Роторные двигатели на ваз – По стопам Ванкеля: взлёт и падение роторных моторов ВАЗ

Содержание

По стопам Ванкеля: взлёт и падение роторных моторов ВАЗ

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

Предтечи: Феликс Генрих Ванкель

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

Отец  ротора – Феликс Ванкель

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

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

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

Сделано в СССР

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

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

Традиционно для автопрома СССР волевое решение могло быть принято лишь "на самом вверху" - то есть, на уровне министерства.

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

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

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

Мотор в Тольятти конструировали, тщательно изучив изнутри японский агрегат. Получилось, но не сразу.

Уже на ранних этапах на ВАЗе столкнулись с тем, что при компактности и высокой энерговооруженности легкий и мощный РПД был не слишком экономичным и экологичным, а также отличался частым выходом из строя уплотнений. По сути, с этой проблемой десятилетиями боролись все, кто брался за двигатели конструкции Ванкеля, начиная с самого немецкого инженера – носителя этой фамилии. И, к слову, именно низкая надежность уплотнений и послужила причина быстрого выхода из строя моторов на NSU Ro-80, что вынудило производителя вскоре прекратить выпуск этого автомобиля и «закрыть роторную тему».

Первый опытный образец СКБ РПД под обозначением ВАЗ-301 был готов уже в 1976 году, но о любом запуске в серию ротора в Тольятти было говорить еще рано - конструкция получилась явно "сырой".

Вазовский вариант роторно-поршневого двигателя оценил даже… сам Феликс Ванкель, который специально для этого посетил Волжский автозавод. «Отец ротора» одобрил общую компоновку тольяттинского РПД.

Уже в 1982-м был продемонстрирован ВАЗ-21018 - обычный ВАЗ-21011 с мотором ВАЗ-311 мощностью 70 л.с.

Двигатель ВАЗ-311 в разобранном состоянииЗаказчики настояли, чтобы роторные Жигули внешне ничем не отличались от обычной «копейки» модификации ВАЗ-21011

Для того, чтобы выявить недостатки конструкции в условиях реальной эксплуатации, была выпущена партия из 50 двигателей, которые установили на пять десятков Жигулей, но всего через полгода все моторы, кроме одного (!), пришлось заменить на традиционные. Уплотнения и подшипники быстро выходили из строя, а кроме того, мотор оказался плохо сбалансированным и достаточно прожорливым.

На земле и на небе

После первой серьезной неудачи и последовавшим за этим дисциплинарными наказаниями на ВАЗе не прекратили заниматься роторами, но решили окончательно перейти от односекционной конструкции к двухсекционной. Такой мотор потенциально был не только мощнее, но и надежнее.

К тому времени у советского ротора потенциально уже была вполне осязаемая сфера применения - например, для установки на служебные автомобили спецподразделений ГАИ, МВД и КГБ. На ведомственных автомобилях недостатки вроде не лучшей топливной экономичности отходили на второй план, а высокие динамические характеристики имели решающее значение. Очень важно, что при эксплуатации на служебных автомобилях вазовские специалисты могли в виде стандартизованных отчетов получить подробную информацию о недостатках и дефектах, выявленных на практике, но в более-менее одинаковых условиях, что обеспечивало определённую объективность оценки.

Время от времени советская пресса скудно сообщала о моторе необычной конструкции

К 1983 году были разработаны два новых двухсекционных РПД - ВАЗ-411 мощностью 110-120 лошадиных сил и 140-сильный ВАЗ-413. Предполагалось, что роторы будут ставить не только на "родные" для завода Жигули различных моделей, но и на другой автотранспорт силовых структур - в частности, Волги. Разумеется, установка такого силового агрегата на седан горьковского автозавода потребовала соответствующей доработки крепления и некоторых узлов трансмиссии.

В это же время на практически готовые к использованию РПД обратили внимание и авиаторы, которые заказали тольяттинскому бюро разработку варианта для применения на вертолётах и легких самолётах.

Впрочем, роторно-поршневым типом двигателя заинтересовались и многие другие предприятия, которые заказали тольяттинцам разработку агрегатов для лодок, амбифий и даже мотоциклов! Эти услуги завод предоставлял по договорам на условиях широко вошедшего в то время в обиход хозрасчета, поэтому деятельность СКБ не была для ВАЗа убыточной. Также опытные образцы авиационных двигателей ВАЗ-416 и ВАЗ-426 были разработаны уже в эпоху функционирования НТЦ ВАЗа в середине девяностых годов.

Различные типы применения РПД дали возможность конструкторам понять, что конструктивные решения автомобильных и авиационных двигателей не могут быть полностью идентичными вследствие существенной разницы в режимах работы моторов на воздушном и автомобильном транспорте.

Поэтому одновременная разработка "единого" ротором лишена практического смысла - скорее, работы можно объединять по технологической и производственной базе, а не по конкретным решениям.

РПД и передний привод

Возникает вопрос: а как же переднеприводные автомобили? Неужто ВАЗ не обратил внимание на собственную «восьмерку»?

Разумеется, обратил: работа над РПД для принципиально нового семейства началась, когда ВАЗ-2108 только готовили к производству – в 1979 году, однако более предметно к теме «переднеприводного ротора» в вернулись в начале перестройки, заключив договор с Запорожским автозаводом. И уже к 1987-му году были разработаны опытные образцы ВАЗ-414 для переднеприводных автомобилей ВАЗ и ЗАЗ, а еще в Тольятти создали вариант своего 40-сильного РПД под индексом 1185 даже для… Оки! Но в дальнейшем руководство отдало предпочтение авиационному направлению, а работы по автомобильным РПД были приостановлены.

Мелкосерийное производство необычной модификации Жигулей на базе «пятерки» продолжалось вплоть до распада СССР, хотя государственные закупки подобных машин силовыми ведомствами были совсем невелики, а "на сторону" автомобили с роторами под капотом не продавались.

Но вскоре заводу стало совсем не до собственных новых разработок - в конце восьмидесятых государственная поддержка автозаводов была свернута, а заводчанам было и без того чем заняться - например, созданием перспективной

"десятки" или улучшением Нивы.

Последний автомобильный РПД ВАЗа

К теме роторных автомобильных двигателей на ВАЗе вернулись уже лишь в российский период деятельности завода, найдя возможность даже в непростые девяностые годы "достать из-под сукна" интересную разработку. Ведь в мире в то время давно существовали "подогретые" модификации обычных городских хэтчбеков, с которыми вазовский РПД был вполне сравним по развиваемой мощности.

Наличие такого мотора на автомобилях семейства 2108 могло "взбодрить" покупательский интерес - по крайней мере, в Тольятти на это рассчитывали.

Даже в непростых условиях новый РПД для Самары удалось освоить довольно быстро - благо, двигатель ВАЗ-415 не требовалось разрабатывать с нуля. Некоторые источники утверждают, что доводочные работы при его трансформации в серийное изделие велись достаточно поспешно или не слишком успешно, вследствие чего мотор все равно сохранил ряд недостатков, присущих остальным вазовским РПД. Впрочем, существует и другое мнение, что этот мотор, напротив, вобрал в себя все преимущества былых разработок - как достаточный ресурс, известный еще по 413-му мотору, так и «плотную» компоновку, доставшуюся ему по наследству от ВАЗ-414.

На фото: ВАЗ-415

Практически одновременно обновили и классику: в 1992 году на базе «семёрки» начался выпуск модификации Жигулей ВАЗ-21079 со 140-сильным мотором ВАЗ-4132.

Тем не менее, в 1997 году ВАЗ-415 наконец-то получил сертификат, позволявший его установку на обычные товарные авто, которые вскоре появились в автосалонах.

«На гражданке»: став доступным простым смертным, РПД тут же появился на страницах российских автоизданий

Конечно, цена машины увеличивалась на вполне ощутимые по тем временам 2,2-2,5 тысячи долларов, но зато динамика "восьмерки" улучшалась на порядок. Ведь 120-140 "роторных" лошадиных сил позволяли набирать сотню с места за 8-9 секунд, а реальная максимальная скорость вплотную подобралась к заветным 200 км/ч. Расход топлива, конечно, при этом колебался от 8 до 14 литров. Зато компактный роторный моторчик крутился до умопомрачительных 8 тысяч оборотов, обеспечивая "пилоту" ощущения, несравнимые с разгоном обычного "зубила".

РПД-415 под капотом ВАЗ-2108 выглядит вполне органично. Но при этом мотор заметно компактнее родного. Фото: Подзолков Александр

РПД всегда славился своим «горячим характером», поэтому масляный радиатор ему был необходим, как воздух. Или вода. В общем, для охлаждения. Фото: Подзолков Александр

Вид снизу намекает, что это какая-то очень непростая «восьмерка». Фото: Подзолков Александр

Микропроцессорное зажигание можно было встретить и на ВАЗ-2108 с обычным ДВС. Но очень нечасто. Фото: Подзолков Александр

Увы, при этом малопонятный большинству ротор оставался «вещью в себе» - обычным мотористам не была известна технология его ремонта, да и запасные части в любом магазине за углом не продавались.

Вдобавок на обычных вазовских моторах к тому времени уже набирал обороты распределённый впрыск, а на РПД питанием по-прежнему заведовал архаичный карбюратор Солекс.

Смесь РПД готовил привычный "Солекс", но со своими регулировками. "Сектор газа" имел дополнительный рычаг для привода дозирующего масляного насоса — лубрикатора. Фото: Подзолков Александр

Вид сверху на ВАЗ-415 с демонтированным карбюратором. Фото: Подзолков Александр

И, несмотря на наличие микропроцессорной системы зажигания (МПСЗ), ротор не мог похвастать покладистостью и (главное!) долговечностью обычного поршневого ДВС. Ведь при заявленном ресурсе в 125 000 км многие моторы начинали быстро «умирать» уже после 50 000 км, чему способствовало применение «неправильного» масла. Как и у японских автомобилей Mazda с РПД, при этом резко ухудшался пуск двигателя и увеличивался расход масла на угар, а в дальнейшем мотор мог и вовсе выйти из строя.

Герметичность уплотнений – больное место любого РПД, не только ВАЗ-415. Фото: Подзолков Александр

Многочисленные тюнинговые фирмы, появившиеся в Тольятти и около него словно грибы после дождя, в тот период предлагали различные по бюджету и степени вмешательства программы тюнинга обычных моторов которые позволяли без заметной потери ресурса снимать практически ту же мощность, что и у ротора. А ведь РПД при традиционной системе питания было невозможно втиснуть в грядущие экологические нормы Евро 2, которым без проблем соответствовал только что освоенный вазовский же впрыск.

В силу немассовости производства в дальнейшем ни работы, ни само производство РПД ВАЗу были не очень-то интересны, поскольку они, как и в истории Mazda, могли быть продиктованы разве что имиджевыми соображениями. Что в случае с тольяттинским автозаводом было недостаточно веским аргументом…

По ряду перечисленных причин уже в начале двухтысячных годов вазовский ротор стал резко терять обороты. Да, ВАЗ-415 успели примерить даже "десятка" и «пятнашка» в модификациях 2110-91 и 2115-91 соответственно, однако вскоре производство роторных двигателей на ВАЗе было прекращено, а само СКБ РПД, разработавшее свой последний продукт в 2001 году, было перерегистрировано.

Почти четыре десятка разработок за 26 лет – конструкторы СКБ РПД немало поработали над роторной темой

После 2004 года деятельность КБ в рамках работы над двигателями РПД была окончательно прекращена, а примерно в 2007-м оборудование частично вывезено и утилизировано. Похоже, на этом в истории советско-российского ротора была поставлена окончательная точка.

Опрос

Жалеете ли вы о том, что роторные ВАЗы так и не получились?

Всего голосов:

www.kolesa.ru

Перемены на роторном фронте (о роторнопоршневом двигателе Ванкеля)

Сегодня мы расскажем о нашем знакомстве с новым автомобилем, оснащенным роторнопоршневым двигателем Ванкеля. На московском автосалоне эта машина была представлена в полицейской форме. Впрочем, речь пойдет не только о ней, но и о новом поколении роторных двигателей, разработанных специальным конструкторским бюро АвтоВАЗа. Но сначала — самое главное: новое семейство «роторов», в отличие от предыдущего, предназначено теперь не только для «вооружения» автомобилей всевозможных спецслужб, но и для «обычных» автомобилистов.

НОВОЕ СЕМЕЙСТВО РОТОРНЫХ МОТОРОВ

Итак, новое семейство роторно-поршневых двигателей. Его основа — двигатель ВАЗ-415, который, в отличие от предшественников, можно назвать универсальным. То есть его установка возможна на любую вазовскую машину — переднеприводные Самары, заднеприводные Жигули и полноприводные Нивы. Кроме того, его можно будет применять на автомобилях АЗЛК, а в трехсекционном варианте — и на Волгах. А еще — на самолетах малой авиации...

Этот мотор соединил в себе достоинства двух моделей, выпускаемых ранее. Напомним, что это были за двигатели. Во-первых, ВАЗ413 (для Волги), в основе конструкции которого лежала концепция надежности. Он «вырос» в свою очередь из первого, еще односекционного, «ротора» BA3-311, которым в свое время комплектовались машины ВАЗ-21018. Во-вторых, ВАЗ-414 (для переднеприводных ВАЗов), где главными задачами были вопросы компоновки. Новичок должен был унаследовать от BA3-413 достаточный ресурс (его пробег на Волгах достигал 300—320 тыс. км без разборки), а от мотора ВАЗ-414 — возможность установки на разных моделях автомобилей.

А принципиальные отличия новой конструкции таковы:

— компоновочные решения, позволяющие собирать двух-трехсекционные двигатели, причем и автомобильные, и авиационные, на одной технологической базе;

— оптимизация конструкции по тепловому состоянию;

— совместимость с системами впрыска топлива, что позволит в перспективе уложиться в международные требования по расходам и токсичности.

Заметим, что изготовление деталей для «роторов» не связано напрямую с достижениями военно-промышленного комплекса, а возможно на уровне общего машиностроения. При этом стоимость роторно-поршневого двигателя (РПД) предполагается удержать в районе 2500 долларов США — на уровне известного мотора Volkswagen мощностью 150 л. с.

Новые моторы рассчитаны на российские горючесмазочные материалы, в частности, на «жигулевское» моторное масло и бензин Аи-93 или А-92. Есть вариант, рассчитанный на бензин А-76, и даже двигатель, где октановое число бензина будет выбираться положением специального переключателя в салоне машины.

Двигатели могут быть оснащены распределенным впрыском топлива. Система впрыска представляет собой гибрид из комплектующих фирмы Bosch и отечественного блока управления. Возможно оборудование системой дожита и нейтрализации отработавших газов с учетом европейских и американских норм.

Расход масла «на угар» (0,4—0,5% от расхода топлива) находится на уровне поршневых двигателей, а расход топлива составляет 190—195 грамм на одну лошадиную силу в час, что в пересчете на привычные значения означает увеличение эксплуатационных расходов в пределах одного литра на 100 км по сравнению с обычным мотором такой же мощности.

Итак, базовый двухсекционный двигатель ВАЗ-415. Максимальная мощность — до 150 л. с. при 6000 об/мин, а максимальный крутящий момент — 19— 19,5 кгм при 4000 об/мин. При этом есть возможность закладывать различные характеристики кривой момента с помощью настройки системы впуска. Все зависит от места расположения впускного канала. Так, «радиальный» впуск позволяет получить спортивные и авиационные моторы с хорошим «верхом», а «торцевой» впрыск обеспечивает хорошую тяговитость «на низах».

ВАЗ-416 — это тоже двухсекционный двигатель, но уже повышенной мощности (свыше 150 л. е.), причем имеет форсированную модификацию, способную выдавать до 240—250 л. с.

И, наконец, ВАЗ-426 — это трехсекционный двигатель для авиации мощностью до 250 л. с.

Переоборудование автомобилей под «роторы» нового поколения максимально упрощено. Дело в том, что точки крепления этих моторов готовятся в нескольких вариантах, так, чтобы их можно было легко установить на стандартные посадочные места и ВАЗ2108, и ВАЗ-2110. и Жигулей, и Нивы.

Роторный двигатель по размерам близок к «восьмой» коробке передач, и его едва видно за воздушным фильтром

Правда, поскольку такой лихой мотор позволит автомобилю разгоняться до 210—215 км/ч (время разгона до 100 км/ч составит 8— 8,5 секунды), то после его установки потребуется значительная доработка подвески и тормозов, чтобы обеспечить надежность управления на высоких скоростях и максимальный ресурс агрегатов ходовой части.

Сначала пройдут работы с переднеприводными автомобилями, но вскоре это будет сделано и с «классикой», если, конечно, заднеприводные Жигули продержатся на производстве еще несколько лет.

Например, на Самары планируется устанавливать 14-дюймовые колеса и вентилируемые 14-дюймовые передние тормозные диски (от ВАЗ-2112), газонаполненные амортизаторы и т. д.

Первый этап работ будет посвящен автомобилям специального назначения (в народе — «кагэбэшным машинам»). В 1997 году планируется выпустить первые 500 автомобилей. Пока такая техника будет оснащаться серийными узлами трансмиссии.

А вот второй этап — это уже автомобили общего назначения, их начнут выпускать в 1998 году по несколько тысяч в год.

ПОСМОТРИМ

На нашем тесте побывал тот самый «полицейский» ВАЗ-2109-90, который и был представлен на автосалоне. Боевая раскраска, мигалки. Все, как положено. И ничто не намекает на то, что на этой машине установлен РПД.

Открываем капот. Вот оно! Двухсекционный роторный двигатель ВАЗ-415. Мощность — 135 л. е., момент — 18 кгм.

На вид сам двигатель чуть побольше «восьмой» коробки передач. Он укомплектован карбюратором Solex, система зажигания сдвоенная: два коммутатора, две катушки, по две свечи на каждой секции (основная и дожигающая).

Все навесное оборудование — генератор, бензонасос, масляный и водяной насосы — сгруппировано в зоне правого брызговика и легкодоступно для замены.

Машина пока имеет серийную (от «восьмерки») систему выпуска и ходовая часть — тоже серийная. Так что оценивать нам придется не специально подготовленный «роторный» автомобиль, а практически стандартную «девятку» с установленным на нее РПД.

В «гнезде» запаски автомобиля появился дополнительный топливный бак емкостью 60 литров.

ЗАВЕДЕМ

Запускаем двигатель. И сразу отмечаем два момента. Необычный дребезжаще-звенящий «голос» системы выпуска. Это разговаривают перегородки серийных глушителей. Дело в том, что РПД имеет высокое давление выхлопных газов, а «восьмая» система выпуска оказывает им приличное сопротивление, «съедая» часть мощности. Специальный глушитель, который позволит «снять» с ротора ВАЗ-415 максимальную мощность.

уже разрабатывают, а сейчас приходится слушать этот комарино-шмелиный «зуммер». Кстати, он прослушивается, пока двигатель не наберет тысячи три—четыре оборотов, а далее это подзванивание превращается в шум обычного выхлопа.

Второй момент — отсутствие вибраций. Руль и рычаг КПП совершенно «чистые», совсем не зудят.

И, держа в голове невесть откуда взявшееся мнение, что, дескать, у «ротора» совсем нет «низов», трогаемся.

ПОЕДЕМ

Сначала — в спокойной манере. Трогание с места довольно легкое, хотя и жестковатое, примерно как с серийным «восемьдесят третьим» мотором. Вторая, третья передачи. Добираемся до четвертой, где-то на шестидесяти включаем пятую. По впечатлениям, под капотом совершенно обычный мотор. Хотя нет, отличие все-таки нашлось. Торможение двигателем заметно менее эффективно, чем на серийном моторе.

Теперь попробуем динамичный стиль. Больше газу, резко бросаем сцепление. Машина не двигается с места, с визгом проворачивая колеса на сухом асфальте. Для того, чтобы она пошла, газ приходится чуть отпустить. Теперь нужна ювелирная работа акселератором, чтобы колеса если и проскальзывали, то незначительно.

На первой легко набираем 60 км/ч и переключаемся на вторую. Переключаемся скорее по привычке, стереотипно, так как по ощущениям двигатель этого еще не «просит». Спокойный, ровный «подхват» на второй и легкая, без надрыва, раскрутка до 120, 130, 135... Хватит, включаем третью. На ней машина без проблем «рисует» на спидометре 180 и продолжает ускорение. Но ведь у нас еще не использованы четвертая и пятая!

Обращает на себя внимание ровный разгон во всем диапазоне оборотов. Впечатление такое, что характеристика момента расположена почти горизонтально — никаких явных пиков. Машина по ощущениям очень напоминает электромобиль.

Здесь необычно «длинный» газ — вроде бы и нажал уже прилично, и раскрутил моторчик здорово, ан нет, можно еще дожать педаль и мотор будет раскручиваться еще и еще. При этом, как объяснили специалисты, двигатель легко крутится до 8000 оборотов. Правда, злоупотреблять этим не стоит.

Теперь попробуем «потянуть» моторчик. На четвертой сбрасываем скрость до сорока. Едет! До тридцати. Едет!

А теперь утопим акселератор в пол. Никакой детонации, никаких провалов. Только звук, издаваемый двигателем, становится похож на глухое ворчание. Разгон не впечатляет. Но как только стрелка спидометра заходит за цифру 40, ворчание стихает. К 50 км/ч звук двигателя уже становится обычным, ускорение более интенсивным. И дальше, если газ так и держать, можно загнать стрелку спидометра на «второй круг». Поражает при этом легкость и какая-то обыденность в работе мотора, отсутствие даже намека на напряжение или надрыв.

А если попробовать тронуться со второй? При попытке плавно отпустить сцепление на холостых оборотах, ротор явно намеревается заглохнуть. Больше газа! Колеса с визгом проворачиваются, и машина буквально прыгает вперед. А если после второй включить сразу пятую? И это проглотила, едет без всяких проблем.

Да, теперь и мы на собственном опыте убедились, что ряд передаточных чисел в коробке для такого движка должен быть новым. И тормоза должны быть более эффективными, и с подвеской автомобиля нужно поработать.

А теперь нам остается только ждать весны следущего года, когда для АРтеста будет предоставлен настоящий роторный автомобиль, который будет отличаться от серийного не только двигателем. Тогдато мы и займемся этой машиной более серьезно, в первую очередь — исследованиями динамических характеристик и управляемости.

Там, где «по штату» положено было быть «запаске», теперь установлен дополнительный бензобак. В итоге, с учетом милицейского специнструмента и перекочевавшей со своего места «запаски», емкость багажника практически свелась к нулю

Как работает двигатель Ванкеля

Роторно-поршневой двигатель ВАЗ411 состоит из двух секций, каждая из которых работает следующим образом (см. схему).

Во внутренней полости двигателя расположен трехгранный ротор-поршень 2, совершающий при рабочем цикле сложное вращательное движение одновременно вокруг двух осей: собственной продольной и оси вала отбора мощности — на ней ротор установлен с эксцентриситетом, а возможность взаимного вращения обеспечивают шарикоподшипники (на рисунках эксцентриковый вал не показан, поскольку расположен с другой стороны ротора).

Зависимость вращений такова. За один оборот вокруг своей оси ротор совершает три оборота на эксцентриковом валу, причем кинематическая зависимость этих вращений задается зубчатой планетарной парой: шестерня (3) с внешним зацеплением закреплена на корпусе двигателя 1 неподвижно, а роль сопрягаемой с ней детали выполняет внутренний зубчатый венец 4 самого ротора.

Площади граней ротора воспринимают силы давления газов и передают их на эксцентриковый вал, вызывая его вращение.

Когда ротор находится в положении, показанном на позиции I, в объеме 1, ограниченном гранью ВС ротора, происходит сгорание смеси и расширение газов, то есть совершается рабочий ход.

При дальнейшем вращении ротора его грань СА перекрывает выпускной и впускной каналы, и в объеме 2 заканчивается выпуск. При этом начинается процесс впуска в объеме 3 , а в объеме 4, ограниченном гранью АВ, происходит сжатие смеси.

На позиции II показано положение ротора, при котором в объеме [5] заканчивается расширение продуктов сгорания и начинается выпуск. Когда ротор проходит положение, показанное на позиции III, его вершина С находится между выпускным и впускным каналами, и электрическая искра, проскакивающая между электродами свечей, воспламеняет смесь, сжатую в объеме [6], ограниченном гранью ВА.

На позиции IV показано положение ротора, соответствующее началу рабочего хода в объеме [7].

Таким образом, в роторно-поршневом двигателе с треугольным ротором в каждой из трех его рабочих камер последовательно происходит впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Все эти процессы совершаются за один оборот ротора.

Газораспределение в двигателе осуществляется путем перекрытия ротором выпускного и впускного каналов каждой секции двигателя.


vaz-sputnik.ru

взлёт и падение роторных моторов ВАЗ (34 фото)

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

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

Предтечи: Феликс Генрих Ванкель

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

02. Отец ротора – Феликс Ванкель

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

03. На фото: NSU Spyder

04

05

06. На фото: NSU Ro 80

07

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

08

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

09. Mazda сразу стала оснащать мотором необычной конструкции свои спортивные купе

10

11. Mazda Roadpacer – под таким названием японцы продавали в США австралийский седан Holden со своим РПД!

12

13. За десятилетия производства именно японская компания Mazda «довела до ума» ротор – конечно, насколько это было вообще возможно

14

15

Сделано в СССР

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

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

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

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

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

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

16. Mazda RX-2 стала для ВАЗа донором как конструкции, так и самого первого РПД, установленного на Жигули

17

Уже на ранних этапах на ВАЗе столкнулись с тем, что при компактности и высокой энерговооруженности легкий и мощный РПД был не слишком экономичным и экологичным, а также отличался частым выходом из строя уплотнений. По сути, с этой проблемой десятилетиями боролись все, кто брался за двигатели конструкции Ванкеля, начиная с самого немецкого инженера – носителя этой фамилии. И, к слову, именно низкая надежность уплотнений и послужила причина быстрого выхода из строя моторов на NSU Ro-80, что вынудило производителя вскоре прекратить выпуск этого автомобиля и «закрыть роторную тему».

18. Мотор в Тольятти конструировали, тщательно изучив изнутри японский агрегат. Получилось, но не сразу.

Первый опытный образец СКБ РПД под обозначением ВАЗ-301 был готов уже в 1976 году, но о любом запуске в серию ротора в Тольятти было говорить еще рано — конструкция получилась явно «сырой».

ВАЗОВСКИЙ ВАРИАНТ РОТОРНО-ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ ОЦЕНИЛ ДАЖЕ… САМ ФЕЛИКС ВАНКЕЛЬ, КОТОРЫЙ СПЕЦИАЛЬНО ДЛЯ ЭТОГО ПОСЕТИЛ ВОЛЖСКИЙ АВТОЗАВОД. «ОТЕЦ РОТОРА» ОДОБРИЛ ОБЩУЮ КОМПОНОВКУ ТОЛЬЯТТИНСКОГО РПД.

Уже в 1982-м был продемонстрирован ВАЗ-21018 — обычный ВАЗ-21011 с мотором ВАЗ-311 мощностью 70 л.с.

19. Двигатель ВАЗ-311 в разобранном состоянии

Для того, чтобы выявить недостатки конструкции в условиях реальной эксплуатации, была выпущена партия из 50 двигателей, которые установили на пять десятков Жигулей, но всего через полгода все моторы, кроме одного (!), пришлось заменить на традиционные. Уплотнения и подшипники быстро выходили из строя, а кроме того, мотор оказался плохо сбалансированным и достаточно прожорливым.

20. Заказчики настояли, чтобы роторные Жигули внешне ничем не отличались от обычной «копейки» модификации ВАЗ-21011

На земле и на небе

После первой серьезной неудачи и последовавшим за этим дисциплинарными наказаниями на ВАЗе не прекратили заниматься роторами, но решили окончательно перейти от односекционной конструкции к двухсекционной. Такой мотор потенциально был не только мощнее, но и надежнее.

К тому времени у советского ротора потенциально уже была вполне осязаемая сфера применения — например, для установки на служебные автомобили спецподразделений ГАИ, МВД и КГБ. На ведомственных автомобилях недостатки вроде не лучшей топливной экономичности отходили на второй план, а высокие динамические характеристики имели решающее значение. Очень важно, что при эксплуатации на служебных автомобилях вазовские специалисты могли в виде стандартизованных отчетов получить подробную информацию о недостатках и дефектах, выявленных на практике, но в более-менее одинаковых условиях, что обеспечивало определённую объективность оценки.

21. Время от времени советская пресса скудно сообщала о моторе необычной конструкции

К 1983 году были разработаны два новых двухсекционных РПД — ВАЗ-411 мощностью 110-120 лошадиных сил и 140-сильный ВАЗ-413. Предполагалось, что роторы будут ставить не только на «родные» для завода Жигули различных моделей, но и на другой автотранспорт силовых структур — в частности, Волги. Разумеется, установка такого силового агрегата на седан горьковского автозавода потребовала соответствующей доработки крепления и некоторых узлов трансмиссии.

22. ВАЗ-21059 – роторная «пятерка». По-прежнему никаких отличий от обычной снаружи.

В ЭТО ЖЕ ВРЕМЯ НА ПРАКТИЧЕСКИ ГОТОВЫЕ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РПД ОБРАТИЛИ ВНИМАНИЕ И АВИАТОРЫ, КОТОРЫЕ ЗАКАЗАЛИ ТОЛЬЯТТИНСКОМУ БЮРО РАЗРАБОТКУ ВАРИАНТА ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ НА ВЕРТОЛЁТАХ И ЛЕГКИХ САМОЛЁТАХ.

Впрочем, роторно-поршневым типом двигателя заинтересовались и многие другие предприятия, которые заказали тольяттинцам разработку агрегатов для лодок, амбифий и даже мотоциклов! Эти услуги завод предоставлял по договорам на условиях широко вошедшего в то время в обиход хозрасчета, поэтому деятельность СКБ не была для ВАЗа убыточной. Также опытные образцы авиационных двигателей ВАЗ-416 и ВАЗ-426 были разработаны уже в эпоху функционирования НТЦ ВАЗа в середине девяностых годов.

Различные типы применения РПД дали возможность конструкторам понять, что конструктивные решения автомобильных и авиационных двигателей не могут быть полностью идентичными вследствие существенной разницы в режимах работы моторов на воздушном и автомобильном транспорте.

Поэтому одновременная разработка «единого» ротором лишена практического смысла — скорее, работы можно объединять по технологической и производственной базе, а не по конкретным решениям.

23. ВАЗ-21059 – роторная «пятерка». По-прежнему никаких отличий от обычной снаружи.

РПД и передний привод

Возникает вопрос: а как же переднеприводные автомобили? Неужто ВАЗ не обратил внимание на собственную «восьмерку»?

Разумеется, обратил: работа над РПД для принципиально нового семейства началась, когда ВАЗ-2108 только готовили к производству – в 1979 году, однако более предметно к теме «переднеприводного ротора» в вернулись в начале перестройки, заключив договор с Запорожским автозаводом. И уже к 1987-му году были разработаны опытные образцы ВАЗ-414 для переднеприводных автомобилей ВАЗ и ЗАЗ, а еще в Тольятти создали вариант своего 40-сильного РПД под индексом 1185 даже для… Оки! Но в дальнейшем руководство отдало предпочтение авиационному направлению, а работы по автомобильным РПД были приостановлены.

Мелкосерийное производство необычной модификации Жигулей на базе «пятерки» продолжалось вплоть до распада СССР, хотя государственные закупки подобных машин силовыми ведомствами были совсем невелики, а «на сторону» автомобили с роторами под капотом не продавались.

Но вскоре заводу стало совсем не до собственных новых разработок — в конце восьмидесятых государственная поддержка автозаводов была свернута, а заводчанам было и без того чем заняться — например, созданием перспективной «десятки» или улучшением Нивы.

Последний автомобильный РПД ВАЗа

К теме роторных автомобильных двигателей на ВАЗе вернулись уже лишь в российский период деятельности завода, найдя возможность даже в непростые девяностые годы «достать из-под сукна» интересную разработку. Ведь в мире в то время давно существовали «подогретые» модификации обычных городских хэтчбеков, с которыми вазовский РПД был вполне сравним по развиваемой мощности.

НАЛИЧИЕ ТАКОГО МОТОРА НА АВТОМОБИЛЯХ СЕМЕЙСТВА 2108 МОГЛО «ВЗБОДРИТЬ» ПОКУПАТЕЛЬСКИЙ ИНТЕРЕС — ПО КРАЙНЕЙ МЕРЕ, В ТОЛЬЯТТИ НА ЭТО РАССЧИТЫВАЛИ.

Даже в непростых условиях новый РПД для Самары удалось освоить довольно быстро — благо, двигатель ВАЗ-415 не требовалось разрабатывать с нуля. Некоторые источники утверждают, что доводочные работы при его трансформации в серийное изделие велись достаточно поспешно или не слишком успешно, вследствие чего мотор все равно сохранил ряд недостатков, присущих остальным вазовским РПД. Впрочем, существует и другое мнение, что этот мотор, напротив, вобрал в себя все преимущества былых разработок — как достаточный ресурс, известный еще по 413-му мотору, так и «плотную» компоновку, доставшуюся ему по наследству от ВАЗ-414.

24. На фото: ВАЗ-415

Практически одновременно обновили и классику: в 1992 году на базе «семёрки» начался выпуск модификации Жигулей ВАЗ-21079 со 140-сильным мотором ВАЗ-4132.

25. Седьмая модель стала последними Жигулями с РПД

Тем не менее, в 1997 году ВАЗ-415 наконец-то получил сертификат, позволявший его установку на обычные товарные авто, которые вскоре появились в автосалонах.

26. «На гражданке»: став доступным простым смертным, РПД тут же появился на страницах российских автоизданий

Конечно, цена машины увеличивалась на вполне ощутимые по тем временам 2,2-2,5 тысячи долларов, но зато динамика «восьмерки» улучшалась на порядок. Ведь 120-140 «роторных» лошадиных сил позволяли набирать сотню с места за 8-9 секунд, а реальная максимальная скорость вплотную подобралась к заветным 200 км/ч. Расход топлива, конечно, при этом колебался от 8 до 14 литров. Зато компактный роторный моторчик крутился до умопомрачительных 8 тысяч оборотов, обеспечивая «пилоту» ощущения, несравнимые с разгоном обычного «зубила».

27. РПД-415 под капотом ВАЗ-2108 выглядит вполне органично. Но при этом мотор заметно компактнее родного. Фото: Подзолков Александр

28. РПД всегда славился своим «горячим характером», поэтому масляный радиатор ему был необходим, как воздух. Или вода. В общем, для охлаждения.

29. Вид снизу намекает, что это какая-то очень непростая «восьмерка»

30. Микропроцессорное зажигание можно было встретить и на ВАЗ-2108 с обычным ДВС

Увы, при этом малопонятный большинству ротор оставался «вещью в себе» — обычным мотористам не была известна технология его ремонта, да и запасные части в любом магазине за углом не продавались

Вдобавок на обычных вазовских моторах к тому времени уже набирал обороты распределённый впрыск, а на РПД питанием по-прежнему заведовал архаичный карбюратор Солекс.

31. Смесь РПД готовил привычный «Солекс», но со своими регулировками. «Сектор газа» имел дополнительный рычаг для привода дозирующего масляного насоса — лубрикатора.

32. Вид сверху на ВАЗ-415 с демонтированным карбюратором

И, несмотря на наличие микропроцессорной системы зажигания (МПСЗ), ротор не мог похвастать покладистостью и (главное!) долговечностью обычного поршневого ДВС. Ведь при заявленном ресурсе в 125 000 км многие моторы начинали быстро «умирать» уже после 50 000 км, чему способствовало применение «неправильного» масла. Как и у японских автомобилей Mazda с РПД, при этом резко ухудшался пуск двигателя и увеличивался расход масла на угар, а в дальнейшем мотор мог и вовсе выйти из строя.

33. Герметичность уплотнений – больное место любого РПД, не только ВАЗ-415

Многочисленные тюнинговые фирмы, появившиеся в Тольятти и около него словно грибы после дождя, в тот период предлагали различные по бюджету и степени вмешательства программы тюнинга обычных моторов которые позволяли без заметной потери ресурса снимать практически ту же мощность, что и у ротора. А ведь РПД при традиционной системе питания было невозможно втиснуть в грядущие экологические нормы Евро 2, которым без проблем соответствовал только что освоенный вазовский же впрыск.

В силу немассовости производства в дальнейшем ни работы, ни само производство РПД ВАЗу были не очень-то интересны, поскольку они, как и в истории Mazda, могли быть продиктованы разве что имиджевыми соображениями. Что в случае с тольяттинским автозаводом было недостаточно веским аргументом…

По ряду перечисленных причин уже в начале двухтысячных годов вазовский ротор стал резко терять обороты. Да, ВАЗ-415 успели примерить даже «десятка» и «пятнашка» в модификациях 2110-91 и 2115-91 соответственно, однако вскоре производство роторных двигателей на ВАЗе было прекращено, а само СКБ РПД, разработавшее свой последний продукт в 2001 году, было перерегистрировано.

После 2004 года деятельность КБ в рамках работы над двигателями РПД была окончательно прекращена, а примерно в 2007-м оборудование частично вывезено и утилизировано. Похоже, на этом в истории советско-российского ротора была поставлена окончательная точка.

34. Почти четыре десятка разработок за 26 лет – конструкторы СКБ РПД немало поработали над роторной темой

Источник


ribalych.ru

Роторный двигатель — история и перспективы — журнал За рулем

Прошлое роторных двигателей, в том числе советское, очень интересно. А есть ли у этого оборотистого малого будущее?

Феликс был бы доволен

Сегодня обычный двигатель внутреннего сгорания только немцы, да и то лишь иногда, величают мотором Отто. А Феликсу Ванкелю наряду с Рудольфом Дизелем повезло куда больше: в рассказах о роторно-поршневых моторах обязательно хоть раз упоминается его фамилия.

Феликс Ванкель, заваривший всю эту кашу, рядом с серийным купе Mazda RX‑7.

Феликс Ванкель, заваривший всю эту кашу, рядом с серийным купе Mazda RX‑7.

Материалы по теме

Правда, злые языки говорили, что Ванкель так и не получил автомобильных прав. Но в историю-то автомобильную он вошел, да и история эта еще не кончилась.

Конструкция роторного двигателя описана множество раз, в том числе в журнале «За рулем» (см., например, ЗР, 2001, № 7). Вкратце: такой мотор — воплощенное торжество геометрии. Блок цилиндров — это статор, который имеет хитрую внутреннюю поверхность, представляющую собой эпитрохоиду. Ротор со специальными уплотнениями движется внутри, выполняя функции поршня и шатуна. В одной камере две свечи — основная и дожигательная. Газообмен происходит через впускные и выпускные окна. Такие секции можно компоновать практически в любых количествах.

Роторный двигатель примерно в полтора раза компактнее и легче аналогичного по характеристикам поршневого. Но есть у него и существенные недостатки. Для смазки уплотнений на роторе масло поступает в топливо. А это означает дополнительный расход масла и сложности с экологией. Для роторного двигателя характерен повышенный расход бензина и относительно низкий ресурс из-за износа тех самых коварных уплотнений. Над решением этих вопросов конструкторы работают много лет, и не без успеха.

NSU Wankel Spider особой популярности не снискал, зато теперь его любят коллекционеры.

NSU Wankel Spider особой популярности не снискал, зато теперь его любят коллекционеры.

Mazda Cosmo Sport доказала, что «ротор» может быть долговечным. Хотя бы относительно.

Mazda Cosmo Sport доказала, что «ротор» может быть долговечным. Хотя бы относительно.

Роторный Citroen M35 — купе на основе массовой модели Ami.

Роторный Citroen M35 — купе на основе массовой модели Ami.

Материалы по теме

www.zr.ru

История отечественного РПД / Заводские модели и прототипы

1.Конструкция:

Итак, что же такое РПД? Поиск в интернете выдаст 3 основных варианта, это ручной пулемет Дегтярева, российский профсоюз докеров и… Роторно-поршневой двигатель Ванкеля.
Конструкция разработана в 1957 году Вальтером Фройде( инженер компании NSU) в соавторстве с Феликсом Ванкелем, который разрабатывал роторно-поршневой двигатель немного иной конструкции. Но сложилось именно так, что разработка в основе которой лежали идеи Фройде общеизвестна как роторно-поршневой двигатель Ванкеля т… к. главные принципы рпд и первые прототипы двигателя такой конструкции были наработаны Феликсом Ванкелем еще в 30-е годы 20 века.
Итак, в основе двигателя лежит трехгранный ротор вращающийся в эпитрохоиде и совершающий во время вращения полный четырехтактный цикл. Грузить особенностями конструкции я вас не буду. Более подробная информация по рпд здесь:
ru.wikipedia.org/wiki/Роторно-поршневой_двигатель

Отмечу 3 основных преимущества такого типа двигателя:
— с одного литра рабочего объема снимается примерно в 2 раза больше лошадиных сил чем у обычного поршневика
— двигатель очень хорошо крутится до весьма высоких оборотов
— теоретически может работать на бензине/солярке/газе/мазуте/на чем-нибудь еще что горит )

Недостатки:
— из-за особенностей конструкции кушает от 0.4 до 1 литра масла на 1000 км
— при относительно простой конструкции намного сложнее в изготовлении из-за необычного профиля деталей, а также обычно очень маленький ресурс (в особенности касается двигателей ВАЗ РПД).


Полный цикл роторно-поршневого двигателя

Серийный выпуск
Первым серийным автомобилем с РПД стал NSU Wankelspider. Затем был выпущен инновационный седан бизнес-класса NSU Ro 80 намного опережающий свое время. Автомобиль практически неизвестен т.к. заслужил плохую репутацию из-за свеого ненадежного двигателя. Его РПД хватало примерно на 50 тысяч км.
Таже с РПД эксперементировала компания Citro?n выпустив на свет модель M35.
В итоге обе компании свернули эксперименты с РПД и на сегодня в мире есть только две компании занимающиеся серийным и мелкосерийным выпуском автомобильных РПД (в авиации роторно-поршневые двигатели очень распространены). Это японская Mazda и… отечественный АвтоВАЗ =)

Про мазду конечно тоже можно написать, но раз уж тема сегодняшнего поста отечественные РПД, то будем писать про роторные тазы.

2.Отечественные разработки

В 1961 году Минавтопром и Минсельхозмаш СССр поставили задачу разработки РПД трем научно-исследовательским институтам — НАМИ, НАТИ и ВНИИмотопрому. В период с 1961 по 1978 год были созданы опытные образцы двигателей, а также был приобретен опыт постройки роторно-поршневым двигателей, но дальше разработки не пошли

СКБ РПД
В 1974 году на Волжском автомобильном заводе было организовано конструкторское бюро роторно-поршневых двигателей во главе с Борисом Сидоровичем Поспеловым. Разработка вазовского рпд шла параллельно с изучением зарубежных образцов. Предыдущие наработок научно-исследовательских институтов страны не были задействованы В скором времени был разработан односекционный двигатель ВАЗ-311 мощностью 70 л.с. во многом копировавший двигатель mazda 13b. Затем этот двигатель установили на ВАЗ 21018 и первая опытно-промышленная партия машин (50 единиц) пошла в серию. В итоге на завод посыпалось большое количество рекламаций. Двигатели очень быстро выходили из строя. В итоге заводу пришлось заменить двигатели на 49 машинах из этой партии обычными поршневыми. В итоге организационных мероприятий численность сотрудников в СКБ урезали вдвое, а строительство новых цехов было приостановлено. В это трудное время для конструкторского бюро нужна была какая-то спасительная возможность продолжить разработки. В итоге было найдено решение. Спецслужбы были заинтересованы в нетребовательных к качеству топлива двигателях мощностью от 120 л.с. пригодных для установки в серийные авто. Такие автомобили нужны были в качестве «догонялок» т.к. в советском союзе практически отсутствовали быстрые зарубежные автомобили, а серийные советские автомобили такими мощными двигателями не обладали.(был также вариант волг с двигателями от чайки unique-autos.ru/blog/prototypes/17.html)
В итоге появился ВАЗ 21019 с двухсекционным роторно-поршневым двигателем ВАЗ-411 (ширина ротора 70мм) мощностью в 120 л.с., а позже и ВА3 413 мощностью в 140 лошадей (ширина ротора 80 мм.). Работа пошла. НА СКБ постоянно модернизировали и улучшали технологический процесс. В это же время появились ГАЗ-21, -24 и -3102 для спецслужб с двигателями ВАЗ 413.


ваз 413

Заметка про роторную «копейку» в журнале «Техника и наука» за 1983 год. (нажмите для увеличения)

Ближе к концу 80-х начались разработки двигателя для переднеприводного семейства ВАЗ, но 16 января 1987 года умер Борис Сидорович Поспелов и во главе СКБ стал Владимир Андреевич Шнякин. Примерно в то же время специалисты конструкторского бюро получают выгодный заказ на разработку роторно-поршневого двигателя для авиации. С его приходом на должность начальника СКБ приоритетным направлением стала разработка двигателей для малой авиации. В это время продолжали выпускать ВАЗ 21079 со стареньким ВАЗ 4132 несмотря на то что в 1984 году вышла перспективная переднеприводная модель ваз 2108.
В 1990 году была предпринята попытка разработать двигатель для вертолета МИ-34ВАЗ — роторного ВАЗ-430. Но в итоге ничего толкового не получилось. В дальнейшем был изготовлен легкий двигатель для дельтапланов на базе мотора от Оки — ВАЗ 1187 мощностью в 40 л.с., впоследствие модернизированный в ВАЗ 1188 (60 л.с.) для дельтапланов.


ваз 430


ваз 1187

В 1992 году в СКБ снова вернулись к автомобильной тематике и выпустили обновленный вариант двигателя — ВАЗ 414. В 1994 году был разработан универсальный двигатель ВАЗ 415 унаследовавший от 413-ого свою надежность, а от 414 модели универсальность. ВАЗ 415 стали устанавливать на передне- и заднеприводные автомобили ВАЗ. Также двигатель возможно было установить на Москвич. Трехсекционный вариант движка (ВАЗ 425) был разработан специально для Волги.
Разработку делали поспешно, двигатель получился с множеством дефектов. Некоторые из них были исправлены, а многие так и остались. По сути это был тот же карбюраторный РПД родом из 80-х. Через 3 года ВАЗ 415 получил сертификат на право его установки на автомобили общего назначения.

Надежность
Теоретически РПД в силу меньшего количества деталей должен служить дольше обычного поршневого, но вот здесь данные разнятся.
По отзывам владельцев эти двигатели редко доживают до 60 тысяч км. А до заявленного первого капремонта в 125 тысяч дожили лишь единицы. В основном эти моторы ловят клин. Скорее всего любители погонять их просто перекручивают так как по словам разработчиков:
Цитата из этого интересного текста — www.rx8club.ru/dvig/vaz.htm
Уже выстроился целый модельный ряд наших роторников: ВАЗ-413, ВАЗ-414, ВАЗ-415. Последний сумел унаследовать от 413-го двухсекционника его надежность (именно на нем была отработана специальная система смазки «угловых» уплотнений ротора, позволяющая обеспечить его надежную и длительную работу — «Волги» с таким мотором ходили по 300 тысяч километров), а от 414-го — компоновочные решения, позволяющие сделать его универсальным по применяемости для любых вазовских моделей, от «классики» и «Нивы» до «восьмерки» и «десятки».


Пакет

Даже у спортсменов с tuning-lada.ru, любителей РПД сменивших не один пакет (пакет ~ двигатель) нашелся долгожитель прошедший 170 тысяч км. и в живом виде снятый с машины ( www.tuning-lada.ru/articles/15/ ). Просто на нем ездили аккуратно.

И все же эти двигатели не до конца изучены и отработаны. Людей которые занимаются их доводкой и ремонтов единицы. Но все же они есть, и я знаю почему. Согласитесь, ведь интересно иметь с виду обыкновенный девятос, который при этом без напряга ускоряется до сотни за 9 секунд, а максимальная скорость его около 190 км/час. И все это в стандарте. Одним словом — экзотика.
Лично я хотел бы хоть разок прохватить на таком вот тазике с рпд…



Подкапотное пространство

Закрытие СКБ
Последнаяя модель ВАЗ с РПД это 2110-91. В настоящее время автомобили ВАЗ с РПД не производятся.
Пруфлинк: www.kommersant.ru/doc.aspx?DocsID=450828
На всякий случай написал e-mail в скб, вдруг ответят.

UPD: Вот здесь сообщается о том что в конечном итоге СКБ РПД было перерегистрировано на другое юридическое лицо — КБ РПД, но впоследствие проработало недолго и в 2007 году все самое ценное оборудование было вывезено отуда в Москву, а остальное пущено на метеллолом. Грустно это все…

3.Интересные ссылки:

— Список моделей с РПД и их ТТХ: ladaonline.ru/catalog/index.php?SECTION_ID=355
— Сайт о РПД, выглядит страшновато, но информация полезная и интересная: vankel.narod.ru/
— Сайт гонщиков из татарстана, любителей РПД. Здесь можно много полезного почитать о тюнинге РПД — tuning-lada.ru
— Ваз о своих роторно-поршневых двигателях. Интересное повествование от самих констукторов. Если хотите знать все в подробностях, вам сюда — www.rx8club.ru/dvig/vaz.htm
— FAQ по РПД — faqs.org.ru/cars/parts/rpd.htm
— Статья из журнала «За рулем» где сравниваются ваз 21106 и ваз 21099 РПД — www.zr.ru/a/8496/
— Статья Костина К.А. об РПД zhurnal.lib.ru/k/kostin_k_a/porshenxilirotor.shtml
— Сайт DTT Motorsport. Здесь есть высококвалифицированные специалисты по РПД — dtt-motorsport.ru/forum/index.php (здесь мне помогли с некоторыми фотографиями и информацией по двигателям)

— Сайт собравший в себя наиболее полную информацию о применений роторно-поршневых двигателей. Наследие Феликса Ванкеля — www.volnovoidvigatel.spb.ru/index.htm (страничка СКб РПД со списком всех моделей двигателей и краткой информацией — www.volnovoidvigatel.spb.ru/p23.htm)

Видео:

Ссылка на фотоленту сборки этого мотора: photofile.ru/users/caesar/2394215/

P.S.
Извиняйте что статья не изобилирует большим количеством картинок т.к. внешне автомобили ничем не выделяются, да и инфы по ним практически нет. Кстати буду признателен, если найтеде что-то на эту тему либо если у вас будут исправления и дополнения к статье.
В качестве дополнения:

Lada 2110 RPD

Спортивная версия десяточки инфа по которой (вместе с ттх): www.clafre.com/vaz/110/2110-rpd.php
Выдержка из газетной статьи про эту машину и пара интересных фотографий: dtt-motorsport.ru/forum/viewtopic.php?f=13&t=35
UPD: Статья в ЗР за 1999 год про Lada 2110 RPD рассказывающая о причинах выбора двухсекионного рпд взамен поршневому двигателю и раскрывающая некоторые подробности. Особенно порадовала фотография моторного отсека с установленным РПД: www.zr.ru/archive/zr/1999/04/na-nashiei-oblozhkie#50
Надеюсь что найдется что-то еще…

UPD 8.12.12:
Роторно-поршневые двигатели разработанные в СКБ РПД ОАО «Автоваз» в период с 1975-2001 гг.

unique-autos.ru

Роторный двигатель на ВАЗ - принцип работы и доступность

Автор статьи
12 июня 2014

Еще не так давно автомобили с роторными двигателями имели только специальные государственные службы, но теперь это чудо техники доступно и обычному человеку.  Впервые роторный двигатель был разработан в 1957 немецким инженером по имени Феликс Ванкель, отсюда и второе название устройства – двигатель Ванкеля. Уже в 1974 в СССР стали устанавливать роторный двигатель на ВАЗ, проводя над ним эксперименты.

Первым двигателем роторного типа, разработанным в СССР, стал ВАЗ-311, который мог развивать мощность в 70 лошадиных сил. Чуть позже на основе этого двигателя выпустили первый автомобиль ВАЗ 21018, всего их выпустили 50 штук, для экспериментов.

Первые эксперименты прошли не особо хорошо, и односекционные двигатели быстро вышли из строя. Проблемой этому стал быстрый износ уплотнительных элементов.

В 1983 году в СССР выпустили еще новый роторный двигатель, мощность которого составила 140 лошадиных сил. Такой мотор назывался ВАЗ 413, а устанавливали его на автомобили ГАЗ-21, ГАЗ-24 и ГАЗ-3102. Самой же последней разработкой стал двигатель ВАЗ-415, который стало возможно устанавливать на любую «Классику».

Устройство роторного двигателя

Роторный двигатель состоит из камеры сгорания и поршня, в нем нет ни коленвала, ни распредвала, ни клапанов, принцип его работы чем-то отдаленно напоминает двухтактный двигатель.

В качестве статора в таком двигателе выступает цилиндр, он изготовлен по форме эпитрохоиде. Ротор же напоминает треугольник, который вращается по кругу на эксцентрике. Своими краями ротор прижимается к стенкам цилиндра, тем самым образуя отдельные замкнутые камеры переменного объема. Ну а дальше все просто, как и в поршневом двигателе в камеру подается топливо, затем объем этой камеры уменьшается и топливо сжимается. Затем камера доходит до свечки, и смесь воспламеняется, ну а затем камера снова увеличивается в объеме, совершается полезная работа и начинается выпуск газов.

Всего в роторном двигателе насчитывается 4 такта работы. Особенность этого мотора в системе смазки, масло нужно добавлять в бензин.

Средняя мощность роторного двигателя объемом в 1 литр находится в пределах 100 лошадиных сил, что говорит о высоком КПД. Ресурс двигателя сравнительно небольшой, он составляет 100 000 км. При установке системе точного впрыска топлива и поджога мощность мотора возрастает до 200 лошадиных сил.

Установка на ВАЗ

Сегодня есть уникальная возможность установить роторный двигатель на ВАЗ, причем есть двигатели как для классики, так и для более новых моделей Жигулей, таких как ВАЗ 2110. Для установки на ВАЗ подходит роторный двигатель ВАЗ-415. Это двухсекционный двигатель, мощность которого составляет 140 лошадиных сил. Несмотря на такую большую мощность, весит двигатель всего 113 кг.

Расходует этот двигатель в среднем 10-15 литров на 100 км, при этом расход масла составляет 0,6% к уровню расхода топлива.

Ресурс роторного двигателя ВАЗ 415 составляет 125 тыс. км, после этого нужно проводить капитальный ремонт. При покупке двигателя в комплект входят также все кронштейны, шланги и инструкция по установке.

Вообще роторный двигатель – это отличная альтернатива форсированному двигателю на ВАЗ. Главным его достоинством является малый вес, высокая мощность и высокий крутящий момент.


"Лайки" в соц. сетях:

Читайте также:

tuningui.com

👆 Роторный двигатель на ВАЗ

Существует легенда о том, что роторный двигатель приснился его изобретателю Феликсу Ванкелю в семнадцать лет. Это не первый случай, когда великие открытия приходили их авторам во сне, например, Дмитрию Менделееву приснилась Периодическая система химических элементов. Однако в данном случае в это трудно поверить, ведь у Ванкеля не было ни математического, ни физико-технического образования, все технические дисциплины он изучал самостоятельно. Весьма сомнительно, чтобы юноше без специального образования могло присниться серьезное техническое изобретение. С другой стороны, принцип работы роторно-поршневого двигателя прост как все гениальное, и не исключено, что этот необыкновенный случай, действительно, имел место.

Первые опыты и путь к совершенству

Разумеется, талантливый самоучка Ванкель вряд ли смог бы реализовать замысел без участия настоящего профессионала, обладающего, кроме живого ума и пространственного воображения, знанием законов физики и последних изобретений механики. Таким профессионалом для Феликса Ванкеля стал его сослуживец по компании NSU Motorenwerke AG, инженер Вальтер Фройде. До встречи с ним Ванкель пытался собрать эффективный роторный двигатель в собственной небольшой мастерской и даже заинтересовал своей идеей компанию BMW. Однако успеху помешало не только отсутствие знаний, но и политические катаклизмы: приход к власти Гитлера, война и разгром гитлеровской Германии.

Первой машиной с революционным двигателем Ванкеля-Фройде стал в 1957 году автомобиль NSU Prin. Этот образец был ненадежным, неэкономичным и громоздким, поэтому до серийного производства ему было еще далеко. Однако работа над изобретением продолжалась. Крупные автомобильные компании заинтересовались и стали приобретать лицензии на новый двигатель. В числе первых оказалась корпорация Curtiss-Wright, за ней Daimler-Benz, а потом Friedrich Krupp, MAN, Friedrich Krupp и Mazda. Именно инженерам компании Mazda удалось осуществить наиболее серьезные усовершенствования мотора и начать серийный выпуск спортивных автомобилей с роторным движком.

Принцип работы роторного двигателя

Изобретение роторного двигателя стало важным событием для автомобильной промышленности, поскольку решило одну из проблем, присущих работе двигателя внутреннего сгорания. При всех безусловных достоинствах ДВС, его конструкция требует непрерывного преобразования возвратно-поступательных движений поршня во вращательные движения колес. На эти преобразования уходит значительная часть энергии и поэтому КПД двигателя снижается, а детали изнашиваются быстрее. В цилиндре происходят попеременно четыре вида (такта) работы: сначала впуск воздуха, затем его сжатие, сгорание горючей смеси и, наконец, выпуск.

Хотя роторный двигатель, по сути своей, тоже ДВС, но работает он иначе. Каждый такт осуществляется в отдельной части этой камеры. Ротор по форме напоминает треугольник с закругленными вершинами, внутри которого есть круглое отверстие с зубчиками, как у шестерни. В него вставляется вращающийся вал с меньшим диаметром, тоже оснащенный зубцами, посредством которых он сцепляется с ротором. Вершины треугольника перемещаются по замкнутой траектории (эпитрохоиде). Создается три отдельных объема газа. Ротор вращается, попеременно заставляя эти объемы то сжиматься, то расширяться. Смесь делает полезную работу, затем отработавшие газы выталкиваются, всасывается новая порция воздуха и процесс продолжается.

Читайте также

Крах и возрождение на Волге

Вспышка интереса к роторным двигателям в западном мире была своего рода массовой эйфорией. На какие только виды транспорта не пытались устанавливать этот мотор. Механики экспериментировали не только с автомобилями, мотоциклами, катерами и снегоходами, но даже с легкими самолетами. Однако в 1973 году грянул нефтяной кризис и все автопроизводители, кроме Mazda заморозили роторные программы.

И тут, неожиданно для всего мира, в 1974 году советское правительство создало для работы над двигателями собственное опытное производство на базе ВАЗа. Были предприняты попытки переговоров о приобретении лицензии с Феликсом Ванкелем, однако контракт так и не был подписан. Наконец, в 1976 году путем копирования двигателя Mazda и собственных разработок был создан первый отечественный односекционный двигатель ВАЗ-311.

Разработками роторного двигателя заинтересовались спецслужбы и разработки начали осуществляться с поддержкой силовых структур. Благодаря этому появился легендарный «Аркан» - ВАЗ-21019 с двухсекционным РПД и мощностью 120 лошадиных сил. Роторные «Арканы» разгонялись до «сотни» за 8 секунд и имели максимальную скорость 210 километров в час.

Успехи в модернизации и совершенствовании роторного двигателя на ВАЗ связываются с именем человека, долгие годы руководившего СКБ РПД – Бориса Поспелова. После его смерти руководителем стал авиационный инженер Владимир Шнякин, фактически, свернувший работу над моторами для наземного транспорта. С его приходом основным направлением работы конструкторского бюро стала разработка авиационных двигателей, а оставшиеся лаборатории были переориентированы на маломощные автомобили.

Сегодня выпускается всего несколько моделей отечественных машин с роторным двигателем, например, ВАЗ 2109 или 21099 от «Лада Фаворит». Впрочем, и во всем мире роторный двигатель остался самым недооцененным из перспективных изобретений. Даже Mazda ставит роторные моторы только на свои спортивные модели.

www.sportobzor.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о