Роторный двигатель принцип работы ваз 2108

Роторный двигатель принцип работы ваз 2108

Ваз 2109 с роторным двигателем и его история

Ваз 2109 с роторным двигателем

Ваз 2109 с роторным двигателем в одно время воспринимали, как шутку. Якобы на скорости 200 км/ч такая «девятка» обгоняла Мерседес,но в каждой шутке есть доля правды. На Ваз 2109 роторный двигатель устанавливали и указывали, что по динамико-скоростным качествам автомобиль превосходит все известные модели отечественного автопрома.
Но почему выпуск таких «девяток» не был поставлен на поток? Попробуем выяснить все, что касается этого вопроса и представим преимущества роторного двигателя перед обычным ДВС.

РПД в СССР и после

Роторный двигатель ваз 2109

Роторный двигатель ваз 2109

Начнем с того, что в 1996 году на территории нашей страны стали выпускать Ваз 2109 с роторным мотором. Это была машина с повышенной мощностью.
Под капотом урчал 140-сильный двигатель ротор, разгонявший любимую «девятку» до 100 км/ч всего-то за каких-нибудь 8 секунд, а максимальная скорость составляла – 200 км/ч. Вот откуда слухи о гонках с Мерседесом.
Что касается топливного бака, то его объем составлял 39 л, так как аппетит такого Ваз 2109 был просто волчий. Благодаря огромному по размерам баку, можно было доехать от столицы до Смоленска и вернуться обратно.

Примечание. Огромный расход топлива, в некотором роде, объясняет непопулярность Ваз 2109 с роторным силовым агрегатом.

Время на месте не стоит. После выпуска первой «девятки» с таким мотором, производители выпустили еще две версии: мотор на 150 л.с. и форсированную модификацию, развивающую 250 л.с.
Такая огромная динамика ничего толкового не давала. Всего 40 тыс. км пробега и бешеный по мощностным характеристикам двигатель превращался в рухлядь.

Примечание. Еще одной причиной, из-за которой роторная «девятка» не прижилась в России, называют высокую стоимость автомобиля и огромные расходы на его содержание.

Немного истории

  • Роторный двигатель или РПД попал в ореол зрения советского правительства еще в провальном для страны 1974 году. Чтобы хоть как-то повысить обороты, социалистическая экономия идет ва-банк.
    Создается на ВАЗ специальное конструкторское бюро под названием РПД, целью и главной задачей которого становится серийное производство «ванкельных агрегатов»;
  • Поскольку ВАЗ планировался изначально, как копия западных технологий, в частности Фиат, новым конструкторским бюро было решено воспроизвести двигатель Мазда. На десятилетние наработки советских инженеров(см.ВАЗ 2109: ремонт инжектора — как производить?) правительству было, грубо говоря, «начхать» и их предали забвению, как оказалось зря;
  • Вначале советские чиновники вели долгие переговоры с самим Ванкелем на предмет покупки лицензии, которые оказались безуспешными в виду ограниченности бюджета (по слухам Ванкель запросил огромную сумму). Все же, некоторые передовые технологии были успешно переняты.
    На выпуск был поставлен первый 1-секционный мотор Ваз 311. Он имел мощность, правда, 65 л.с., но это было лишь начало;
  • Опытная партия была выпущена, как ни странно, только после 5 лет. Уже с конвейера сошло 50 образцов роторного мотора. Они мгновенно расходятся среди самих работников автопрома, так сказать, внутри кухни. Ну, может, и правительственным работникам высшего звена, кое-что перепало, не без этого.

Ваз 2109 с роторнопоршневым двигателем

Ваз 2109 с роторнопоршневым двигателем

Примечание. Правда, это не помогло двигателю прижиться, так как он перенял только внешнее сходство с японским, а нутро у него было не очень – сыпаться стал по-советски скоро.

  • Пришлось заменить все агрегаты на обычные поршневые. Идея не удалась;
  • Но неожиданно приходит спасение откуда не ждали. Конструкторское бюро по РПД, сотрудников которого уже отправили в черный список и в скором времени бы отчитывали на закрытом съезде работников автопрома, получает предложение от спецслужб. «Чекистов» расход топлива и ресурс мотора нисколько не интересовал, а вот мощностные показатели очень даже;
  • Получив предложение, комбинат сразу же запустил производство 2-секционного РПД. Мощность этого мотора – 120 л.с. Установили на Ваз 2101 Аркан (специального производства);
  • Оживший РПД, настолько понравился, что стали заказывать его для спорта и водного транспорта. Автомобили и лодки, оснащенные таким мотором, завоевывали только призовые места, оставив далеко позади транспорт с обычными поршневыми двигателями.
    Видимо, это и стало причиной запрета на выпуск РПД в дальнейшем. Только после развала СССР за новую попытку взялись, как и было описано выше, производители Ваз 2109.

Роторный двигатель на ваз 2109

Роторный двигатель на ваз 2109

Вот такая история у роторного ДВС в эпоху СССР.

Роторный агегат и все что с ним связано

Этот мотор постоянно привлекал и привлекает к себе максимальное внимание не только на просторах нашей Родины. И это неудивительно: конструкция подобного силового агрегата очень проста, а характеристики, словно под капотом не один, а два мотора,но, как и в нашем случае, этот агрегат не прижился нигде.
Создателем такого мотора называют Ванкеля, которому удалось придумать эту конструкцию еще в 1919 году. Ванкель был немцем и в 17 лет он сотворил чудо. Как ему такое удалось, остается загадкой.
DKM или «машина с вращающими поршнями» – именно так назвали первый автомобиль с роторным агрегатом, первый патент на выпуск которого Ванкель получил уже в 1929 году.

Принцип действия

Роторный двигатель в ваз 2109 и его принцип работы

Роторный мотор сегодня называют отличной альтернативой сильно форсированному двигателю.
Этот агрегат имеет следующие преимущества:

  • Неизменную мощность на всем диапазоне работы двигателя;
  • Гигантский потенциал для форсирования (чип-тюнинга);
  • Невероятно большой КПД (с 1 л рабочего объема удается выжать около 110 л.с. даже без проведения чип-тюнинга);
  • Хотя в случае с Ваз 2109 инженерам не удалось добиться экономичности, роторный двигатель, по сути, может съедать сравнительно мало (есть шанс повторить опыт с «девяткой»);
  • Автомобили с роторным агрегатом способны развивать большие обороты (до 10 000 в минуту).

Принцип работы этого чудо-агрегата таков:

  • Он разительно отличается от работы поршневого ДВС, так как связано это с конструктивными особенностями. Среди главных отличий выделяют именно сам ротор, который выполняет и роль поршня и роль шатуна;
  • В таких агрегатах весь КВШ механизм сводится только к ротору и валу. Энергия топлива вынуждает вал вращаться с большой скоростью.

Интересно. Примечательно, что подача топлива, вращение вала и остальное происходит в одном блоке, являющимся и камерой сгорания и ГРМ.

  • В единственном блоке происходят все важные процессы: впуск и выхлоп;
  • Сам блок изнутри имеет форму, напоминающую капсулу. В науке такая форма имеет свое название – эпитрохоида;
  • На валу установлен бывает ротор. Он прочно сцеплен с зубчатым колесом, которое соединено, в свою очередь, со статором.

Ванкель и его двигатель

Ванкель и его двигатель

Примечание. Следует знать, что ротор по размерам намного больше статора, но, несмотря на это, он легко вращается вместе с зубчатой шестерней.

  • Ротор имеет форму треугольника. Двигаясь по внутренней поверхности блока, треугольник (вернее, каждый из его концов) отсекает определенное количество пространства;
  • Что касается поршневых колец, то в роторном агрегате их функцию выполняют специальные пластины, прижимающиеся к стенкам блока ленточными пружинами, давлением газа и центробежными силами;
  • Конструкция двигателя Ванкеля лишена сложного ГРМ, что значительно ее упрощает;
  • За счет отсутствия потерь на трение (как помним, в этом моторе нет многих деталей КВМ – см. выше), удается выработать большую мощность;
  • В роторном агрегате за один полный оборот ротора налицо целых три рабочих цикла.

Примечание. Один из недостатков роторного двигателя – большой аппетит, объясняется, в частности тем, что камера сгорания в момент такта сжатия получается слишком длинной и горючее не успевает полностью догореть.
Именно в целях борьбы с этим, для повышения экономичности, на такие моторы ставятся по две свечи. Срабатывают они поочередно, воспламеняя горючее с двух сторон. Благодаря таким мерам, придуманным совсем недавно, удалось значительно повысить показатели роторного агрегата в плане экономичности (инженерам Ваз 2109 на заметку).

Пока все это только на бумаге выглядит хорошо. На примере Ваз 2109 и других моделей авто с роторным двигателем, становится ясно, что до успеха в реальной жизни еще далеко.
По всему свету, в разных его концах, разбросано множество автомобилей с таким мотором. Единицы из них еще на ходу, большинство же (которым повезло) хранятся в музеях или частных коллекциях.
Немало моделей с моторами времен 60-80 х годов можно встретить на свалке.

История роторного двигателя

История роторного двигателя

Недостатки такое редкого на сегодня мотора сразу же всплывут на поверхность и обескуражат ярого агитатора внедрения роторного ДВС в автопроизводство, как только представим себе следующую ситуацию. Владелец «девятки» с ротором оказался в неприятной ситуации: его мотор перегрелся.
Что он будет делать? Ответ однозначен: носится по всему городу и искать специалистов, редкие запчасти и детали.
С другой стороны, у роторного двигателя есть право на будущее. Его никто не отбирал. Двигателю Ванкеля зеленый свет и инженерам всего мира придется немало потрудиться, чтобы усовершенствовать конструкцию и устранить большинство его недостатков.

Схема работы РПД

Технические характеристики мотора ВАЗ 415

Число секций2
Рабочий объем камеры агрегата, дм31,308
Мощность, кВт/л.с.103/140
Масса мотора, кг113
Размеры мотора – высота/ширина/длина, см57/53,5/66,5
Ресурс мотора до 1-го капремонта, км125 тысяч

Видео обзор и тематические фото помогут узнать о роторном двигателе на Ваз 2109 гораздо больше. Инструкция по эксплуатации и установке агрегата, схемы и чертежи также могут быть полезны при установке такого двигателя своими руками или по другой причине. Цена на роторный двигатель всегда была выше, чем на обычный по ряду особых причин.

Генрих Ванкель : взлёт и падение роторных моторов ВАЗ (34 фото)

Первый образец роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания (РПД), конструкцию которого разработал немецкий инженер Феликс Ванкель, был испытан еще в феврале 1957-го. Ванкель провел обширные теоретические исследования форм рабочей полости и ротора, которые по его выкладкам, должны быть выполнены в виде эпитрохоиды. В компании NSU, где служил немецкий инженер, серьезно работали в этом направлении. В середине 60-го РПД был смонтирован на малолитражку NSU Prince. После доводки конструкции, осенью 1963 года, свет увидела первая серийная машина с двигателем Ванкеля — NSU Prince Spyder. Но выпускалась она не долго. Сначала фирму NSU поглотила более крупная компания, а затем и сам РПД не выдержал жесткой конкуренции с «поршневиками». В бывшем СССР народ тоже не был «лыком cшит». В 1974 году тогдашний генеральный директор ВАЗа В.Н. Поляков поставил задачу создать собственный РПД. Решение было поручено специальному конструкторскому бюро (СКБ РПД), которое возглавил Б.С. Поспелов. При всех достоинствах РПД — компактности, приемистости, отсутствии кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, а так же значительно меньших габаритов и массе при одинаковой с поршневыми двигателями внутреннего сгорания мощности, он имел и ряд серьезных недостатков. Основными на тот период были часто выходящие из строя уплотнительные элементы, плохая приспосабливаемость к изменениям внешней нагрузки, повышенный расход топлива и неудовлетворительные показатели по выбросам в отработавших газах. С таким набором плюсов и минусов и предстояло работать коллективу СКБ РПД Тольятти. Заметим, что отечественным разработчикам, в отличие от зарубежных, не пришлось воспользоваться наработками господина Ванкеля: денег на покупку лицензии или патента не было. Пошли проверенным «расейским» путем — достали серийный РПД фирмы NSU, разобрали, скопировали, где было не ясно — докумекали и сделали свой односекционный роторно-поршневой двигатель. Его появление датировано 1976 годом. Тогда первенец СКБ — ВАЗ-311 мощностью 70 л.с. — худо-бедно завращался, принеся надежду на будущее. Последующие пять лет ушли на доработку конструкции и борьбу с недостатками. В 1982 году на выставке НТТМ-82 вазовцы впервые продемонстрировали ВАЗ-21018 — автомобиль с роторно-поршневым двигателем. Машина представляла собой ВАЗ-21011 с силовым агрегатом ВАЗ-311. (Было выпущено 50 автомобилей для опробования в реальных условиях эксплуатации). Но первый блин оказался комом. Не поддержав машины необходимым сервисом и не подготовив соответствующим образом рядового покупателя, разработчики чуть было не загубили начатое дело. За пол года на 49 автомобилях заменили РПД на поршневые двигатели внутреннего сгорания. Основными неисправностями были выход из строя уплотнителей и подшипниковых узлов, появились также недостаточная сбалансированность роторно-эксцентрикового механизма (РЭМ) и плохая топливная экономичность. Взвесив все «за» и «против», решили отказаться от односекционного варианта РПД и бросить силы на разработку двухсекционного. При этом конструкторская мысль сосредоточилась на искоренении дефектов, выявленных в результате опытной эксплуатации. В итоге в 1982-83 гг. появились новые двигатели ВАЗ-411 (мощность 110-120 л.с., ширина ротора 70 мм) и ВАЗ 413 (140 л.с., ширина ротора 80 мм). Одновременно подыскивается сфера приложения «ротора». Конструкторы получают добро на применение разработок на практике от руководства МВД, ГАИ и КГБ — благо динамические и мощностные показатели моторы выдавали довольно неплохие, располагая при этом необходимым ресурсом, а топливная экономичность была тогда не столь важна. Так появились обычные на вид, но очень резвые ГАЗ-21, -24 и -3102, оснащенные моторами ВАЗ-314. В этот же период тольяттинские специалисты получают выгодный заказ на разработку роторных двигателей для легкой авиации и вертолетов. Автомобили временно отошли на второй план. Даже на появившиеся в 1984 году первые переднеприводные машины не обратили особого внимания. Тем не менее наработки, полученные в ходе сотрудничества с авиаторами, пошли на пользу. Лишь в 1992 году автомобильная тематика приобретает второе дыхание: появляется РПД для переднеприводных моделей (ВАЗ-414). С опозданием на целых 8 лет! Но, как говориться, лучше поздно чем никогда. Три года на доводку, и вот в конце 97 года базовый двигатель автомобильного направления — ВАЗ-415 — получил сертификат на право установки его на автомобиль общего назначения. До этого РПД устанавливался только на спец технику. ВАЗ-415 отличается от своих предшественников универсальностью. Его установка возможна на любую ВАЗовскую машину — «классику», передне- и полноприводные. Кроме того, РПД можно ставить на «Москвич», а в трехсекционном варианте (ВАЗ-425) — и на «Волгу».

Ваз 2109 с роторным двигателем и его история

Ваз 2109 с роторным двигателем

Ваз 2109 с роторным двигателем в одно время воспринимали, как шутку. Якобы на скорости 200 км/ч такая «девятка» обгоняла Мерседес,но в каждой шутке есть доля правды. На Ваз 2109 роторный двигатель устанавливали и указывали, что по динамико-скоростным качествам автомобиль превосходит все известные модели отечественного автопрома. Но почему выпуск таких «девяток» не был поставлен на поток? Попробуем выяснить все, что касается этого вопроса и представим преимущества роторного двигателя перед обычным ДВС.

Роторный двигатель: между прошлым и будущим

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

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

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

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

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

ОТ ПЕРВОГО ЛИЦА

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

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

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

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

Роторный двигатель на «Ладах». От «Копейки» до «Десятки»

Внешне эти машины ничем не отличаются от обычных, производства ВАЗ, как классических моделей, так и «зубил». Лишь звук работы мотора несколько иной, отличался от звука обычных «жигулевских» движков. Но если нужно было, то роторная “Лада” с лёгкостью могла догнать любую машину, встречавшуюся на дорогах СССР.

Роторно-поршневой двигатель серийно на советские машины никогда не устанавливался и обычным покупателям был недоступен. Небольшие партии автомобилей, с установленным на них РПД предназначались для спецслужб, это так называемые «догонялки».

Бытует мнение, что разработкой роторно-поршневых двигателей в СССР впервые занялись на ВАЗе, изучив конструкцию мотора серийной японской Мазды. Эта японская компания уже в 1970-х серийно производила автомобили с двигателем Ванкеля.

В этой версии правда смешалась с мифом. Исследованиями на тему роторных двигателей в СССР занимались задолго до того, как был заложен первый камень в фундамент Волжского автогиганта. Разработки велись и в НАМИ, правда, основной сферой применения таких моторов видели всё же авиацию. Но и за «железный занавес» посматривали с интересом, ведь на Западе то и дело появлялись любопытные решения, наподобие германского NSU Ro-80.

Поэтому первопроходцем в теме разработки РПД в СССР Волжский автозавод не был, но он действительно первым установил такой двигатель на советскую легковую машину. Да, и правда насчет Мазды, но о прямом копировании там речи не идет. В ходе испытаний мотора выяснилась масса слабых мест, устраняя которые, наши конструкторы внесли столько корректировок, что по итогу получился совсем другой мотор.

Основоположником концепции РПД является талантливый немецкий изобретатель Генрих Ванкель. Работы над своим детищем он начал еще в 1920-х годах. Мотором заинтересовалась BMW, оказывала финансовую поддержку исследователю, но до коммерческого продукта дело тогда так и не дошло, а там и вовсе смутные времена в Европе наступили…

Принцип работы РПД.

Продолжил Ванкель свои исследования уже после войны, и при поддержке компании NSU, на автомобили которой предполагалась установка РПД.

На этот раз почти получилось. В 1963 году появилась роторная версия знаменитого NSU Prince, вскоре подобным мотором обзавелся и полноразмерный седан NSU Ro-80, завоевавший в 1968 году почетный титул Автомобиля года в Европе.

Двигатель NSU Ro-80. Машина, кстати, переднеприводная.

Несмотря на столь высокое достижение, автомобили разочаровали владельцев низким ресурсом капризного мотора и его высокой прожорливостью. Спрос на них был невысок, за 10 лет производства собрали всего 37 тыс. экземпляров.

Читайте также  Как поставить двигатель toyota на уаз

Опыт западных коллег, в том числе и негативный, помог советским инженерам выработать саму концепцию применения будущего мотора – автоспорт, и различные «догонялки», где такие факторы как ресурс мотора и его экономичность были, по сути, не важны.

Большую роль в появлении «советского Ванкеля» сыграл В.Н.Поляков, фактически, под свою ответственность распорядившийся начать работы по разработке двигателя уже конкретно для применения его на автомобилях ВАЗ.

Опытные образцы односекционного РПД были готовы в 1976 году, но испытания показали, что на машины их ставить пока рано, слишком они были «сырыми». Процесс доводки занял несколько лет, на завод даже сам Ванкель приезжал, делился своим опытом.

Впервые РПД мощностью 70 л.с. под капотом «копейки» оказался в 1982 году. Машина получила индекс ВАЗ-21018 и одно из неофициальных названий «волк в овечьей шкуре». Учитывая специфику будущего применения, информации о машине в прессе было мало, а те скромные крупицы, что просачивались в советскую прессу, обрастали впоследствии массой мифов и догадок.

Скромные упоминания о машине в советской прессе. 1985 год.

В ходе испытаний двигатели ВАЗ-311 один за одним выходили из строя, менее чем за год они все вышли из строя. По результатам очередной масштабной работы над ошибками, уже через год появился двухсекционный двигатель ВАЗ-411 мощностью 120 л.с.

Этот двигатель, а так же его более мощная (140 л.с.) версия ВАЗ-413 нашел применение в машинах КГБ. В основной состав кортежей они не входили, статус ведь не тот, но, как говорят, всегда были где-то неподалёку, под видом обычных гражданских машин. Но большая часть машин шла на службу МВД, в особенности – ГАИ.

Внешне эти «заряженные» версии ничем не отличались от обычных патрульных машин. Ели очень уж хорошо присмотреться к передней части, то за радиаторной решеткой можно рассмотреть, помимо обычного, еще и масляный радиатор, которого на обычных «Жигулях» никогда не было. Роторный двигатель при работе сильно греется.

Чаще всего, советский «Ванкель» ассоциируется именно с «копейкой», иногда еще вспоминают «пятерку», имевшую индекс ВАЗ-21058.

Небольшие партии выпускались до 1991 года, в свободную продажу они не поступали, и даже после распада СССР, с выходом роторной ВАЗ-21079, всё было не так просто. Отсутствовали необходимые документы, разрешающие её реализацию населению, ведь необходимыми сертификатами для свободной, коммерческой реализации машин с таким двигателем завод не обзавелся, учитывая узкую специфику применения в СССР, сертификаты для розницы просто были не нужны.

Шли годы, и лишь в 1997 году любой желающий мог купить новый отечественный автомобиль с двигателем Ванкеля. Желающих, правда, было немного. О плюсах, и тем более минусах таких моторов автолюбители, в основной своей массе, уже знали.

Для любителей «светофорных гонок» и прочего стритрейсинга способность «восьмерки» набирать сотню за 8 секунд было большим плюсом, скорость под 200 км/час тоже являлась важным преимуществом (с нарушением ПДД, естественно), но масса проблем тоже имела вес.

РПД под капотом ВАЗ-2108

Низкий ресурс, постоянно текущие сальники, повышенный расход бензина и капризность не нового мотора не вызывали оптимизма у потенциальных покупателей из категории тех, кому автомобиль нужен просто что бы ездить.

В принципе, эти же проблемы преследовали и зарубежные машины с РПД, из-за чего те и не получили массового развития, так что в данном случае упрекать ВАЗ особо не в чем, сама конструкция мотора очень уж специфична.

Кстати, в 90-х и начале 2000-х появились роторные модификации ВАЗ 2110 и 2115, к которым добавлен индекс 91, но большого распространения они тоже не получили, и в 2004 году работы над совершенствованием РПД на ВАЗе были свернуты окончательно. Oldtimer

Тюнинг ВАЗ 2109

Некоторое время назад ВАЗ 2109, оснащённый роторно-поршневым двигателем (РПД), практически не воспринимали всерьёз. Про этот автомобиль много шутили и распространяли всевозможные слухи, например, что он разгонялся до 200 км/ч и обгонял Мерседес. Как гласит старинная поговорка: «В каждой шутке есть доля правды». Это касается и ВАЗ 2109: прежде, когда его оснащали роторным двигателем, динамико-скоростные показатели превышали характеристики всех известных на то время отечественных моделей. Исходя из этого, возникает закономерный вопрос: «Почему же производство этих «девяток» не стали производить серийно?».

В данной статье рассматриваются особенности роторного мотора и его достоинства перед обыкновенным двигателем внутреннего сгорания.

Роторный двигатель: принцип работы

Автомобили оборудованы двигателями внутреннего сгорания (ДВС). ДВС – вид теплового двигателя, в котором топливная смесь сжигается внутри мотора, тем самым энергия сгорания превращается в механическую работу. Автомобилестроение использует ДВС, где подвижным элементом служат поршни. Существует другой вид ДВС – роторный двигатель. Что такое роторный двигатель, его принцип работы, устройство, особенности — расскажем ниже.

Устройство и принцип работы

Принцип работы роторного и поршневого двигателей идентичен: энергии горения преобразовывается в механическую работу. Различие заключается в способе преобразования энергии. Основным рабочим элементом в роторном двигателе (РПД) является ротор, который совершает вращательное движение, а в поршневом – поршни, совершающие возвратно-поступательные движения. Роторный двигатель получил название от части мотора – ротора. Так как ротор движется, мощность передается на сцепление и коробку переключения передач.

Роторный двигатель внутреннего сгорания (двигатель Ванкеля) не имеет ГРМ и КШМ, которыми оснащены поршневые двигатели. Их функции исполняют следующие основные детали: эксцентриковый вал, роторы, выполняющие роль поршней, неподвижные шестерни, задающие траекторию вращения роторов. Устройство роторного двигателя состоит из промежуточного корпуса, статоров, образующих рабочие камеры, переднего и заднего корпуса, которые закрывают рабочие камеры, также на них зафиксированы неподвижные шестерни. Весь двигатель стягивается длинными болтами. Двухсекционный роторно-поршневой ДВС означает, что в двигатели два ротора.

Роторный двигатель

Модель роторного двигателя

Один рабочий цикл данного двигателя состоит из четырех тактов, которые выполняются за один оборот ротора, в то время как эксцентриковый вал совершает три оборота.

Чтобы понять, как работает двигатель, следует рассмотреть один рабочий цикл:

  1. 1-й такт – впуск. Ротор, вращаясь, увеличивает размер рабочей камеры, образованной формой статора и ротора. Создается разряжение, которое засасывает топливно-воздушную смесь посредством впускного окна. В конце такта ротор перекрывает впускное окно.
  2. 2-й такт – сжатие. Ротор продолжает вращение, но размер камеры уже уменьшается, вследствие чего сжимается смесь топлива и воздуха. В конце такта с помощью одной или нескольких свечей зажигания происходит воспламенение сжатой смеси. Свечи зажигания не выпирают, а утоплены в статоре. В стенках находятся выемки, образующие объем камеры сгорания.
  3. 3-й такт – рабочий ход (расширение). Протекает пик горения, в результате чего в камере увеличивается температура и давление расширяющихся газов. Ротор, воспринимая давление, раскручивает эксцентриковый вал, чем преобразовывает тепловую энергию в механическую работу.
  4. 4-й такт – выпуск. Ротор открывает выпускное окно и выдавливает из уменьшающейся камеры отработавшие газы.

Когда рабочий цикл закончен, начинается и повторяется новый.

Схема циклов РПД

С каждой из трех сторон ротора протекает свой такт, а это значит, что такт расширения проходит не каждые 360 градусов вращения, а каждые 120 градусов вращения или каждый оборот эксцентрикового вала.

Видео о РПД Ванкеля:

Строение

Ротор выполнен из стали с содержанием особых элементов, по форме схож с треугольником и собирают его слоями. Двухроторные моторы имеют пять слоев, они закреплены болтами, которые расположены по окружности. Охлаждается мотор с помощью специальной жидкости, которая омывает все элементы механизма. Последние два слоя закрыты, подшипники расположены в противоположных секторах. Внутренняя поверхность элементов гладкая, чем помогает роторам работать. После идет слой, где находится ротор и выхлопная система. В центральном сегменте находятся впускные порты.

Для изоляции камер используется множество уплотнительных элементов, расположенных на роторе. Основными более нагруженными являются апексы, которые устанавливаются на вершинах ротора. Впускные, выпускные окна могут находиться не только в стенках статора, но и на боковых стенках корпусов. А в статорах, наоборот, могут отсутствовать впускные, выпускные окна.

Схема работы двигателя

Работа роторного двигателя

Преимущества и недостатки

У такого мотора есть свои «плюсы» и «минусы».

К преимуществам можно отнести:

  1. Мало подвижных элементов. Роторный двигатель содержит намного меньше механизмов и узлов, чем поршневой. В роторном – три главных движущих элемента: два ротора и вал, а в самом простейшем поршневом моторе минимум 45 движущихся элементов. Так как в РПД минимальное количество механизмов, то и надежность, соответственно, выше.
  2. Вибрация. Все элементы РПД совершают плавную непрерывную работу и вращаются в одном направлении, тогда как в поршневом моторе движение постоянно меняется.
  3. Компактность. Двигатель имеет небольшой вес и габариты.

К недостаткам относятся:

  1. Потребление топлива. Роторному мотору требуется больше ГСМ.
  2. Высокая стоимость. Изготовление отличается сложностью, высокой точностью производства, дорогого оборудования, что способствует удорожанию.
  3. Частые перегревы. Данные двигатели в силу своей конструкции подвержены к перегреву, что приводит к «закипанию».
  4. Невысокий ресурс. Из-за постоянных перепадов давления, мотор вырабатывает ресурс не более 130-150 тыс. км.

Учитывая недостатки и преимущества роторного мотора, автолюбители обращают внимание и на вождение автомобиля, считая его сложным и непривычным.

Прогресс не стоит на месте и, возможно, у РПД есть будущее. Его особенностью является то, что двигатель может работать на газе и водороде, а это откроет ему перспективу в будущем.

История и особенности роторного двигателя в ВАЗ 2109

Некоторое время назад ВАЗ 2109, оснащённый роторно-поршневым двигателем (РПД), практически не воспринимали всерьёз. Про этот автомобиль много шутили и распространяли всевозможные слухи, например, что он разгонялся до 200 км/ч и обгонял Мерседес. Как гласит старинная поговорка: «В каждой шутке есть доля правды». Это касается и ВАЗ 2109: прежде, когда его оснащали роторным двигателем, динамико-скоростные показатели превышали характеристики всех известных на то время отечественных моделей. Исходя из этого, возникает закономерный вопрос: «Почему же производство этих «девяток» не стали производить серийно?».

ВАЗ-2109

ВАЗ-2109

В данной статье рассматриваются особенности роторного мотора и его достоинства перед обыкновенным двигателем внутреннего сгорания.

Экскурс в прошлое: развитие РПД в Советском Союзе

Более сорока лет назад на роторный двигатель впервые обратило своё внимание советское правительство. В тот период страна переживала не самые лучшие времена и требовались решительные действия, которые бы положительно отразились на экономической ситуации. Тогда на Волжском автомобильном заводе было создано бюро РПД. Его главной задачей было наладить серийное производство двигателей Ванкеля.

Изначально чиновники Советского Союза вели переговоры с Ванкелем, желая выкупить у него лицензию, но они не принесли положительного результата. Как бы то ни было, небольшую часть передовых технологий всё-таки удалось позаимствовать, и вскоре к выпуску был готов односекционный мотор ВАЗ 311 мощностью 65 л.с. Однако экспериментальная партия увидела свет лишь через пять лет. Первые 50 образцов двигателей разошлись между сотрудниками отечественного автопрома и некоторыми правительственными работникам. Спустя определённое время моторы пришли в негодность, из-за чего они не смогли прижиться.

Роторный двигатель

Роторный двигатель

Спасение пришло откуда не ждали: этими двигателями, а точнее, их мощностными показателями заинтересовались спецслужбы. Конструкторское бюро возобновило свою работу и буквально сразу же начало производство двухсекционного 120-сильного РПД. Им впоследствии оснастили ВАЗ 2101 Аркан. После этого двигатель начали массово использовать в спорте: ими оснащался и водные, и сухопутные транспортные средства, выигрывавшие все соревнования. Это могло послужить определённым толчком к тому, чтобы дальнейший выпуск РПД был запрещён.

Только по истечении пятилетки после распада СССР начали выпускать ВАЗ 2109, оснащённый роторным мотором мощностью 140 л.с., который был в состоянии за 8 с. разогнать автомобиль до первых 100 км/ч. Максимальная скорость «девятки» достигала 200 км/ч. Отсюда, собственно, и берут своё начало разговоры о гонках с немецким авто. Так как расход топлива ВАЗ 2109 нельзя было назвать экономным, его бензобак имел объём целых 39 л, что стало существенным недостатком в плане запаса хода без дозаправки.

После первой версии «девятки» с РПД мир увидели ещё два варианта двигателей:

  • мощность одного из моторов составляла 150 л.с.;
  • мощность другой форсированной модификации составляла 250 л.с.!

Как бы то ни было, но прекрасные мощностные показатели силового агрегата не делали автомобиль особо популярным, поскольку через 40 000 км двигатель приходил в негодность.

Основные преимущества роторного мотора

Роторный двигатель может стать прекрасной заменой стандартного заводского мотора, тюнинг с заменой двигателя позволит в разы увеличить динамические и скоростные показатели. Среди его достоинств можно выделить следующие:

  • отменную мощность;
  • громадный потенциал для чип-тюнинга;
  • высокий КПД (1 литра топлива достаточно, чтобы выжать 110 л.с.);
  • способность добиться частоты вращения 10 000 об/мин.

Принцип действия данного узла имеет существенные отличия от функционирования поршневого двигателя внутреннего сгорания, что обусловлено конструктивными особенностями. Основным из них является ротор, выполняющий функции поршня и шатуна.

Ротор

Ротор

Механизм канатоведущих шкивов роторного агрегата представляет собой несколько элементов: ротор и вал. Такие процессы как впуск и выпуск осуществляются в общем блоке, выполняющем роль и камеры сгорания, и газораспределительного механизма. На вал устанавливается ротор, находящийся в сцеплении с шестерней (зубчатое колесо соединено со статором). В роторном двигателе поршневые кольца заменены на специальные пластинчатые элементы, прижимаемые к стенкам возникающими центробежными силами, ленточными пружинами и газовым давлением.

В конструкции РПД газораспределительный механизм существенно упрощён. Большая мощность в нём вырабатывается благодаря отсутствию потерь, приходящихся на трение. В итоге за один оборот ротора совершается 3 рабочих цикла.

Роторный двигатель

Роторный двигатель

Чрезмерный расход топлива объясняется тем, что при сжатии камера сгорания становится длинной, за счет чего горючему попросту недостаточно времени на полное выгорание. Чтобы хоть каким-то образом повысить экономичность ВАЗ 2109, в роторное устройство устанавливают дополнительную пару свечей. Срабатывая по очереди, они способствуют воспламенению горючего с обеих сторон.

Как показывает практика (в данном случае на примере ВАЗ 2109), до совершенства роторным двигателям ещё очень далеко. Во всех уголках мира можно встретить лишь единицы автомобилей на ходу, оснащённых подобным мотором, например Mazda RX-8. Однако право на будущее у РПД никто не отбирает, несмотря на то, что даже у японского мотора ресурс не превышает 80 тыс. км. Правда, для этого нужно приложить немало усилий, ведь придётся провести огромную работу по совершенствованию конструкции и устранению основных недостатков.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector