ТЕХНИКА/ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ КУРСОМЛИНИЯ ЖИЗНИ - ЭПИТРОХОИДАНЕОБЫЧНЫЕ? ЗАБЫТЫЕ? СКОРЕЕ, ВНОВЬ АКТУАЛЬНЫЕ РОТОРНО-ПОРШНЕВЫЕ ДВИГАТЕЛИТЕКСТ / МАКСИМ САЧКОВто такое роторно-порпшевой двигатель (сокращенно - РПД)? Это бензиновый мотор с искровым зажиганием, работающий по четырехтактному циклу (рис. 1). В блоке цилиндров - статоре, внутренняя поверхность которого представляет сложную кривую - эпитрохоиду, вращается ротор (рис. 2). Его функция аналогична той, что выполняют поршень с шатуном в обычном моторе. Крутящий момент передается на эксцентриковый вал. Газообмен происходит через впускные и выпускные окна, а смесь в вытянутой камере сгорания последовательно поджигают две свечи. РПД меньше и легче поршневого двигателя, равного по мощности, в полторадва раза. Да и по конструкции «ротор» проще и надежнее, к тому же не требует частого обслуживания. Но коль есть плюсы, найдутся и минусы. Например, повышенный расход масла и бензина. Считается, что РПД трудно загнать в жесткие экологические рамки. Мощносгаые характеристики таковы, что требуется изменять трансмиссию автомобиля (например, максимум момента достигается на очень высоких оборотах до 8000 об/мин!). В какой-то степени это болезни роста, ведь РПД моложе традиционных моторов на полвека...Чобразец, превратившийся в начале 50-х в модернизированный мотор ДКМ-54. В доводке двигателя участвовала немецкая фирма НСУ. Однако, к сожалению или к счастью, эта конструкция прижилась под крышей музея, а не под капотами машин. Первый автомобильный РПД родился в 1958-м, и звали его ККМ-125 (от немецкого Kreiskolbenmotor - роторнопорпшевой двигатель). Вслед за 125-кубовым появились более мощные версии - «250», «400», «500», которые устанавливали на автомобили НСУ. В 1961 году японская фирма «Мазда» купила у Ванкеля лицензию на конструкцию и производство РПД. Через шесть лет появилась первая машина «Космо Спорт». Двигатели совершенствовались, и один из них - карбюраторный 12А - послужил прообразом первого отечественного мотора.Первые «роторы» были довольно прожорливыми - в охотку шел не только бензин, но и масло. Поэтому уровень смазки в картере регулировал оригинальный клапан с поплавком, перепускающий необходимое количество масла из резервного бачка в двигатель. Позже масляный аппетит двигателей умерили модификацией уплотнений. На первых РПД существовала система холодного пуска. Наледь на свечах смывал антифриз: водитель накачивал его в карбюратор резиновой грушей.ОНИ БЫЛИ ПЕРВЫМИ Еще до войны молодой инженер Феликс Ванкель получил в Германии патент на двигатель, который был абсолютно не похож на поршневые агрегаты. Тогда же появился первый опытныйОДИН ПЛЮС ОДИН Время шло, поршневые моторы матерели, угрожая в любой момент превзойти по силам РПД. Кроме того, на производителей давили основные заказчики спецслужбы, которым был нужен мощный ив то же время компактный двигатель. Прелесть РПД в том, что его легко «умножить на два» - добавить еще один СДЕЛАНО В СССР статор и ротор. Первым двухсекционным мотором, В1974 году на ВАЗе организовали специальное конструкторское бюро для сделанным у нас, стал 120-сильный ВАЗразработки отечественного РПД. Уже в 411. Мотор получился удачным - 15 лет 1978-м родился первый серийный «роего устанавливали под капот «жигутор» ВАЗ-311. Односекционный мотор лей». Первые две машины передали объемом 13 л мощностью 513 кВт был в спецслужбам летом 80-го, а всего выпусполтора раза компактнее и легче порштили более 200 автомобилей. Позже роневого собрата. Кстати, обычно для дился преемник с широкими секциями РПД указывают приведенный рабочий и увеличенной мощностью (993 объем, который вдвое больше «геометкВт/135 л. с). С появлением переднеприводных морического». Система зажигания - бесконтактная: датчики положения коленделей вазовское КБ начало активно равала, коммутаторы на транзисторах, ботать над новым мотором. Опытный «жигулевские» катушки, оригинальные двухлитровый ВАЗ-414 немного отлидвухэлектродные свечи; за работой всех чался от предшественника. Статор - самый ответственный и дорогой элемент элементов следил блок управления.СжатиеПРИНЦИП РАБОТЫ РОТОРН0-ПОРШНЕВ0ГО ДВИГАТЕЛЯ:42Такт 1. Топпивно-воздушная смесь через впускное ото попадает в камеру мотора.Такт 2. Ротор поворачивается, объем камеры уменьшается, смесь сжимается.T an 3. Смесь воспламеняется основной и дожигательной свечами. Ротор выполняет рабочий ход.Такт 4. Отработавшие газы выводятся через выпускное окно. Рис. 2. Роторно-лоршневой двигатель «Ренезис»: 1 - блок управления открывает те или иные впускные трубопроводы в зависимости от оборотов двигателя; 2 - на каждую секцию приходится по три впускных трубопровода разной длины; 3 - специальная форсунка подает масло к рабочим поверхностям; 4 - смесь в камеру сгорания попадает через боковые окна; S - выпускные каналы покрыты термостойкой керамикой; 6 - из-за бокового расположения выпускных окон несгоревшие выхлопные газы не покидают камеру сгорания а участвуют в следующем цикле; 7 - облегченный ротор развивает до 10 000 об/мин; 8 - ширина статора - 80 им; 9 - основная и дожигающие свечи зажигания работают последовательнаперед поршневыми соперниками еще рано. При одинаковом рабочем объеме разница в мощностях нашего ВАЗ-415 и восточного собрата составляет около 100 кВт. Впрочем, сравнивать моторы впрямую не совсем корректно - они относятся к разным поколениям. За питанием «японца» следит электронная система, впрыскивающая необходимую дозу топлива и поджигающая его в нужный момент. «Ренезис» без груда укладывается в строгие экологические нормы и экономно расходует бензин. Ресурс - на уровне поршневыхдвигателей. При этом силенок у новичка по сравнению с предшественником от «Мазды-Ю(7» не убавилось. Факт примечательный, ведь тот мотор по праву носил титул «турбо», а «Ренезис» - атмосферный! Специалисты изменили количество, расположение и размеры выпускных и впускных окон, кроме этого, открытием впускных каналов разной длины управляет специальная система. Нововведения позволили значительно обеднить рабочую смесь и обеспечить ее полное сгорание. В результате на холостом ходу «Ренезис» потребляет примерно на 40% меньше топлива. Свою лепту в экономию внес и полегчавший на 14% ротор. ЖИТЬ БУДЕТ? Роторные двигатели относительно молоды иу них все еще впереди. Однако, взрослея, дети Ванкеля постепенно доказывают, что ничуть не хуже, а порой даже лучше своих поршневых родственников. Юный японец «Ренезис» служит тому подтверждением. Может, движение по эпитрохоиде и есть правильный путь - если не к полной победе над другими двигателями, то, по крайней мере, к завоеванию значительной ниши автомобильного рынка? 1»1был уже не открытого, а коробчатого типа. Подобная конструкция надежнее - деталь меньше страдает от перегрева и имеет большую жесткость. Правда, отливать заготовку и обрабатывать внутренние каналытакогокорпуса сложнее. Окончательным вариантом для переднеприводных моделей стал карбюраторный ВАЗ-415 приведенным объемом 2,6 л. Электронный впрыск, как обязательный атрибут всех будущих моторов, уже разработан, но применяется только на авиационных «ванкелях». Когда он спустится с небес на землю - одному Богу известно. К сожалению, развитие автомобильных РПД на ВАЗе приостановилось. Все же эти моторы требуют... собственных автомобилей. А в условиях массового производства держать на конвейере специальную модель «под РПД» не всегда удобно. Впрочем, японская «Мазда» последовательно доказывает обратное. НАЗАД В ЯПОНИЮ Кроме ВАЗа, во всем мире остался лишь один производитель серийныхмашин с РПД. Спортивные модели «Мазда» с индексом RX делают не один десяток лет, тогда как другие компании (а с РПД экспериментировал даже «Мерседес») отказались от подобных конструкций. За 35 лет фирма выпустила около 1,8 миллиона машин с двигателем Ванкеля. Новую роторную «Мазду-Ю(8» представили в этом году, и она наверняка не будет последней! Ее 280-сильный двигатель «Ренезис» вобрал в себя все лучшее, что наработали конструкторы, и доказал, что сдаватьсяНА ГРАНИ ФАНТАСТИКИ Не так давно в нашей стране всерьез рассматривали роторно-порпшевой мотор как замену ныне господствующих в автомобильном мире двигателей Огто и Дизеля. Казалось бы - собирай секции в длиннющую «колбасу» и получишь ряд унифицированных (!) моторов мощностью до 1000 л. с! Увы, стыковать больше двух секций очень сложно технологически. Впрочем, модульный принцип мог быть реализован с помощью угловых редукторов: секции РПД располагались вертикально, как цилиндры обычного мотора, а редукторы передавали крутящий момент на общий горизонтальный выходной вал! Относительно маломощные РПД предполагали устанавливать на легковые автомобили и небольшие самолеты, посильнее - на грузовики, пассажирский и железнодорожный транспорт. Красивая идея так и не воплотилась в жизнь... Пока?