Главная страница Контакты Карта сайта Поиск по сайту:
Barque.ru
 
  • Судостроение
  • Моторы
  • Проекты
  • Спорт
  • Консультации
  • Кругозор
  • Истории
  • Главная / Судостроение / Технологии / 1986 год / Есть ли будущее у роторно-поршневых двигателей?
    Подкатегории раздела
    Парусные суда Моторные суда Технологии Экранопланы


    Поделитесь информацией


    Похожие статьи
    Кинематика поршневых двигателей XXI века
    Теория работы роторно-поршневых машин
    Анализ требований к глушителям гоночных двигателей
    Охлаждение автомобильных конвертированных двигателей
    Пути снижения токсичности двигателей
    Ремонт прокладки головки двигателей
    Прогрессивные системы зажигания двигателей
    Опытная партия «Жидкости для запуска двигателей»
    Уменьшении вибрации двигателей
    Воднолыжное будущее Золотого озера
    Постановление «Об увеличении выпуска катеров и двигателей»
    Есть такая должность — Вскрыватель Океанских Бутылок
    Консультирует конструктор двигателей «Луч-18» и «СМ-557Л»
    Расчет днищевых холодильников катерных двигателей


    Есть ли будущее у роторно-поршневых двигателей?

    Год: 1986. Номер журнала «Катера и Яхты»: 120 (Все статьи)
              1


    В мире продолжается настойчивый поиск таких новых по конструкции двигателей внутреннего сгорания, которые превосходили бы традиционные по экономичности, отличались меньшей металлоемкостью, шумностью, вибрацией. Одним из интересных направлений были работы по созданию роторно-поршневых двигателей, но во время энергетического кризиса 1972—1982 гг. работы над ними были приостановлены. В нашей стране самой распространенной силовой установкой моторных судов стали подвесные лодочные моторы (ПМ). Однако, несмотря на целый ряд достоинств ПМ, двухтактные двигатели по сравнению со стационарными четырехтактными потребляют большое количество топлива, имеют малый моторесурс. В полтора — два раза более экономичные четырехтактные моторы катерных двигателей применяются реже главным образом из-за большой сложности и металлоемкости. Дизельные двигатели в качестве подвесных моторов применяются еще реже. Они отличаются высокой стоимостью и еще большими весовыми показателями. Например, дизельный ПМ фирмы «Руджерини» мощностью 12,5 л.с., демонстрировавшийся на выставке "Инрыбпром-85" в Ленинграде, имеет вес 98 кг (для сравнения: ПМ «Ветерок-12» весит всего 27 кг).

    В то же время в мире уже давно достаточно известны четырехтактные двигатели, в которых простота конструкции сочетается с экономичностью. Речь идет о незаслуженно забытых роторно-поршневых двигателях Ванкеля (РПД). Еще четверть века тому назад за рубежом рекламировались ошеломляющие результаты форсировки и очень высокие удельные весовые показатели РПД. Практически все ведущие моторостроительные фирмы провели массу исследований и конструкторских проработок, выпустили большое количество опытных образцов и приступили к серийному производству РПД для автомобилей, мотоциклов, минитракторов, а также для подвесных лодочных моторов (см. «КЯ» №26) и стационарных установок. Авиамоторные предприятия разработали ряд мощных РПД, соизмеримых по весу с газотурбинными установками, но превосходящих их по экономичности (см. табл.).


    Информация об изображенииРис. 1. Двухсекционный роторный двигатель «ВАЗ-411»
    Рис. 1. Двухсекционный роторный двигатель «ВАЗ-411»
     
    Ослабление интереса к этому типу двигателей, отличавшихся несколько увеличенным расходом топлива по сравнению с самыми совершенными четырехтактными двигателями, произошло во время последнего топливно-энергетического кризиса, который захлестнул ведущие капиталистические страны. Это сыграло свою трагическую роль: от РПД полностью отказались европейские автомобилестроители и некоторые американские фирмы, например «Фордкор-порейшн». Они официально объявили об отказе от дальнейших исследований по РПД и распродали принадлежавшие им патенты. Лишь японская фирма «Мазда-Мотор-корпорейшн» продолжала выпускать автомобиль «Мазда» с роторными двигателями.

    Однако несомненные преимущества РПД, конструкторско-технологические успехи в доводке двигателя, а также некоторое ослабление в 1983—1984 гг. топливно-энергетического кризиса побудили некоторые фирмы вновь продолжить работы по РПД. В настоящее время наибольшее внимание проблемам РПД уделяют фирмы «Кертис-Райт», «Джон Дир» и, разумеется, «Мазда-Мотор-корпорейшн». В СССР наибольших успехов добилось объединение «АвтоВАЗ», выпустившее партию автомобилей с роторными двигателями «ВАЗ-311».


    Напомним читателю основные конструктивные особенности, схему и принцип работы роторно-поршневого двигателя.

    Информация об изображенииРис. 2. Конструктивная схема РПД
    Рис. 2. Конструктивная схема РПД
     
    Основными деталями двигателя Ванкеля (рис. 2, 3) являются вал 1 с эксцентриком, на котором может вращаться трехгранный ротор 2, выполняющий функции поршня, и корпус 3 с внутренней рабочей поверхностью в виде цилиндрической эпитрохоиды. Ротор 2 может вращаться на эксцентрике вала, только обкатываясь своей шестерней с внутренним зубом по неподвижной шестерне 4, закрепленной на боковой крышке 5.

    При вращении все три вершины ротора постоянно касаются поверхности корпуса, образуя три отдельные седловидные камеры. Эти камеры, перемещаясь по периметру рабочей поверхности корпуса при сложном вращательном движении ротора, периодически изменяют свой объем — они изменяют его четыре раза за один оборот ротора. Благодаря этому осуществляется работа двигателя по четырехтактному циклу. Циклы рабочего процесса происходят одновременно во всех трех камерах, но, естественно, со сдвигом 120°.

    Уплотнение газового стыка между ротором 2 и рабочей поверхностью корпуса 3 производится плоскими радиальными пластинами 6, а торцевое уплотнение достигается тремя слегка изогнутыми пластинами 7. Пластины прижимаются к уплотняемым поверхностям плоскими пружинами-эспандерами давлением газов, а радиальные уплотнения — также и центробежными силами.

    На рис. 4 схематично изображены все процессы — такты работы, происходящие в трех камерах за один оборот эксцентрикового вала.

    Информация об изображенииРис. 3. Основные детали РПД
    Рис. 3. Основные детали РПД
     
    На схеме показано, что один рабочий ход приходится на один оборот эксцентрикового вала, как у двухтактного двигателя, но ротор за это время повернется только на 120 , т. е. обороты ротора будут в три раза меньше оборотов вала. Поэтому у РПД существенно уменьшены инерционные силы и вибрация. Отсутствие деталей, совершающих возвратно-поступательные движения (шатунов, поршней, деталей газораспределения), делает двигатель более уравновешенным и надежным.

    Однороторный (односекционный) РПД по сложности и количеству деталей можно сравнить с двухцилиндровыми традиционными ДВС. У РПД количество основных деталей не больше, чем у двухтактного двигателя аналогичной мощности, и в то же время его детали конструктивно проще и надежнее, за исключением непривычной рабочей поверхности корпуса. Однако изготовить эту поверхность сложно только на универсальном оборудовании или в домашних условиях. При использовании современного специализированного оборудования изготовление данной поверхности не вызовет технических затруднений и окупится даже при выпуске малой серии двигателей. Остальные узлы и детали систем питания, зажигания, охлаждения, выпуска отработавших газов или пускового механизма функционально однотипны и могут не иметь принципиальных различий. Например, на всех типах двигателей может быть использован либо традиционный карбюратор, применяющийся на наших ПМ, либо беспоплавковый, с уменьшенными утечками, предназначенный для тракторных пусковых двигателей или бензомоторных пил. Может быть применена и система впрыска бензина, используемая на автомобильных двигателях или зарубежных ПМ большой мощности.


    Зарубежными фирмами, а также «Авто-ВАЗом» накоплен богатый опыт проектирования, изготовления и доводки РПД, поэтому конструкторско-технологические вопросы выбора системы смазки и охлаждения, конструкции и износостойкости уплотнительных пластин и рабочих поверхностей корпуса, способа охлаждения ротора, расположения впускных и выпускных окон и свечей зажигания, а также другие проблемы разрешены на высоком техническом уровне. Это позволяет снова рекомендовать РПД для широкого использования в качестве силового агрегата.

    Информация об изображенииРис. 4. Схема работы РПД
    Рис. 4. Схема работы РПД
     
    У различных двигателей РПД топливная экономичность колеблется в широких пределах. В среднем она несколько хуже парадных показателей современных традиционных двигателей, работающих на высокооктановом бензине. Опыт доводки РПД "ВАЗ-311" показал возможность получения одинаковых показателей по сравнению с двигателем одинаковой мощности «ВАЗ-21011» (N = 69÷70 л. с.). Минимальный удельный расход РПД составил 215 г/п.с./ч, что даже несколько лучше, чем у «ВАЗ-21011».

    Резервом повышения экономичности может стать система впрыска топлива, широко применяемая за рубежом на автомобильных двигателях и катерных двигателях повышенной мощности.

    Роторно-поршневые двигатели легче традиционных четырехтактных ДВС в среднем на 15—20%. Например, отечественный РПД "ВАЗ-311" мощностью 70 л.с. легче двигателя автомобиля «ВАЗ-21011» мощностью 69 л.с. на 18%. Резервом уменьшения веса РПД явилось бы также применение специально спроектированных неавтомобильных узлов и агрегатов: сцепления, карбюратора с фильтром, генератора, стартера, водяного насоса и пи специального вентилятора и др. Кроме того, РПД обладает лучшими тяговыми характеристиками, меньшей чувствительностью к изменению октанового числа бензина и повышенным КПД.


    В настоящее время, в условиях необходимости бережливого отношения к топливно-энергетическим ресурсам, настало время оценить простоту и экономичность РПД и сравнить их с широко выпускаемыми в нашей стране двухтактными двигателями, имеющими, как известно, минимальный удельный расход от 330—450 г/л.с./ч в зависимости от назначения. Выпуск этих двигателей для мопедов и мотоциклов составляет около миллиона штук в год; кроме того, изготовляется несколько сот тысяч двигателей для пусковых двигателей тракторов, бензомоторных пил и насосов, мотоблоков минитракторов, зарядных станций, а также несколько десятков тысяч ПМ.

    Налицо явный парадокс: существует достаточно отработанная конструкция двигателя, соизмеримая по трудоемкости с двухтактным, а по топливной экономичности — с четырехтактным двигателем, однако предприятия автомобильной, тракторной и авиационной промышленности (основного изготовителя лодочных моторов по комплексному плану выпуска товаров народного потребления) продолжают выпускать миллионы морально устаревших неэкономичных двигателей. Представитель одного из министерств инженер А. С. Шеламов, в своем интервью в «КЯ» №98, посетовав на падение спроса ПМ из-за их технического несовершенства, заявил, что выпуск четырехтактных двигателей даже не планируется...

    Вероятно, организациям, заинтересованным в уменьшении перерасхода нескольких сот тысяч тонн бензина в год, давно пора решиться поднять технический уровень выпускаемых двигателей для нужд народного хозяйства и народного потребления, не дожидаясь, пока за рубежом начнется новый виток массового выпуска усовершенствованных РПД. (К слову сказать, в 1984 г. фирмой "Мазда-Мотор-К" выпущено 400 тыс. автомобилей марки "Мазда РХ-7", специально спроектированных под РПД, позволивший повысить гарантийный пробег автомобиля до 160 тыс. км.)

    Что же касается отечественных ПМ, то началом работ по применению для них РПД нужно считать разработку типажа двигателей без пробелов, существующих ныне в ряду мощностей выпускаемых моторов между "Салютом" и "Ветерком-8", а также "Ветерком-8" и "Вихрем-30".

    В заключение хотелось бы обратить внимание на то, что каждое очередное ограничение районов плавания для моторных судов базируется обычно на неквалифицированном подсчете гипотетического количества сжигаемого за год топлива на ограниченной акватории. Поэтому уменьшение удельного расхода топлива двигателями моторных судов несомненно окажет положительное влияние на расширение возможностей водно-моторного туризма, спорта и отдыха с минимальным ущербом для природы.


    Понравилась ли вам эта статья?
    +4

    ПРЕДЫДУЩИЕ СТАТЬИ
    Расчет характеристик глиссирования плоско-килеватых корпусов
    Практическое применение парусов на транспортном флоте
    Установка стационарного двигателя с водометом вместо ПМ
    Вакуумное формование стеклопластиковых оболочек
    Аммиак — дешевое малотоксичное горючее
    Вспомогательное парусное вооружение для катеров
    Какой должна быть лодка из легких сплавов
    Эволюция обводов крейсерско-гоночных яхт
    Секреты успеха гоночных водных скутеров
    Работа дизеля на эмульсии из воды и мазута
    Новое поколение спасательных шлюпок
    Всегда ли хорош плавниковый киль?
    Как рассчитать оптимальный водомет
    Выбор, проверка и устранение деффектов парусов
    Вибрационно-резонансный метод оценки жесткости мачт

    ТЕКУЩАЯ СТАТЬЯ
    Есть ли будущее у роторно-поршневых двигателей?

    СЛЕДУЮЩИЕ СТАТЬИ
    Исправление дефектов парусов
    Новые технологии материалов из дерева
    Снижение бокового усилия мотора при полностью погруженном гребном винте
    Совершенствование свинцовых аккумуляторов
    Методы снижения усилия на руле при частично погруженном винте
    Попытка создания двигателя внутреннего сгорания без недостатков
    Многокорпусный парусник с наклонным парусом
    Скорость хода и мощность двигателя катера на подводных крыльях
    Перспективы повышения экономичности моторных лодок
    Об использовании армоцемента в отечественном яхтостроении
    Как снять теоретический чертеж с натуры
    Как применять эпоксидные и полиэфирные клеи
    Использование энергии волн для движения судов
    Перспективы развития двигателей внутреннего сгорания
    Новый вариант обводов быстроходного катера


    Ссылка на эту статью в различных форматах
    HTMLTextBB Code

    Комментарии к этой статье


    Николай
    26.04.2018
    12:05
    Есть ли будущее у роторно-поршневых двигателей? Конечно, есть! Рано сдавать в утиль этот уникальный механизм гениального немецкого изобретателя. Есть в конструкции некоторые упущения, которые не смогли "разглядеть" даже японские инженеры и изобретатели. Причина, на мой взгляд, в недопонимании сущности работы механизма РПД. Мной разработаны несколько новых идей, которые, уверен, заставят потребителей, производителей вновь обратить свои взоры на красивое, гениально творение Феликса Ванкеля! К сожалению, в России созданы жуткие условия для творческой, изобретательской деятельности. У нас легче изобрести, но невозможно реализовать изобретение!
    ответить цитировать



    Сколько будет 36 + 19 =

           



    Barque.ru © 2013 | Контакты | Карта сайта
    Судостроение: Парусные суда Моторные суда Технологии Экранопланы
    Моторы: Описание моторов Устройство моторов Самодельные моторы Тюнинг моторов Обслуживание моторов Дистанционное управление
    Проекты: Парусные яхты Парусные катамараны Парусные тримараны Моторные лодки Катера Туристические суда Рыболовные суда Виндсерфинги и лыжи Прицепы и трейлеры Прочие проекты
    Спорт: Новости спорта Парусные соревнования Водномоторный спорт Воднолыжный спорт Виндсерфинг Буерные соревнования Соревнования туристов
    Консультации: Полезные устройства Полезные советы Улучшение судов Улучшение моторов Опыт эксплуатации Техника плавания Разбор аварий Рыболовам
    Кругозор: Новые суда и устройства Интересные события Интересные факты Интервью Карты и маршруты Официальные данные Проблемы малого флота Яхт-клубы и стоянки Письма в редакцию
    Истории: Путешествия Туристические походы Знаменитые корабли Военная страничка Литературная страничка История флота Прочие истории