Роторний двигун. Історія винаходу та виробництва

Безкоштовна технічна бібліотека

ІСТОРІЯ ТЕХНІКИ, ТЕХНОЛОГІЇ, ПРЕДМЕТІВ НАВКОЛО НАС
Безкоштовна бібліотека / Довідник / Історія техніки, технології, предметів довкола нас

Роторний двигун. Історія винаходу та виробництва

Історія техніки, технології, предметів довкола нас

Довідник / Історія техніки, технології, предметів довкола нас

Коментарі до статті

Роторний двигун внутрішнього згоряння (ДВС) - тепловий двигун, у якому головний рухомий робочий елемент двигуна - ротор, здійснює обертальний рух.

Двигуни повинні давати на виході обертальний рух головного валу. І саме цим роторні ДВЗ вигідно відрізняються від найпоширеніших сьогодні поршневих ДВЗ, в яких головний рухомий робочий елемент - поршень, що здійснює зворотно-поступальні рухи. У роторних моторах, де головний робочий елемент і так обертається, не потрібні додаткові механізми для отримання обертального руху. А ось у поршневих моторах доводиться застосовувати громіздкі та складні кривошипно-шатунні механізми для перетворення зворотно-поступального руху поршня у обертальний рух колінчастого валу.

роторний двигун
Схема роботи роторного двигуна

Перший у світі серійний автомобіль із роторно-поршневим двигуном (РПД) вийшов із воріт західнонімецької компанії NSU у 1964 році. Але ще за три роки до цієї події Мінавтопром та Міноборони СРСР поставили перед галузевими науково-дослідними інститутами завдання створення вітчизняного РПД. І не лише поставили, а й допомогли докладними кресленнями. Якщо остаточно бути точним, то документацією постачали не міністерства, а ГРУ. Оскільки у самого Ванкеля патенти не купували – не було прийнято.

Перший роторний двигун, що працює, був представлений в 1957 році на конференції Товариства німецьких інженерів (VDI) Феліксом Ванкелем і Вальтером Фройде. Ванкель за своє життя перепробував безліч професій: від учня наборника у видавництві наукової літератури до молодшого продавця, - але так і не спромігся здобути вищу освіту. Зрештою, він зупинився на винаході механічних пристроїв.

Виготовлення роторних насосів та компресорів перемежувалося з тюремними відсидками: спочатку за критику фінансових зловживань нацистської регіональної верхівки, а потім за співпрацю з тими самими нацистами (у роки Другої світової війни Ванкель успішно вирішував питання ущільнювачів для німецьких торпед та авіадвигунів). Вийшовши на волю 1946 року, винахідник відновив свою лабораторію в Лін дау, на березі Боденського озера (її знищили 1945 року французькі війська), і відновив роботи з двигуна.

Через п'ять років Ванкелю вдалося зацікавити своїм проектом німецьку компанію NSU. З кожним роком його двигуни працювали все довше і довше: якщо в 1957 один з прототипів напрацював 2 години і розвинув потужність в 21 л. с., то через рік – 100 годин при потужності 29 л. с. Мабуть, цих параметрів виявилося достатньо, щоб у світі почалася "ванкелеманія" - ліцензії на двигун набуває спочатку корпорація Curtiss-Wright, через рік Daimler-Benz, MAN, Friedrich Krupp і Mazda.

До початку 70-х купили ліцензії практично всі моторобудівні та автомобільні гіганти світу, включаючи Rolls-Royce, Porsche, Ford, GM та багато японських компаній. Очевидні переваги РПД перед традиційними поршневими моторами (у нього в кілька разів менше деталей, що рухаються, його вага і розміри в 1,5-2 рази менше, дуже низький рівень вібрацій і відмінні динамічні характеристики), здавалося, зроблять цей двигун бестселером.

Після NSU Spyder, що вийшов у 1964 році, пішли легендарна модель NSU Ro 80 (у світі досі існує безліч клубів власників цих машин), Citroen M35 (1970), Mercedes C-111 (1969), Corvette XP (1973). Але єдиним масовим виробником роторних автомобілів стала японська Mazda, яка випускала з 1967 року часом по 23 нові моделі з РПД. Роторні двигуни ставили на катери, снігоходи та легкі літаки. Кінець ейфорії прийшов у 1973 році, у розпал нафтової кризи. Ось тут і виявився основний недолік роторних двигунів - неекономічність. За винятком Mazda, всі автовиробники згорнули роторні програми, а у японської компанії продажі по Америці скоротилися зі 104 960 проданих машин в 1973 до 61 192 - в 1974 м.

Але саме в провальному 1974 радянський уряд створює на Волзькому автозаводі спеціальне конструкторське бюро РПД (СКБ РПД) - соціалістична економіка непередбачувана. У Тольятті розпочалися роботи з будівництва цехів для серійного виробництва "ванкелів". Оскільки ВАЗ спочатку планувався як простий копіювальник західних технологій (зокрема, фіатівських), заводськими фахівцями було прийнято рішення відтворювати двигун Mazda, геть-чисто відкинувши всі десятирічні напрацювання вітчизняних двигунобудівних інститутів.

Радянські чиновники досить довго вели переговори з Феліксом Ванкелем щодо купівлі ліцензій, причому деякі з них проходили прямо в Москві. Грошей, щоправда, не знайшли і тому скористатися деякими фірмовими технологіями не вдалося. 1976 року запрацював перший волзький односекційний двигун ВАЗ-311 потужністю 65 л. с., ще п'ять років пішло на доведення конструкції, після чого було випущено дослідну партію в 50 штук роторних "одиничок" ВАЗ-21018, що миттєво розійшлися серед працівників ВАЗу. Відразу ж з'ясувалося, що двигун тільки зовні нагадував японський - сипатися він став дуже навіть по-радянському.

Керівництво заводу було змушене за півроку замінити всі двигуни на серійні поршневі, скоротити наполовину штат СКБ РПД та призупинити будівництво цехів. Порятунок вітчизняного роторного двигунобудування прийшов від спецслужб: їх не дуже цікавила витрата палива та ресурс двигуна, зате дуже динамічні характеристики. Тут же із двох двигунів ВАЗ-311 був зроблений двосекційний РПД потужністю 120 л. с., який став встановлюватись на "спецединичку" - ВАЗ-21019. Саме цієї моделі, яка отримала неофіційну назву "Аркан", ми завдячуємо незліченною кількістю байок про міліцейські "Запорожці", які наздоганяють наворочені "Мерседеси", а багато правоохоронців - орденами та медалями. До 90-х років зовні невибагливий "Аркан" справді легко наздоганяв усі машини. СКБ РПД, який ожив на спецзамовленнях, став робити двигуни для водного та автоспорту, де машини з роторними двигунами стали настільки часто завойовувати призові місця, що спортивні чиновники були змушені заборонити застосування РПД.

Фелікс Ванкель, який не має закінченої технічної освіти, під кінець життя досяг світового визнання в галузі двигунобудування та ущільнювальної техніки, завоювавши масу нагород і титулів. Його ім'ям названо вулиці та площі німецьких міст (Felix-Wankel-Strasse, Felix-Wankel-Ring). Окрім двигунів, Ванкель розробив нову концепцію швидкісних суден та самостійно побудував кілька човнів. Найцікавіше, що роторний двигун, який зробив його мільйонером і приніс йому всесвітню славу, Ванкель не любив, вважаючи його "гидким каченям". Реальні працюючі РПД були зроблені за так званою "концепцією KKM", що передбачає планетарне обертання ротора і вимагає введення зовнішніх противаг.

Неабияку роль відіграв і той факт, що цю схему запропонував не Ванкель, а інженер NSU Вальтер Фройде. Сам же Ванкель до останніх днів вважав ідеальною схему двигуна "з обертовими поршнями без частин, що нерівномірно обертаються" (Drehkolbenmasine - DKM), концептуально набагато більш красиву, але технічно складну, що вимагає, зокрема, установки свічок запалювання на обертовому роторі. Тим не менш, роторні двигуни по всьому світу пов'язують саме з ім'ям Ванкеля, оскільки всі, хто близько знав винахідника, в один голос стверджують, що без невгамовної енергії німецького інженера світ так і не побачив би цього дивовижного пристрою. Фелікс Ванкель пішов із життя у 1988 році.

Цікава історія з Mercedes 350 SL. Ванкель дуже хотів мати роторний Mercedes C-111. Але фірма Mercedes не пішла йому назустріч. Тоді винахідник взяв серійний 350 SL, викинув звідти "рідний" двигун і встановив ротор від C-111, який був легшим за 8-циліндровий на 60 кг, але розвивав істотно велику потужність (320 л. с. при 6500 об./хв). . 1972 року, коли інженерний геній закінчив роботу над своїм черговим дивом, він міг би сидіти за кермом найшвидшого на той момент "Мерседеса" SL-класу. Іронія полягала в тому, що права водія Ванкель до кінця життя так і не отримав.

Серцем РПД є тригранний опуклий ротор, що обертається усередині циліндричної порожнини статора. Контур порожнини є епітрохоїдом - кривою, яку без відриву проходять вершини трикутного ротора. Подібно до звичайного бензинового двигуна, в РПД реалізований чотиритактний цикл, який здійснюється тричі в ході повного повороту ротора.

Автор: С.Апресов

Рекомендуємо цікаві статті розділу Історія техніки, технології, предметів довкола нас:

▪ Океанська електростанція

▪ Гідротурбіни

▪ Супер клей

Дивіться інші статті розділу Історія техніки, технології, предметів довкола нас.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

ТБ B&O BeoVision Avant 4K 15.05.2014

Компанія Bang & Olufsen представила телевізор BeoVision Avant 4K преміум-класу з низкою унікальних функцій та фірмових технологій.

Панель має діагональ 55 дюймів. Як можна зрозуміти за назвою, вона відповідає формату 4K (Ultra HD): роздільна здатність становить 3840x2160 пікселів. Виробник зазначає, що телевізор здатний приглушувати відблискуючі відблиски на екрані більш ніж на 98% завдяки високоякісному покриття антивідблиску на фронтальній і тильній поверхнях двошарового армованого скла. Адаптивний режим BeoVision Avant постійно автоматично регулює зображення, але глядач може вибрати одну із спеціальних налаштувань, що дозволяють оптимізувати візуальні враження від ігор, фільмів чи мультимедійних матеріалів.

У новинці реалізовано технологію адаптивної чутливості з двома сенсорами. Основний датчик оцінює інтенсивність освітлення перед панеллю, а допоміжний - вимірює освітлення та його відтінок за екраном. На основі отриманих даних BeoVision Avant постійно виконує регулювання балансу білого для забезпечення оптимальної якості зображення з яскравими та насиченими кольорами.

На особливу увагу заслуговує високоякісна триканальна акустична система. Вона включає три спеціальні високочастотні динаміки, три середньочастотні і два потужні низькочастотні динаміки. Додатково можна підключити дві фронтальні колонки, сабвуфер та дві тильні колонки. Або BeoVision Avant може замінити дві додаткові фронтальні колонки, перерозподіливши ролі своїх власних динаміків на спеціальний правий, лівий і центральні канали.

Для телевізора є різні види підставок. Так, підлогова моторизована підставка дозволяє панелі повертатись на 90 градусів від стіни для створення оптимального кута перегляду. Настінне кріплення з електроприводом дозволяє безшумно повертати телевізор на кут до 60 градусів від свого вихідного положення. Настільна підставка дозволяє злегка нахилити панель назад, що "створює враження ширяння екрану над столом" і приховує від очей саму підставку. Телевізор вмикається під час встановлення у вертикальне положення з одночасним розкриттям колонок, розташованих під екраном.

Згадується також технологія оптимізації низьких частот. Розробник каже, що відстань від колонки до найближчої до неї стіни радикально впливає на глибину та силу вихідної потужності низьких частот. Для нейтралізації цього ефекту у разі встановлення телевізора на настінному кронштейні з електроприводом служить технологія постійного регулювання вихідної потужності низьких частот колонки відповідно до її положення щодо стіни.

Продаж BeoVision Avant 4K вже почався: ціна становить приблизно 8000 доларів США.

Інші цікаві новини:

▪ Надрукувати м'ясо у космосі

▪ Скільки у світі комп'ютерів

▪ Чи допомагає іноземна мова думати?

▪ Лампочка рятує життя

▪ Енергія з ефіру

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Ефектні фокуси та їх розгадки. Добірка статей

▪ стаття Ігри, в які грають люди. Крилатий вислів

▪ стаття Що називали танками? Детальна відповідь

▪ стаття Єгер (старший єгер). Посадова інструкція

▪ стаття План електропроводки до житлового будинку та господарської споруди. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ Стабілізатор напруги з мінімальним мінімальним падінням напруги. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт