191 мм) на карданном валу, что дает снижение скорости на 0,667. Тандемный 18-цилиндровый двигатель имел мощность 220 л.с. (164 кВт) и весил 606 фунтов (275 кг). Силовая установка была 62 дюйма (1,57 м) в длину и 40 дюймов (1,02 м) в диаметре, не включая гребной вал.Вряд ли был построен тандемный двигатель.

В 1917 году в Вунсокете, штат Род-Айленд, была основана компания Tips Aero Motor. В том же году Морис подал заявку на получение патентов, охватывающих его новую конструкцию двигателя, которая включала многие концепции из более ранних двигателей. Вместо тандемного двигателя новый двигатель Tips представлял собой одинарный 18-цилиндровый силовой агрегат. Роторный двигатель имел два ряда по девять цилиндров и размещался в неподвижной раме. В новом двигателе использовалось как водяное, так и воздушное охлаждение. Цилиндры были расположены попарно: один в переднем ряду двигателя, а другой - в заднем.Коленчатый вал имел только один ход, и поршни обоих цилиндров в паре находились в верхней мертвой точке на своих тактах сжатия одновременно. Степень сжатия двигателя составляла 5,25: 1. Каждый цилиндр имел одну свечу зажигания в центре камеры сгорания. Свечи зажигания зажигались двумя магнето, установленными в передней части двигателя и приводимыми в действие от карданного вала.

Двигатель Tips Tandem состоит из двух соединенных вместе девятицилиндровых двигателей. Цепь с перевернутыми зубьями между двигателями передавала мощность на карданный вал.(Семейный архив Советов через Винсента Джейкобса)

Большинство роторных двигателей имели фиксированный коленчатый вал и вращающийся картер. Такое расположение создавало большую нагрузку на коленчатый вал и картер, а также оказывало сильное гироскопическое воздействие на самолет. Двигатель Tips использовал несколько уникальных характеристик для устранения недостатков традиционных роторных двигателей. Коленчатый вал двигателя Tips вращался и соединялся с карданным валом. Карданный вал был соединен с картером, что позволяло ему вращаться в направлении, противоположном коленчатому валу и гребному винту.Конечным результатом было то, что когда коленчатый вал вращался со скоростью 1800 об / мин, гребной винт вращался со скоростью 1080 об / мин, а картер вращался со скоростью 60 об / мин в противоположном направлении. Роторные двигатели, в которых коленчатый вал и картер вращаются в противоположных направлениях и с разными скоростями, часто называют двунаправленными или дифференциальными роторными двигателями.

Карданный вал 18-цилиндрового двигателя Tips был соединен с коленчатым валом с редуктором 0,600; шестерня коленчатого вала имела 18 зубьев, а внутренняя шестерня карданного вала - 30 зубцов.Для вращения картера 17 зубьев шестерни карданного вала входят в зацепление с 51 зубом на одной стороне промежуточного вала, чтобы получить редуктор 0,333. На другой стороне промежуточного вала было 11 зубьев, которые входили в зацепление с 66-зубчатым внутренним зубчатым колесом, прикрепленным к картеру, и приводили к дальнейшему уменьшению на 0,167. Вращение гребного винта и коленчатого вала в противоположных направлениях не только устраняет гироскопический эффект, присущий обычным роторным двигателям, но также нейтрализует гироскопический эффект, создаваемый гребным винтом, прикрепленным к неподвижному двигателю.

18-цилиндровый двигатель Tips 1917 года был намного сложнее предыдущих двигателей. Обратите внимание на парные цилиндры, разделенные поворотным клапаном (24). Карданный вал (10) соединялся с коленчатым валом (7) через редукторы (8 и 9). Картер соединялся с карданным валом через промежуточный вал (16).

На внешней стороне отливок цилиндров имелись многочисленные ребра охлаждения. Кроме того, в отливках цилиндров находились внутренние каналы для водяного охлаждения. Между каждой парой цилиндров имелся ряд воздушных каналов для дополнительного охлаждения.В двигателе не было водяного насоса; скорее, термосифонирование и относительно медленное вращение картера позволили обеспечить циркуляцию охлаждающей воды из внутренних горячих областей цилиндров к ребрам охлаждения на внешней стороне цилиндров. Вращение двигателя также способствовало смазке маслом от коленчатого вала, находящегося под давлением, к остальной части двигателя. Масляный насос и карбюратор располагались на неподвижной раме в задней части двигателя.

На коленчатом валу между шатунами пары цилиндров был установлен фланец.На фланце через шарикоподшипники смонтирована эксцентриковая шестерня с 124 зубьями на внешней кромке. К картеру была прикреплена (но не закреплена) зубчатая передача главного клапана со 128 зубьями на внутренней стороне. Зацепление шестерен с эксцентричным действием приводило к тому, что шестерня главного клапана поворачивалась на четыре зубца за один оборот коленчатого вала. На внешнем крае шестерни главного клапана находилась коническая шестерня со 128 зубьями. Эти зубья входят в зацепление с шестерней с 16 зубьями, прикрепленной к поворотному клапану, расположенному между каждой парой цилиндров.Четыре зубца на оборот шестерни главного клапана, действующей на поворотный клапан с 16 зубьями, приводили к тому, что поворотный клапан поворачивался на четверть скорости двигателя. Каждый полый поворотный клапан имел два впускных и два выпускных отверстия.

Слева показан поворотный клапан с выровненными впускными портами (рис. 3). Топливно-воздушная смесь поступала в клапан через отверстия в его нижнем конце (27а). Справа находится клапан с выровненными выпускными отверстиями (рис. 5). На Фиг.4 показано поперечное сечение поворотного клапана с впускными отверстиями (28), выпускными отверстиями (29) и проходами для потока охлаждающей воды (30).На рис. 8 показан привод клапана. Коленчатый вал (7) вращал эксцентричную шестерню (44), которая зацеплялась (42 и 41) с шестерней, установленной на картере. В результате коническая шестерня (27) входит в зацепление с шестерней, привинченной к нижней части поворотного клапана (26 на фиг. 3), и поворачивает клапан один раз на каждые четыре оборота коленчатого вала.

Воздух всасывался через карбюратор в задней части двигателя. Топливно-воздушная смесь протекала через коллектор, прикрепленный болтами к отливке цилиндра, и попадала в канал, который вел в камеру вокруг нижней части поворотного клапана.Отверстия в клапане позволяли воздуху проходить вверх через его полую середину в цилиндр, когда впускные отверстия совмещены. Когда клапан вращается, выпускные отверстия будут совмещены с цилиндром, позволяя газам выходить из верхней части головки клапана в атмосферу. По каналам в нижней части поворотной клапанной головки поступала охлаждающая вода из водяной рубашки цилиндра. Вода текла вверх через поворотный клапан и обратно в водяную рубашку цилиндра. Поворотный клапан смазывался графитовыми подушечками и удерживался на месте спиральной пружиной и удерживающим колпачком вокруг его верхней поверхности.

18-цилиндровый двигатель Tips имел диаметр цилиндра 4,5 дюйма (114 мм) и ход поршня 6,0 дюйма (152 мм). Объем двигателя 1718 куб. Дюймов (28,1 л), мощность 480 л.с. (358 кВт) при 1800 оборотах в минуту. Двигатель Tips весил 850 фунтов (386 кг). На скорости двигатель потреблял 22 галлона (83 л) топлива и 3 галлона (11 л) масла в час. Расход масла был особенно высоким даже для роторного двигателя, но двигатель Tips был больше и мощнее других роторных двигателей.

Вид сзади двигателя Tips с мощностью 480 л.с. (358 кВт) показывает обширные оребрения (22), покрывающие двигатель.Оребрение и воздушные каналы (23) объединены, чтобы превратить весь двигатель в радиатор для охлаждения воды, протекающей через двигатель за счет термосифонирования и центробежной силы.

В 1919 году двигатель упоминался в нескольких публикациях. В 1920 году скончался Лео Дж. Бенуа, технический директор компании Tips Aero Motors. Сообщалось, что Бенуа отвечал за проектирование и конструкцию двигателя. Никакой дополнительной информации о двигателе и изображений двигателя не найдено. Такое отсутствие информации могло означать, что двигатель Tips мощностью 480 л.с. (358 кВт) так и не был построен.Однако, учитывая подробное описание двигателя и то, что он работал с 1917 по 1920 год, несомненно, существует вероятность того, что двигатель был построен и испытан.

Незадолго до Второй мировой войны Морис Типс вернулся в Бельгию. Он продолжал разрабатывать двигатели и подал заявку на патент на роторно-поршневой двигатель в 1938 году. Этот двигатель не был разработан для использования в самолетах и ​​не имел ничего общего с его ранними авиационными двигателями.

Морис Типс стоит рядом с незавершенной отливкой картера 18-цилиндрового дифференциального роторного двигателя.Отверстия во внешнем диаметре картера предназначались для поворотных клапанов. Отверстия в торце картера предназначались для водяных радиаторов, а отверстия внутри картера - для цилиндров. Неизвестно, был ли построен полный двигатель. (Семейный архив Советов через Винсента Джейкобса)

Источники:
- Les Avions Tipsy , Винсент Джейкобс (2011)
- «Бесклапанный роторный двигатель внутреннего сгорания» Патент США 1051 290 Мориса Типса (выдан 21 января 1913 г.)
- «Усовершенствования в роторных двигателях внутреннего сгорания» Патент GB 191307778 , Морис Типс (заявка 15 апреля 1913 г.)
- «Усовершенствования в роторных двигателях внутреннего сгорания или относящиеся к ним» Патент Великобритании 191506821 Мориса Типса (заявка 8 мая 1914 г.)
- «Поворотный клапан» Патент США 1 286 149 Мориса А.Советы (предоставлено 26 ноября 1918 г.)
- «Двигатель внутреннего сгорания» Патент США 1 306 035 Мориса А. Типса (предоставлен 10 июня 1919 г.)
- «Механизм управления клапаном» Патент США 1 306 036 Мориса А. Типса (предоставлен 10 июня 1919 г.)
- «Двигатель внутреннего сгорания» Патент США 2 203 449 Мориса Типса (выдан 4 июня 1940 г.)
- «Типсы 480 л.с. Aero Motor » Aerial Age Weekly (17 марта 1919)
- Энциклопедия авиационных двигателей Гленна Энга (1921)
- http: // www.vieillestiges.be/fr/rememberbook/contents/42

Нравится:

Нравится Загрузка ...

Связанные

Силовые роторные двигатели Ванкеля для самолетов

WANKEL POWER

Захватывающие новости для строителей! Двигатель вашей мечты находится на чертежной доске и находится на стадии тестирования. Читайте дальше, чтобы узнать больше о применении и экспериментах с роторными двигателями в самолетах.

Катастрофа! Разбитый двигатель! Помимо катастрофы, которая полностью уничтожает ваш самолет, сломанный двигатель - это самое худшее, что может случиться с владельцем самолета.

Неиспользуемые двигатели могут быть вызваны несколькими причинами, наиболее частыми из которых являются: внутренний структурный отказ; непрохождение ежегодных или 100-часовых проверок, или, в случае коммерческого использования, прибытие в установленный FAA обязательный предел времени между капитальными ремонтами (TBO) - но как насчет роторных двигателей.

В современных авиационных условиях ваш самолет можно вернуть в летное состояние только путем замены неисправного двигателя на новую или отремонтированную силовую установку того же типа или на двигатель другого типа или размера, одобренный для вашего самолета.

Но подождите! Прежде чем выбрать одну из вышеперечисленных альтернатив, потратьте минуту или две, мечтая о том, какую силовую установку вы бы действительно хотели для своего самолета, если бы у вас был неограниченный выбор. Все мы знаем, какие двигатели представлены на рынке, и каковы их преимущества и недостатки.

Любой пилот или владелец самолета может подумать о многочисленных улучшениях, которые могут быть - и должны быть - внесены в существующие двигатели. Если бы у нас была возможность и возможность, мы бы уменьшили их размер, вес и расход топлива.

Мы также сделали их более гладкими, тихими, легкими и уменьшили их фронтальные области. Первоочередной задачей было бы значительное повышение долговечности, снижение начальной стоимости и возможность работы на самом дешевом и экономичном топливе.

А разве это не мечта владельцев самолетов пускать слюни?

Вы говорите, что невозможно? Да, купить такой двигатель сегодня невозможно; тем не менее, двигатели, отвечающие всем нашим требованиям, находятся на чертежной доске и на испытательных стендах в продвинутых стадиях зрелости.Чтобы подогреть ваш аппетит, здесь будут представлены два сравнения с сегодняшними горизонтально расположенными двигателями с воздушным охлаждением.

Современные двигатели имеют средний вес около двух фунтов на лошадиную силу; новый двигатель примерно один фунт на лошадиную силу. Предполагая, что крейсерская мощность 150 л.с., современные двигатели расходуют около 12,5 галлонов в час; новый двигатель около 9 галлонов в час.

Прямо сейчас, я уверен, у вас есть вопросы: Что это? и где это?

Первый роторный двигатель внутреннего сгорания, разработанный исключительно для использования в самолетах: двухроторный двигатель с воздушным охлаждением RC 2-90 Curtiss-Wright мощностью 300 л.с.

Новый чудо-двигатель - последняя версия авиационного двигателя роторного сгорания типа Ванкеля. Исследовательские модели усовершенствованных роторных двигателей внутреннего сгорания сейчас работают в испытательных камерах Curtiss-Wright.

У двигателя Ванкеля в этой стране довольно скромная история. До 1973 года все крупные автомобильные компании США участвовали в испытаниях роторных двигателей Ванкеля, чтобы определить их будущую адаптируемость в качестве автомобильных силовых установок.

Однако тяжелый бензиновый кризис 1973 года застал Ванкеля с плохой репутацией в плане экономии топлива; примерно в то же время стали появляться проблемы с долговечностью.Последним ударом стало объявление General Motor о прекращении дальнейшей разработки Wankel.

Это пренебрежение General Motors создало у широкой публики впечатление, что роторные двигатели внутреннего сгорания - безнадежные отказы и всесторонние неудачники. В результате роторные двигатели внутреннего сгорания исчезли из автомобильной промышленности США и были забыты.

Нет, не совсем забыли. Curtiss-Wright владел лицензией NSU (Volkswagen) на разработку и продажу роторных двигателей внутреннего сгорания в Соединенных Штатах, и они все еще верили в будущий успех двигателя.Другой лицензиат Ванкеля, Mazda в Японии, также имел достаточно веры, чтобы разработать и произвести чрезвычайно успешный автомобильный роторный двигатель внутреннего сгорания.

Фактически, еще в 1977 году Mazda продала свой миллионный автомобиль с двигателем R / C. На сегодняшний день продано еще несколько миллионов роторных двигателей, и Mazda продолжает продавать спортивное купе RX-7 крайне восторженным покупателям.

Mazda внесла заметный вклад в мощность, экономичность, долговечность и общественное признание двигателя R / C.Последние роторные двигатели компании, которыми сейчас оснащается самая последняя версия RX-7, представляет собой двухроторный двигатель, который развивает мощность 120 л.с. при 7000 об / мин.

Расход топлива, долговечность и выбросы равны или лучше, чем у автомобильных поршневых бензиновых двигателей аналогичной мощности. В качестве бонуса размер и вес намного меньше, чем у аналогичного обычного двигателя.

Поскольку все обсуждения Ванкеля до сих пор вращались вокруг автомобильного и промышленного использования, было бы легко создать впечатление, что двигатели Ванкеля никогда не разрабатывались для использования в самолетах или использовались для питания самолетов в полете.В ходе его исследования. Curtiss-Wright установила роторные двигатели внутреннего сгорания на нескольких самолетах, в том числе на одном вертолете.

Первым роторным двигателем Curtiss-Wright, специально предназначенным для использования в самолетах, был RC 2-90. двухпозиционный двухроторный и 90-показывающий на 90 куб. для каждого ротора, составляющего 180 куб. дюймов. Двигатель (рассчитанный на работу на дизельном или реактивном топливе) Двигатель выдавал 310 л.с. при общем весе 300 фунтов и помещался в двухфутовый куб.

RC 2-90 был разработан для управления вертолетом-дроном, но когда военный проект был заброшен, разработка двигателя также была прекращена.Между прочим, охлаждение осуществлялось принудительной подачей воздуха через тщательно спроектированные и расположенные ребра охлаждения.

Осевой нагнетатель, входящий в комплект, обеспечивал нагнетание воздуха. Эти роторные двигатели объединили все достижения исследований в области воздушного охлаждения и доказали возможность роторных двигателей с воздушным охлаждением в меньших размерах.

Единственный роторный двигатель, который фактически приводил в действие летающий самолет, - это RC 2-60 U5. Это 120 куб. Дюймов. автомобильный двигатель водяного охлаждения с авиационным карбюратором и другими небольшими доработками.

Сверхтихий планер Lockheed «Q» Star был построен на базе планера Switzer 2-32, модифицированного с обычным шасси. Подвеска двигателя RC 2-60 и алюминиевый радиатор Corvette на носу. Поскольку это был сверхтихий эксперимент, выхлоп двигателя был сильно заглушен, чтобы практически исключить шум двигателя.

Для уменьшения шума гребного винта ременной редуктор 5,34: 1 снизил нормальные 6000 об / мин двигателя до 500 об / мин на гребном винте. Этот эксперимент был полностью успешным как в достижении искомых тихих уровней полета, так и в плавной и надежной работе роторного двигателя

.

.

Для дальнейшего исследования работы роторных двигателей в самолетах, на планер Cessna Cardinal был установлен громоздкий двигатель с ременным редуктором, в котором использовались крайние винтовые передачи и маловращающийся винт.

Позже RC 2-60 с установленными внутри редукторами позволил использовать обычный гребной винт Cardinal, вращающийся с обычной скоростью. Оба теста были классифицированы как полностью успешные.

Тяжелая система ременного редуктора, создающая сопротивление, и автомобильный характер двигателя не позволили полностью использовать все преимущества естественных роторных двигателей по размеру и весу; тем не менее, испытания были настолько многообещающими, что вызвали большой энтузиазм.

В испытаниях вертолета участвовал Hughes H-55, который также был оснащен RC 2-60 и прошел с отличными оценками. Все знания, полученные в ходе летных испытаний и исследований роторных двигателей, адаптированных для использования в самолетах, были объединены в прототипе авиационного двигателя. РК 2-75 У1.

Этот двигатель, изначально проектировавшийся как силовая установка самолета, имел жидкостное охлаждение и выдавал 285 л.с. при сухом весе 280 фунтов и размерах 21,5 дюйма x 23.7 дюймов x 31,4 дюйма. Готовый к полету, с полной системой охлаждения и охлаждающей жидкостью, вес составлял 358 фунтов.

Использовались авиационный карбюратор и другие аксессуары авиационного класса, а стандартный винтовой привод с внутренним цилиндрическим редуктором 0,356: 1 позволял использовать винты серийного типа, вращающиеся на нормальных оборотах в минуту. Редукционный привод и общая конфигурация двигателя были рассмотрены Piper, Beech, Cessna, FAA и поставщиками аксессуаров.

Этот двигатель наработал более 1500 часов на испытаниях, в том числе более 100 часов при полностью открытой дроссельной заслонке и продолжительной работе при 7000 об / мин.Скорее всего, этот двигатель может пройти 150-часовой квалификационный тест на полностью открытую дроссельную заслонку для сертификации на данном этапе, что до сих пор не проводилось.

В ходе экспериментов с прототипами роторных двигателей внутреннего сгорания. Кертисс-Райт обнаружил несколько фундаментальных фактов, хотя двигатель типа Ванкеля все еще находится на начальной стадии своего цикла разработки.

Одно из самых фундаментальных открытий состоит в том, что самый маленький и легкий двигатель для данной выходной мощности всегда будет с наибольшим количеством вращающихся силовых агрегатов, хотя самый маленький и легкий никогда не будет самым эффективным.

Например, двухроторный двигатель мощностью 275 л.с. будет меньше и легче, чем один двигатель с большим ротором мощностью 275 л.с. Однороторный агрегат будет больше, тяжелее, дешевле и немного более экономичен.

Экономические преимущества, а также существующая технология впрыска топлива способствуют увеличению конструкции с одним ротором, хотя двигатель с двумя роторами имеет некоторые недостатки в стоимости за счет преимуществ размера и веса. На роторных двигателях RC 2-75 Y1 было сохранено жидкостное охлаждение из соображений экономии топлива и роста.

Двигатели с жидкостным охлаждением могут эксплуатироваться в полете при тех же показателях расхода топлива, которые были достигнуты на испытательном стенде. Двигатели с воздушным охлаждением обычно требуют более богатой смеси, чтобы поддерживать температуру головки до приемлемого уровня во время взлета и набора высоты, а также во время работы в экстремально теплую погоду.

Другой фактор касается использования роторного двигателя с высокой мощностью - другими словами, его способность вырабатывать большую мощность из небольшого легкого двигателя. Высокая удельная мощность делает воздушное охлаждение трудным и дорогим.На некотором уровне мощности двигатель вращающегося сгорания с воздушным охлаждением будет иметь ограниченное охлаждение.

В ответ на положительные результаты роторных исследований Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) объявило о пятилетней программе исследований двигателей стоимостью от 15 до 20 миллионов долларов для изучения обычных, турбинных, дизельных двигателей и двигателей внутреннего сгорания с целью их широкого улучшения в прочности, мощности и экономичности.

Curtiss-Wright участвует в финансировании разработки усовершенствованного роторного двигателя внутреннего сгорания на основе прототипа двигателя RC 2-75.Одно из требований НАСА - способность каждого двигателя развивать крейсерскую мощность 250 л.с. на высоте 25 000 футов. Чтобы удовлетворить это требование, первоначально изучалась двухроторная конфигурация RC 2-75 с добавлением турбонаддува к базовому двигателю.

Выявлено шесть целей программы НАСА:

  1. Эффективность и производительность двигателя улучшились благодаря целевому целевому расходу топлива 0,38 фунта на мощность в час. (Текущие двигатели в основном находятся в.5 фунтов / л.с. / час. диапазон.)

  2. Эффективная работа на авиационном топливе 100/130 и одном или нескольких альтернативных топливах - реактивном. дизель. неэтилированный автомобильный газ или низкий дистиллят.

  3. Низкие выбросы выхлопных газов.

  4. Затраты на производство сопоставимы или меньше существующих авиационных двигателей.

  5. Общие затраты на жизненный цикл и техническое обслуживание ниже, чем у современных авиационных двигателей.

  6. Высота соответствует современным двигателям.

На испытательных стендах отработали два двигателя: RC 2-75 и RC 1-75; оба работали без наддува с расслоенным впрыском топлива.

Для этого типа впрыска топлива необходимы две форсунки - пилотная и основная. Пилотное сопло необходимо для инициирования горения и для работы на малой мощности; основное сопло дополняет пилотное сопло по мощности.

Пилотное сопло впрыскивает идеальную топливную смесь вблизи свечи зажигания, которая легко воспламеняется от искры.Начинается фронт пламени, который загорается от очень бедной смеси, впрыскиваемой основным соплом, которая слишком бедна для воспламенения искрой, но может воспламениться пламенем.

В двигателях с турбонаддувом можно использовать обедненные смеси, состоящие из 28 частей воздуха и одной части топлива. Идеальная смесь (стехиометрическая смесь), впрыскиваемая пилотным соплом и обычно подаваемая карбюратором, составляет примерно 16 частей воздуха на одну часть топлива.

Это пилотное сопло, метод послойной зарядки основного сопла позволяет двигателю работать на широком диапазоне видов топлива и обеспечивает превосходную экономию топлива за счет чрезвычайно бедной смеси основного сопла.

Роторные двигатели

со стратифицированным зарядом показали практически одинаковые характеристики сгорания бензина, реактивного топлива JP4 и JP5, дизельного топлива и метилового спирта без изменений в двигателе.

Существующие на испытательном стенде двигатели теперь работают со степенью сжатия 8,5: 1, однако двигатели, построенные по контракту с НАСА, вероятно, будут иметь повышенную степень сжатия в диапазоне от 9,5 или от 10 до 1.

Двигатель с прямым впрыском и стратифицированным наддувом обеспечивает большое преимущество более безопасного дизельного или реактивного топлива.Этот двигатель будет работать без дросселирования. то есть. никакой дроссельный клапан не будет ограничивать поток воздуха через карбюратор для регулирования мощности двигателя, как на обычных двигателях.

В режиме без дроссельной заслонки воздух нагнетается в двигатель без ограничений. Мощность вырабатывается прямо пропорционально количеству топлива, впрыскиваемого в цилиндры. Количество впрыскиваемого топлива регулируется дроссельной заслонкой.

Cessna Cardinal с роторным двигателем внутреннего сгорания Ванкеля, модифицированным и оснащенным разработанной зубчатой ​​системой винтового редуктора.Пропеллер был приспособлен для вращения с нормальной скоростью (около 2400), и был использован винт Cardinal нормального размера. Обратите внимание на обычный внешний вид самолета. Также обратите внимание на радиатор охлаждения в нижней части кожуха.

Двигатели со стратифицированным наддувом, прямым впрыском и без дроссельной заслонки продемонстрировали экономию топлива, равную или лучше, чем у автомобильных дизелей, и ожидается дальнейшее улучшение характеристик как на низком, так и на высоком уровне. Достигнуты уровни выбросов углеводородов, эквивалентные современным автомобильным двигателям.

Благодаря легкому весу и малым размерам роторного двигателя внутреннего сгорания, даже с водяным охлаждением, бензиновый двигатель может быть превзойден по характеристикам с большей экономией, чем дизельное топливо. И без того легкий вес двигателя будет увеличен за счет меньшего запаса топлива для любой конкретной миссии.

Исследование Cessna по интеграции усовершенствованного роторного двигателя внутреннего сгорания в планер, разработанный специально для него, доказало, что, за исключением самых коротких полетов, комбинация роторно-усовершенствованного планера плюс вес топлива позволили получить меньший, более легкий, дешевый, экономичный -управляемый самолет, чем любая другая изученная комбинация.

Меньший вес двигателя и меньшее количество топлива, требуемого на миссию, позволяет уменьшить крыло и хвост, что приводит к более легкой и дешевой базовой конструкции. Кроме того, удаленное расположение относительно небольших охладителей обеспечивает преимущества упаковки и рекуперацию тяги на выходе воздуха из теплообменника.

В настоящее время наиболее вероятной конфигурацией перспективного авиационного роторного двигателя будет двухроторная установка объемом 47 куб. Дюймов. на ротор (RC 2-47), с турбонаддувом, стратифицированным зарядом, прямым впрыском и без дросселирования.

Расчетная мощность высокотехнологичного роторного двигателя Curtiss-Wright RC 2-32 мощностью 300 л.с. Особенно обратите внимание на чрезвычайно низкий удельный расход топлива на тормоз (BSFC) около 0,350 при крейсерской мощности 55%. Существующие двигатели с горизонтально расположенными поршнями работают с давлением от 0,450 до 0,500 BSFC. Это означает снижение расхода топлива на 23–34%. И помните, двигатель будет работать на самом дешевом моторном топливе - на дистилляте.

Двигатель RC 2-75, который годами эксплуатируется на испытательных стендах, постоянно улучшает мощность и эффективность.В начале разработки двигателей для удовлетворения требований контракта НАСА в 300 л.с. для взлета и 250 крейсерских л.с. на высоте 25 000 футов требовался двигатель RC 2-75 с турбонаддувом.

Основываясь на нынешних и ожидаемых в ближайшем будущем усовершенствованиях технологий и исследований, потребности НАСА в мощности могут быть удовлетворены с помощью меньшего, более легкого двигателя RC 2-47 с турбонаддувом. Двигатель RC 2-47 известен как усовершенствованный роторный двигатель.

Более отдаленное будущее обещает постоянное совершенствование технологии Ванкеля, что приведет к способности удовлетворить потребности НАСА в мощности с помощью еще более компактного и легкого двигателя RC 2-32.Все эти двигатели будут иметь возможность работать с несколькими видами топлива, и почти наверняка среди подходящего топлива будет низкосортный дистиллят.

Низкокачественный дистиллят дает наибольшее количество галлонов моторного топлива на баррель сырой нефти. Усовершенствованные роторные двигатели, в отличие от наших современных двигателей для авиации общего назначения, будут оснащаться турбонаддувом с нуля, чтобы сохранить размеры и удельную мощность намного выше, чем у современных двигателей.

НАСА чрезвычайно заинтересовалось технологией турбонаддува двигателя Ванкеля и ожидаемым процентом увеличения мощности.В качестве базового двигателя был выбран двухроторный автомобильный двигатель Mazda RX-7, а также адаптированы два различных турбонагнетателя.

На сегодняшний день оба этих двигателя прошли испытания в испытательных камерах с отличными результатами. По сравнению с безнаддувным двигателем мощностью 118 л.с. при 7000 об / мин с наддувом удалось получить 191 л.с. при 7000 об / мин, что на 61 процент больше.

Контракт НАСА, который распространяется на двигатель мощностью 250 крейсерских л.с., будет слишком мощным, сложным и дорогим для спортивных и самодельных самолетов, однако исследования Curtiss Wright доказывают, что все основные преимущества роторных двигателей будут уменьшаться почти пропорционально уменьшению размера .Меньший по размеру однороторный двигатель без наддува мощностью от 100 до 125 л.с. - это простой переход от RC 2-47.

НАСА осознает потенциал роторного двигателя для тренировочных и спортивных самолетов, а также для деловой авиации, для которой в первую очередь предназначен RC 2-47 с наддувом и стратифицированным зарядом без дроссельной заслонки мощностью 300 л.с. Роторные автомобильные двигатели доказали свою эффективность и надежность в диапазоне 110 л.с. и заслуживают рассмотрения в качестве силовых установок самолетов.

Начиная с двухроторного двигателя Mazda RX-7, НАСА провело множество тестовых конфигураций (как с наддувом, так и без наддува) с обнадеживающими результатами.Диапазон мощности от 100 до 200 л.с. - именно тот диапазон, который наиболее полезен для тренировочных и спортивных самолетов.

График мощности двигателя Mazda RX-7 без наддува и с турбонаддувом. Турбонаддув увеличивает обычную мощность с менее 120 л.с. до более 190 л.с.

Эти роторные двигатели не используют стратифицированный заряд; они используют обычные карбюраторы, а не впрыск топлива без дросселирования. Они не являются ультрасовременным дизайном, тем не менее, они маленькие, легкие, надежные и превосходят горизонтально расположенные четырехцилиндровые двигатели во всех важных отношениях.

Лучше всего то, что они основаны на автомобильном двигателе, уже выпускаемом в достаточно большом количестве, что может снизить стоимость двигателя. Чтобы соответствовать нынешним и будущим нормам шума, потребуется зубчатая передача с большим передаточным числом.

Поскольку роторный двигатель в любом случае потребует переключения передач, низкие обороты гребного винта могут быть достигнуты с небольшими дополнительными затратами. Нет сомнений в том, что авиационный двигатель с вращающимся внутренним сгоранием вполне соответствует возможностям современной технологии.

Фактически, это наиболее вероятный кандидат на замену устаревшего, горизонтально расположенного поршневого двигателя с воздушным охлаждением в спортивных, учебных, самодельных и бюджетных самолетах бизнес-класса. Он имеет преимущества в размере, весе, простоте, расходе топлива и возможности работы с несколькими видами топлива.

Исследования, чтобы сделать этот тип двигателя доступным для рынка авиации общего назначения, продолжаются, и это срочно необходимо. К сожалению, даже с учетом финансирования разработки НАСА, окончательная дата разработки двигателя - 1986 или 1987 год.


ОБНОВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РОТАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

На рынке до сих пор нет сертифицированного серийного авиационного двигателя роторного сгорания. Тем не менее, изменения происходят, и прогресс намечается.

Самая интересная из новых разработок - это передача прав, патентов, исследований, запчастей и контрактов от Curtiss-Wright компании John Deere. Держитесь! Я знаю, что вы собираетесь сказать, John Deere - компания, занимающаяся производством сельскохозяйственного оборудования, и авиационные электростанции, вероятно, являются последним приоритетом в их графике развития.

Не совсем так, по словам представителей John Deere, которые проявляют большой интерес к потенциалу авиадвигателя Ванкеля. Они надеются на сотрудничество с известными производителями двигателей для производства полного двигателя.

John Deere, скорее всего, будет производить базовую силовую установку с роторным сгоранием, к которой производители двигателей добавят двойное зажигание, регуляторы воздушного винта, вакуумные насосы, редуктор воздушного винта и другие различные колодки и приводы, необходимые для использования в самолетах.

Базовая комплектация

John Deeres, вероятно, будет двух размеров: RC 1-40 и RC 1-350. Эти агрегаты могут быть увеличены для производства моделей RC 2-80, RC 3-120 и т. Д. Для получения практически неограниченного числа номинальных мощностей от 125 л.с.

Технология роторных двигателей внутреннего сгорания в автомобильной сфере также сделала рывок вперед с появлением нового двигателя Mazda 13B и гоночного двигателя Mazda с турбонаддувом. Те, кто строит свои самолеты, имеют больше шансов установить на них роторный двигатель внутреннего сгорания, чем мы, покупающие наши самолеты в готовом виде у дилера.

NASA проводит тестовые испытания роторных двигателей внутреннего сгорания Mazda RX-7 на испытательных стендах в различных условиях. Эта версия с турбонаддувом выдает 191 л.с. при 7000 об / мин. Автомобильная трансмиссия используется только как удобное соединение между двигателем и динамометром.

Duncan Aviation Engines из Команча, штат Оклахома, предлагает роторные силовые установки в диапазоне размеров от однороторных, мощностью 40 л.с., с воздушным охлаждением, до двухроторных, турбированных, редукторных двигателей мощностью 350 л.с.

Все эти роторные двигатели отличаются плавными, мощными и легкими характеристиками двигателя Ванкеля, а срок службы до капитального ремонта (TBO) составляет 3000 часов.НАСА активно внедряет испытания роторного двигателя внутреннего сгорания на летательном аппарате. Cessna Super Skymaster (Army O 2-A) был получен излишками от армии.

Передний двигатель был удален и заменен двухроторным двигателем Mazda RX-4 мощностью 210 л.с. с турбонаддувом, ременным редуктором и винтом постоянной скорости. Самолет был полностью оснащен приборами для измерения практически любых параметров двигателя, которые стоит измерить.

НАСА находится на пороге значительного усовершенствования знаний о характеристиках роторных двигателей в реальных условиях полета.К сожалению, тестирование проекта Skymaster / RX-4 находится под угрозой из-за перераспределения средств между собственными проектами.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *