Автомобілі з роторним двигуном – у чому їхня перевага?
Зміст
Зазвичай «серце» машини є цилидро-поршневою системою, тобто засноване на зворотно-поступальному русі, проте є й інший варіант – автомобілі з роторним двигуном.
Автомобілі з роторним двигуном – головна відмінність
Основна складність у роботі ДВС з класичними циліндрами – перетворення зворотно-поступального руху поршнів у крутний момент, без якого колеса не будуть обертатися.. Саме тому з того моменту, як був створений перший двигун внутрішнього згоряння, вчені і механіки-самоучки ламали голови над тим, як зробити мотор з вузлами, що виключно обертаються. Вдалося це німецькому техніку-самородку Ванкелю.
Перші ескізи були ним розроблені 1927 року, після закінчення вищої школи. Надалі механік купив невелику майстерню і впритул зайнявся своєю ідеєю. Підсумком багаторічної роботи стала робоча модель роторного ДВС, створена спільно з інженером Вальтер Фройде. Механізм виявився схожим на електромотор, тобто його основою став вал з тригранним ротором, дуже схожим на трикутник Рело, який був укладений в камеру овальної форми. Кути упираються в стінки, створюючи з ними герметичний рухомий контакт.
Порожнина статора (корпусу) ділиться осердям на відповідне числу його сторін кількість камер, причому за один оборот ротора відпрацьовуються три основні такти: упорскування палива, займання, викид відпрацьованих газів. Насправді їх, звичайно, 5, але два проміжні, стиснення палива та розширення газів, можна не брати до уваги. За один повний цикл відбувається 3 обороти валу, а якщо врахувати, що зазвичай встановлюються два ротори в протифазі, автомобілі з роторним двигуном мають потужність в 3 рази більше, ніж класичні циліндро-поршневі системи.
Наскільки популярним є роторний дизельний двигун?
Першими машинами, на яких було встановлено ДВС Ванкеля, стали легковики NSU Spider 1964 року випуску потужністю 54 к.с., що дозволяло розганяти транспортні засоби до 150 км/год. Далі, в 1967 році, був створений стендовий варіант седана NSU Ro-80, красивий і навіть елегантний, з навуженим капотом і дещо вищим багажником. У серійне виробництво він так і не вийшов. Втім, саме цей автомобіль підштовхнув багато компаній купувати ліцензії на роторний дизельний двигун. До них увійшли Toyota, Citroen, GM, Mazda. Ніде новинка не прижилася. Чому? Тому причиною були її серйозні недоліки.
Камера, що утворюється стінками статора і ротора, значно перевищує об'єм класичного циліндра, паливно-повітряна суміш виходить нерівномірною.. Через що навіть із застосуванням синхронного розряду двох свічок не забезпечується повне згоряння палива. Як наслідок – ДВС неекономічний та неекологічний. Саме тому, коли вибухнула паливна криза, NSU, яка зробила ставку на роторні двигуни, була змушена злитися з Volkswagen, де від «ванкелів», що дискредитували себе, відмовилися.
Компанією Mercedes-Benz було випущено лише два автомобілі з ротором – С111 першого (280 к.с., 257.5 км/год, 100 км/год за 5 сек) та другого (350 к.с., 300 км/год, 100 км /год за 4.8 сек) покоління. Компанія Chevrolet також випустила дві пробні машини Corvette, з двосекційним двигуном на 266 к.с. і з чотирисекційним на 390 к.с., але все обмежилося їхньою демонстрацією. За 2 роки, починаючи з 1974, компанією Citroen були випущені з конвеєра 874 автомобіля Citroen GS Birotor потужністю 107 к.с., потім їх відкликали для ліквідації, проте близько 200 так і залишилися у автолюбителів. Отже, є можливість зустріти їх сьогодні на дорогах Німеччини, Данії чи Швейцарії, якщо, звичайно, їхнім власникам дався капітальний ремонт роторного двигуна.
Найбільш стабільне виробництво змогла налагодити компанія Mazda, з 1967 по 1972 роки було випущено 1519 автомобілів Cosmo, втілені в двох серіях по 343 і 1176 машин. За той же період було випущено масове виробництво купе Luce R130. Ванкелі почали ставити на всі без винятку моделі Mazda з 1970 року, в тому числі і на автобус Parkway Rotary 26, що розвиває швидкість до 120 км/год при масі 2835 кг. Приблизно водночас почалося виробництво роторних двигунів у СРСР, щоправда, без ліцензії, отже, до всього доходили своїм розумом з прикладу розібраного «ванкелю» з NSU Ro-80.
Розробка здійснювалася на заводі ВАЗ. У 1976 році було якісно змінено двигун Ваз-311, а через шість років масово почала випускатися марка Ваз-21018 з ротором потужністю 70 к.с. Щоправда, на всій серії невдовзі було встановлено поршневий ДВС, оскільки всі «ванкелі» зламалися під час обкатування, і знадобилася заміна роторного двигуна. З 1983 року з конвеєра стали з'їжджати моделі Ваз-411 та Ваз-413 на 120 та 140 к.с. відповідно. Ними були оснащені загони ДАІ, МВС та КДБ. В даний час роторами займається виключно компанія Mazda.
Чи можливий ремонт роторного двигуна своїми руками?
Самостійно щось зробити із ДВС Ванкеля досить складно. Найбільш доступна дія – заміна свічок. На перших моделях вони були вмонтовані у нерухомий вал, навколо якого обертався не тільки ротор, але і сам корпус. Надалі, навпаки, статор зробили нерухомим, встановивши в стінці 2 свічки навпроти клапанів упорскування палива і випуску відпрацьованих газів. Будь-які інші ремонтні роботи, якщо ви звикли до класичних поршневих ДВЗ, практично неможливі.
У двигуні Ванкеля деталей на 40% менше, ніж у стандартному ДВЗ, робота якого заснована на ЦПГ (циліндро-поршневій групі).
Опорні вкладки валу змінюються в тому випадку, якщо почала переглядати мідь, для цього знімаємо шестірні, здійснюємо заміну і знову напресовуємо зубчасті колеса. Потім оглядаємо сальники і, якщо потрібно, міняємо їх теж. Здійснюючи ремонт роторного двигуна своїми руками, будьте уважні при знятті та встановленні пружин маслознімних кілець, передні та задні розрізняються за формою. Торцеві пластини теж за необхідності піддаються заміні, причому встановлювати їх потрібно згідно з літерним маркуванням.
Кутові ущільнення в першу чергу монтуються з передньої сторони ротора, бажано їх садити на зелене мастило кастролівське, щоб зафіксувати на час складання механізму. Після встановлення валу ставляться тильні кутові ущільнення. Накладаючи на статор прокладки, змастіть герметиком. Апеки із пружинами у кутові ущільнювачі вставляються вже після того, як ротор поміщений у корпус статора. В останню чергу змащуються герметиком прокладки передньої та задньої секцій перед кріпленням кришок.
