X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

В 1957 г. впервые английский ученый Вальтер Фройде который в последствии и стал создателем, начал разработку В первые конструкция ро́торно-поршнево́го дви́гателя Ванкеля была открыта в 1957 году англиским инженером Вальтером Фройде ,который в будущем и стал создателем данного двигателя. Двигатель создавался совместно с Феликсом Ванкелем,который разрабатывал другую конструкцию данного типа двигателя. Данный аппарат может осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Отто или Стирлинга без изменений в конструкции механизма газораспределения. Герметизация камер обеспечивается радиальными и торцевыми уплотнительными пластинами, прижимаемыми к цилиндру центробежными силами, давлением газа и ленточными пружинами. Данная конструкция двигателя делает его на порядок проще четырехцилиндровых двигателей, а также повышает его КПД так как Отсутствие механизма газораспределения делает двигатель значительно проще четырехтактного поршневого (экономия составляет около тысячи деталей), а отсутствие сопряжения (картерное пространство, коленвал и шатуны) между отдельными рабочими камерами обеспечивают необычайную компактность и высокую удельную мощность. зЗа один оборот выполняется три полных рабочих цикла, что приблизительно равноэквивалентно работе шестицилиндрового поршневого двигателя. Герметичность камер сгорания достигалась за счет радиальных и торцевых уплотнительных пластин, прижимаемыми к цилиндру центробежными силами и давление сжатой горючей смеси. Такие рабочие процессы как сСмесеобразование, зажигание, смазка, охлаждение, запуск и т.д. принципиально такие же, как и у обычного поршневого двигателя внутреннего сгорания. Данный тип двигателя разрабатывался совместно с Феликсом Ванкелем, но он в свою очередь разрабатывал немного видоизмененную конструкцию данного типа двигателя.

Данный тип двигателя в сравнение с обычными бензиновыми моторами имеет ряд преимуществ, такие как: низкий уровень вибраций и шума, обладает лучшей динамикой. Данный агрегат имеет более правильную развесовку нежели его предшественники-поршневые двигатели.Преимущества перед обычными бензиновыми двигателями:- низкий уровень вибраций. РПД полностью механически уравновешен, что позволяет повысить комфортность лёгких транспортных средств типа микроавтомобилей, мотокаров и юникаров; главным преимуществом роторно-поршневого двигателя являются отличные динамические характеристики.

Роторный двигатель за счет простоты своей конструкции способен выдерживать большие обороты при этом передавать меньше вибраций. Так-же данный тип двигателя обладает большой мощностью при небольшом объеме камеры сгорания. Так-же из-за меньшего количества деталей обладает большой надежность и компактностью,то есть занимает намного меньше места в подкапотном пространстве нежели поршневые моторы, соотвественно изменяется вес машины, что хорошо сказывается на динамике автомобиля и за счет того, что двигатель меньше, изменяется и центр тяжести, а это в свою очередь хорошо влияет на управляемость. Но есть у этого двигателя и свои минусы: сСоединение ротора с выходным валом через эксцентриковый механизм, являясь характерной особенностью РПД Ванкеля, вызывает давление между трущимися поверхностями, что в сочетании с высокой температурой, приводит к дополнительному износу и нагреву двигателя, из-за этой особенности двигателя он требует особого внимания к его системе смазки, масло в данном типе двигателя подлежит более частой замене. Еще одной особенностью данного двигателя является переодический ремонт, а именно замена уплотнителей. При должном уходе и правильной эксплотации обладает большим ресурсом, но вовремя не смененное моторное масло приведет двигатель к неизбежной поломке. Позже проблема быстрого износа уплотнителей была решена установкой уплотнителей из высоколегированной стали..За счёт отсутствия преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное двигатель способен выдерживать бо́льшие обороты с меньшими вибрациями, по сравнению с традиционными двигателями. Роторно-поршневые двигатели обладают более высокой мощностью при небольшом объёме камеры сгорания, сама же конструкция двигателя сравнительно мала и содержит меньше деталей. Небольшие размеры улучшают управляемость, облегчают оптимальное расположение трансмиссии и позволяют сделать автомобиль более просторным для водителя и пассажиров. Соединение ротора с выходным валом через эксцентриковый механизм, являясь характерной особенностью РПД Ванкеля, вызывает давление между трущимися поверхностями, что в сочетании с высокой температурой, приводит к дополнительному износу и нагреву двигателя. В связи с этим возникает повышенное требование к периодической замене масла. При правильной эксплуатации периодически производится капитальный ремонт, включающий в себя замену уплотнителей. Ресурс при правильной эксплуатации достаточно велик, но не заменённое вовремя масло неизбежно приводит к необратимым последствиям, и двигатель выходит из строя. Важной проблемой считается состояние уплотнителей. Площадь пятна контакта очень невелика, а перепад давления очень высокий. Следствием этого, неразрешимого для двигателей Ванкеля, противоречия являются высокие утечки между отдельными камерами и, как следствие, падение коэффициента полезного действия и токсичность выхлопа. Проблема быстрого износа уплотнителей на высокой скорости вращения была разрешена применением высоколегированной стали.

Роторный двигатель в свое время пользовался спросом у спец.служб данный тип двигателя устанавливался Высокие требования к точности исполнения деталей делают его сложным в производстве. Инженерам фирмы Mazda удалось решить все основные проблемы РПД - токсичность выхлопа и неэкономичность. По сравнению с двигателями-предшественниками «Renesis», удалось сократить потребление масла на 50 %, бензина на 40 % и довести выброс вредных окисей до норм, соответствующих Euro IV. Двухцилиндровый двигатель «Renesis» объёмом всего 1,3 л выдаёт мощность в 250 л. с. и занимает гораздо меньше места в моторном отсеке. Следующая модель двигателя Renesis 2 16X имеет меньший объём, но бо́льшую мощность, меньше нагревается. Автомобили марки Mazda с буквами RE в наименовании могут использовать в качестве топлива как бензин, так и водород. Автомобили с РПД потребляют от 7 до 20 литров топлива на 100 км, в зависимости от режима движения, и масла от 0,4 л до 1 л на 1000 км (для двигателей Mazda 0,4 - 0,6 л.). В настоящее время исследование этого типа двигателя активно ведёт японский автоконцерн Mazda.на автомобили 2115-91,21059 и некоторые другие автомобили нашего производства. Но в связи тем что бы не доработан и обладал не большим ресурсом в последствие от РПД отказались.На данный момент больше всего шагнули в области разработки роторных двигателей инженеры компании Mazda, создавшие роторно-поршневой двигатель «Renesis» ,они решили основные проблемы таких двигателей — токсичность выхлопа и неэкономичность. В сравнение с предыдущими версиями РПД, инженерам удалось на порядок сократить потребление масла и бензина и довести выброс вредных окисей до норм, соответствующих экологическим стандартам ЕВРО-5. Двухкамерный двигатель «Renesis» обладающий не большим объемом 1,3 л выдаёт мощность в 250 л. с. При этом занимает гораздо меньше места в моторном отсеке.Вывод: Роторно-поршневые двигатели очень перспективные типы двигателей которые при должном качестве запчастей и горюче-смазочных материалов показывают не плохие результаты мощности и надежности. БИБЛТОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОКhttps://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/29333https://www.drive2.ru/b/4899916394579159447/

Код для цитирования: Скопировать