Promlebedka.ru

Авто ДРайв
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Автомобиль ваз с роторным двигателем и его характеристика

Второе имя роторного двигателя (РПД) — ванкель (этакий аналог дизеля). Именно Феликсу Ванкелю сегодня приписываются лавры изобретателя роторно-поршневого двигателя и даже рассказывается трогательная история о том, как Ванкель шел к поставленной цели тогда же, когда Гитлер шел к своей.

На самом деле все было чуточку иначе: талантливый инженер, Феликс Ванкель действительно трудился над разработкой нового, простого двигателя внутреннего сгорания, но это был другой двигатель, основанный на совместном вращении роторов.

После войны Ванкель был привлечен немецкой фирмой NSU, занимавшейся в основном выпуском мотоциклов, в одну из рабочих групп, трудившихся над созданием роторного двигателя под руководством Вальтера Фройде.

Вклад Ванкеля — это обширные исследования уплотнений вращающихся клапанов. Базовая схема и инженерная концепция принадлежат Фройде. Хотя у Ванкеля был патент на двойственное вращение.

Первый двигатель имел вращающуюся камеру и неподвижный ротор. Неудобство конструкции навело на мысль поменять схему местами.

Первый двигатель с вращающимся ротором начал работу в середине 1958 года. Он мало отличался от своего потомка наших дней — разве что свечи пришлось перенести на корпус.

Феликс Ванкель и его первый роторный двигатель

Вскоре фирма объявила о том, что ей удалось создать новый и очень перспективный двигатель. Почти сотня компаний, занимающихся производством автомобилей, закупила лицензии на выпуск этого мотора. Треть лицензий оказалась в Японии.

РПД в СССР и после

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

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

Вот такая история у роторного ДВС в эпоху СССР.

Плюсы и минусы

Чтобы уяснить, почему же агрегат не стал популярным в силу всех своих “за” по мнению механиков, рассмотрим плюсы и минусы роторного двигателя. К преимуществам конструкции относят:

  • Мотор подвергается гораздо меньшей нагрузке на высоких оборотах.
  • Сбалансированность обеспечивает низкий уровень вибрации.
  • Имеет меньше деталей и узлов.
  • Он легче, компактнее, его габариты намного меньше.
  • Имеет практически идеальное распределение веса по осям, что делает автомобиль более устойчивым.
Читать еще:  Что такое момент на валу двигателя при скольжении

Тем не менее, отмечается и ряд существенных недостатков:

  • Низкие обороты “сжирают топливо по секундно”, слишком высокий расход.
  • Дороговизна деталей.
  • Большой расход и частая замена смазки.
  • Перегрев, как основная беда ДВС. В итоге ломается цилиндр. Такая частая поломка обусловлена конструкционными особенностями.
  • Форма камер не позволяет топливу сгорать полностью, и газы поступают на выхлоп. Поэтому силовая установка считается менее экологичной.

Теперь не остается сомнений, что все преимущества роторного двигателя не могут покрыть существенные минусы установки.

Советский спецавтопром: машины для КГБ, авиации, почты и маршалов

С каким бы пафосом нам ни преподносили Aurus, автомобильная промышленность явно не сильная сфера России. По крайней мере, когда речь идет о машинах для простого народа. Однако специальные модификации и особые версии советские инженеры умели делать и раньше.

Роторно-поршневой двигатель для чекистов у ВАЗ

210 лошадиных сил – такие показатели даже в нынешние времена недоступны рядовым покупателям обычных «Лад». Однако уже в СССР были ВАЗы с довольно мощными моторами, которые специальное конструкторское бюро АвтоВАЗа разрабатывало и строило для КГБ и МВД.

Точнее так: разработку советские автоинженеры позаимствовали у японской компания Mazda, которая еще первой половине XX века сделала ставку на роторно-поршневой двигатель Феликса Ванкеля. Специальное подразделение АвтоВАЗа, созданного в начале 1970-ых гг, прикупило Mazda RX-2, с которой сняли роторный мотор для изучения и заимствования технологий, чтобы применять на машинах для силовиков.

Получилось далеко не с первого раза, хотя даже 70-сильные экземпляры поражали тягой. Вскоре спецотдел начал поставлять ВАЗ-21019 и ВАЗ-21059 со 120-сильными РПД сотрудникам КГБ и милиции. В дальнейшем инженерам удалось добиться 140 л .с., а затем 210 л .с. и динамики разгона до 100 км/ч за 8 секунд. В общем когда-то силовые ведомства получали лучшие автомобили, которые и должны использовать для выполнения своей работы.


Специальное конструкторское бюро на АвтоВАЗе было закрыто в 2004 году.

УАЗ «Буханка» для запуска двигателей самолетов

В 1970-ые гг Ульяновский автозавод выпускал на базе УАЗ-452/3741 вспомогательную установку для запуска авиационных двигателей. Они применялись для самолетов Ту-154 и ИЛ-62. Как пояснили на предприятии, данные УВЗ были созданы, чтобы минимизировать массу системы запуска мощных силовых агрегатов самолетов.

Внутри «Буханки» размещен авиационный газотурбинный двигатель ТА-6А: его компрессор забирает воздух через боковые окна с жалюзи, разогревая его до 200-220 градусов, затем воздух в сжатом виде подается через гибкий 12-метровый резиновый рукав к боковым штуцеру самолета и раскручивает вал двигателя при запуске.

Генераторы вырабатывают электроэнергию для бортовых систем самолета.

Водитель управляет двигателем и системами установки с пульта в кабине, а также может общаться с аэродромом и экипажем при помощи рации.

Электрокары для почты

Ветвь электромобилей пытается развиваться еще с зари автопрома. До ее относительно массового современного разрастания у АвтоВАЗа были эксперименты с электромоторами. Полюбуйтесь на этот универсал ВАЗ-2102Э – он работал на комбинате общественного питания на заводе.

Другие автомобили из мелкосерийной партии отправились работать в почтовую службу Тольятти. Никаких тебе вредных выхлопов – электромотор мощностью около 35 л .с. питался от никель-цинковых батарей весом 380 кг . Запас хода электрического универсала составлял 130 километров , что вполне прилично и по нынешним параметрам.

«Буревестник» для пограничников

И снова КГБ, но на этот раз – Погранвойска КГБ СССР. Для них подготовили специальный уазик на базе модели 469, которая получила индекс ВБ.

От обычных классических внедорожников погранверсию отличают цельнометаллическая крыша вместо тента, две фары-искатели у верхних петель дверей, две накрышные штанги с фиксаторами для перевозки лыж и мощный прожектор над ветровым стеклом.

Внедорожник ГАЗ для маршалов Красной Армии

Легковый автомобиль с полным приводом с закрытым кузовом – советский автопром предложил такое еще в 1939 году. Но не для всех, а для командования советской армией.

Машины появились очень вовремя – как раз перед началом Великой отечественной войны, и многие военоначальники проехали на своих фаэтонах-внедорожниках всю войну. ГАЗ-31-67 возили маршалов и генералов: Ворошилова, Жукова, Павлова, Тимошенко, Конева и пр.

Автомобиль сочетал в себе комфортность и впечатляющую проходимость (на это и ориентируется сейчас самый модный сегмент – кроссоверы). Характерный нюанс: в маршальских фаэтонах не было печки, зато присутствовали прикуриватель и пепельница.

Мотор Ваз 21083

Перед тем, как рассмотреть характеристики на двигателях Ваз совершенно нового принципа, стоит уделить внимание и таким переходным агрегатам, как 2108, 2110 и 2111, поскольку именно с них началась эра впрыска топлива инжектором и рождение переднего привода.

Оба этих мотора устанавливаются на моделях 2108, 21083, 2109, 21099, поэтому в настоящее время очень популярна замена старого карбюраторного мотора на инжекторный, ввиду многочисленности плюсов последнего.

  • Принципиальное отличие мотора 21083 , как и его предшественника 2108 было в том, что он должен был быть поперечным в размещении из-за переднего привода. Принципиально новая поршневая, в которой использовался специальный микропрофиль, удерживает смазку намного лучше, чем ранние 2103, которые были покрыты оловом.
  • ДВС 21083 дорабатывается диаметром цилиндра до 82 мм, рабочим объемом до 1500 см3, максимальная мощность при этом из 65 л. с. увеличивается до 68, а крутящий момент с 95 до 100,5/3400.
  • Привод ГРМ двигателей Ваз 8-ого семейства становится ременным, в отличие от 2103, где все еще была цепь. Качество этого изменения, безусловно, является спорным, но каждый автолюбитель находит положительные и отрицательные стороны в любом типе привода ГРМ.
  • К новинкам двигателей Ваз 2108 и 21083 можно отнести и новый карбюратор, который становится намного экономичней предшественника, совершенно иной масляный насос, привод которого идет от коленвала; бензонасос, у которого патрубки отвода и подвода на одной линии, а также конструктивно иной водяной насос.
Читать еще:  Что такое датчик холла в кондиционере в двигателе

Dodge является одним из первооткрывателей американских 15-ти местных фургонов. Существовало несколько конфигураций первого поколения, которые носили разные названия. Так например, модель с боковыми окнами и пассажирскими.

Двигатель Ванкеля

В роторных двигателях главный рабочий орган совершает вращательное движение, в отличие от наиболее распространенных двигателей внутреннего сгорания, основанных на линейном возвратно-поступательном движении поршня. Единственной в начале XXI века выпускаемой в промышленных масштабах моделью роторного двигателя, является двигатель Ванкеля. Он относится к типу роторных двигателей с планетарным круговым движением главного рабочего элемента. Чтобы представить себе принципиальное устройство роторного двигателя, можно посмотреть фотографии, рисунки и анимированную схему в Википедии.

Двигатель Ванкеля. Экземпляр Немецкого
технического музея
(Фото Amux, Wikipedia)

В 1943 году изобретатель Майлар предложил первую схему роторных двигателей с планетарным вращательным движением главного рабочего элемента. Вскоре на двигатели подобной схемы был подан целый ряд патентов, в том числе и от разработчиков немецкой фирмы NSU. В группу разработчиков компании NSU вошел и Феликс Ванкель, с 1924 года занимавшийся темой разработки роторно-поршневого двигателя. К 1957 году в лаборатории NSU построили прототип роторного двигателя типа DKM, с треугольным ротором и рабочей камерой в форме капсулы с неподвижным ротором и вращающемся корпусом. Но более практичным был признан вариант компоновки с вращающимся ротором и неподвижной камерой корпуса. Такой двигатель был собран годом позже — в 1958 г. Есть распространенная версия о том, что основная идея роторно-поршневого двигателя с планетарным круговым движением принадлежала инженеру NSU Фрёйде, а Ванкель (кстати, самоучка, не имевший даже профильного образования), позднее подключившийся к разработкам, решил лишь главную техническую проблему — разработку уплотнений двигателя. Впрочем, достоверно известно, что именно Ванкель в конце концов возглавил всю работу по доводке двигателя и выпуску первых опытных серий. И сам двигатель в результате получил его имя.

Интерес автопроизводителей

Первые публичные показы нового роторного двигателя в 1957 году вызвали настоящий ажиотаж среди мировых производителей автомобилей. Первой лицензию на двигатель Ванкеля купила Curtiss-Wright, год спустя тоже сделали Daimler-Benz, MAN, Friedrich Krupp и Mazda. Всего лицензии на новый двигатель приобрели около ста компаний, включая такие солидные бренды как Rolls-Royce, Porsche, BMW и Ford. Интерес к роторному двигателю был связан с его очевидными достоинствами: существенно меньшем числе деталей, относительной простотой производства и ремонта, компактностью и легкостью, низким уровнем шумов и вибрации и, наконец, высокой мощностью при скромном объеме.

Однако для начала серийного производства автомобилей с роторно-поршневыми двигателями нужно было серьезно поработать над их недостатками. А их тоже было немало. Основная проблема на момент первых разработок была связана с низким рабочим ресурсом и неравномерным износом поверхности рабочей камеры (при применении в конструкции традиционных материалов). Второй серьезный минус – неэкономичность, но он существенную роль сыграл позднее. Еще одной серьезной проблемой была повышенная токсичность выхлопа роторного двигателя. За счёт неполного сгорания топлива (отсюда же шла неэкономичность) «ванкель» выделял в атмосферу существенно больше углеводородов, чем традиционные двигатели внутреннего сгорания.

Так или иначе, в 1964 году появился первый в мире автомобиль с роторно-поршневым двигателем Ванкеля — NSU Spider, выпускавшийся в кузове кабриолет с 1964 по 1967 гг. (всего вышло 2 375 автомобилей).

Mazda всерьёз берется за «ванкеля»

После NSU Spyder последовали легендарный NSU Ro 80, Citroen M35 (несколько сотен машин, выпущенных за три года 1969-71) и Mercedes C-111 (не ставший даже «предсерийным»). Но первым по-настоящему серийным коммерческим автомобилем с двигателем Ванкеля по праву считается Mazda Cosmo. Прототип этой машины был представлен в 1964 году на Токийском автосалоне. Mazda, вскоре после приобретения лицензии на «ванкель», организовала целый отдел для работы по усовершенствованию роторно-поршневого двигателя. Именно в этом отделе, со временем, решили и проблему надежности и долговечности двигателя, и нашли решение снижающее токсичность выхлопа, и добились существенного снижения потребления топлива.

К примеру, для снижения токсичности японские инженеры разработали так называемый термальный реактор, который позволял дожечь остатки углеводородов. Эта схема впервые была реализована на Mazda R100 (на японском рынке — Familia Rotary), вышедшей в 1968 году и прошедшей жесткие экологические стандарты, установленные в США.

Затем роторный двигатель был установлен на специальную серию Mazda Capella, на японском рынке называвшуюся Capella Rotary, а на экспорт отправлявшуюся уже под маркировкой Mazda RX-2. Под этим именем роторная Mazda пришла в 1971 году и на американский рынок. Почти одновременно на авторынке США неплохо выступила Mazda RX-3 (на родине Mazda Savanna) – более компактная чем RX-2, с ярко выраженными спортивными формами. Немногим позже на экспорт отправилась роторная версия Mazda Luce, в Японии известная как Luce Rotary, а в экспортном варианте с двигателем Ванкеля получившая имя RX-4. Последней из роторных японок с относительно короткой историей можно назвать вышедшую в 1975 году представительницу нового поколения Cosmo. На некоторые рынки эта машина поставлялась под маркировкой Mazda RX-5, а в Японии носила название Cosmo AP.

Читать еще:  Что можно сделать с двигателями от стиралки автомат

Роторные долгожители

В период нефтяного кризиса 1970-х годов, особенно на американском рынке, остро встала одна из уже упомянутых проблем двигателя Ванкеля — неэкономичность. При помощи целого комплекса разработок, переработки термореактора, карбюратора, добавления теплообменника в выхлопную систему, а также разработки каталитического конвертера и внедрение новой системы зажигания, Mazda сумела добиться снижения потребления топлива на целых 40%.

В 1978 году на рынок был выпущен спортивный автомобиль Mazda RX-7, оснащенный доработанным двухсекционным роторно-поршневым двигателем Ванкеля. RX-7 пришла на долгих 24 года и вытеснила почти всех своих роторных предшественниц. Mazda RX-7 выдержала переиздания в четырех поколениях: с 1978 по 1985, с 1985 по 1991, с 1992 по 1999 и четвёртое поколение — с 1999 по 2002 годы. Ликвидация основных слабых мест «ванкеля» сделала более заметным его главное преимущество — великолепные динамические характеристики. На низкой передаче можно было без особой нагрузки на двигатель разогнаться до 100 км/ч при высоких оборотах. Да и сама конструкция, за счёт отсутствия механизма преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, способна выдержать большие обороты, чем традиционные двигатели внутреннего сгорания.

RX-7 впоследствии еще не раз удивляла динамическими решениями. Так, автомобили третьего поколения, представленные в 1991 году, оснащались турбированным двигателем мощностью 255 л. с. и сразу двумя турбонагнетателемя. Один из которых начинал работу сразу, а второй присоединялся при 4500 оборотах.

Вышедшая в серию в 2003 году преемница «семерки» – Mazda RX-8 станет объектом внимания нашего сайта лишь лет через десять. Но уже сейчас очевидно, что и она не стала проходной моделью, и со временем займет своё место в гараже классических автомобилистов.

РОТОРНЫЙ ВАЗ

Любопытно, что роторный двигатель нашел своё применение и в довольно консервативной советской промышленности. В 1976 году был создан первый волжский односекционный роторно-поршневой двигатель ВАЗ-311 мощностью 65 л.с. Через пять лет была выпущена опытная партия в 50 роторных автомобилей ВАЗ-21018. Правда, внешне похожий на японский двигатель, надежностью не отличался, и вскоре все двигатели на той партии сменили на серийные поршневые. Но советские «органы» заинтересовали динамические характеристики роторных движков. И из двух двигателей ВАЗ-311 был сделан двухсекционный роторно-поршневой «ванкель» мощностью 120 л.с. Его ставили на спецсерию ВАЗ-21019. Кроме роторной «единички» на АвтоВАЗе также выпускались малые партии ВАЗ-2105, -2107, -2108, -2109, -21099, оснащенные «ванкелями».

Мелкосерийный автомобиль ВАЗ-21059 для спецслужб СССР с роторным двигателем

Автомобиль ВАЗ-2105 всем нам хорошо знаком, но мало кто знает о существовании такой редкой модификации как ВАЗ-21059. Модель ВАЗ-21059 выпускалась специально для спец служб СССР (ГАИ, КГБ, МВД). Изюминкой ВАЗ-21059 является установленный в автомобиль роторный мотор ВАЗ-4132.

Двух секционный роторный двигатель ВАЗ-4132 объемом 1.3 литра, мощностью 140 лошадиных сил, способен разогнать автомобиль до ста километров в час приблизительно за 9 секунд. Хочу отметить, что характеристики двигателя ВАЗ-4132 намного превосходят характеристики поршневого двигателя ВАЗ-2106 объемом 1.6 литров и мощностью около 72 лошадиных сил. В то время среди многих автовладельцев «классики» бытовало такое мнение, что двигатель ВАЗ-2106 — это самый мощный мотор, устанавливаемый в «Жигули». Однако на службе в правоохранительных органах находились автомобили ВАЗ-21059 способные развенчать этот миф.

Выпуск ВАЗ-21059 был мелкосерийный, для гражданских лиц в продажу не поступал.

Вот так выглядит роторный мотор под капотом автомобиля ВАЗ-21059.

Кроме плюсов, роторный двигатель ВАЗ-4132 имеет так же ряд существенных минусов. В первую очередь это связанно с тем, что мото-ресурс у роторного двигателя намного меньше, чем у поршневого ДВС. Расход топлива у двигателя ВАЗ-4132 выше примерно в два раза чем, к примеру, у двигателя ВАЗ-2106. В процессе эксплуатации автомобиля с роторным мотором нужно постоянно следить за уровнем масла в двигателе, так как его большой расход считается нормой. И самый огромный минус у роторного двигателя — это его сложность в ремонте. Отсутствие запчастей в магазинах и различных приспособлений для ремонта в автосервисах делают роторный двигатель неремонтопригодным.

Двухсекционный роторный двигатель в паре с механической коробкой передач.

Роторный двигатель ВАЗ-4132 имеет две секции, по две свечи зажигания на одну секцию, где происходит сгорание топлива. В каждой из секций установлен трехгранный ротор, который «играет» роль поршня. В роторном четырехтактном моторе отсутствуют клапана газораспределительного механизма. В виде топлива может использоваться бензин марки АИ-76 или АИ-92.

Принцип работы роторного двигателя

ВАЗ-21059 был не единственной мелкосерийной моделью «АвтоВаза», на которую устанавливали роторный двигатель, попыток было много, но все они не имели массового серийного производства. По моему мнению, из-за имеющихся минусов, описанных выше, роторный двигатель в наше время не рентабелен. Почти все документы, касающиеся автомобилей для спец служб, комплектовавшихся роторно-поршневым двигателем, на сегодняшний день засекречены.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector