Принцип действия роторно-поршневого двигателя

За время более чем столетнего существования автомобиля предлагались сотни вариантов двигателей, но достойной замены поршневому ДВС не нашлось. Единственной альтернативой, достигшей применения на серийных автомобилях, является роторно-поршневой двигатель, или, как еще его называют по имени изобретателя — двигатель Ванкеля. Этот двигатель был впервые применен на автомобилях фирмы NSU, которая впоследствии вошла в группу компаний Volkswagen. Сейчас двигатели Ванкеля устанавливаются на некоторые автомобили компании Mazda. В частности, роторно-поршневому двигателю Mazda Renesis Rotary для спортивного автомобиля RX-8 была присуждена награда «Лучший новый двигатель 2003 года».

Роторно-поршневой двигатель работает по четырехтактному циклу, как и обычный поршневой ДВС (рис. 2.5). Вместо поршня в этом двигателе применяется вращающийся ротор специальной формы, имеющий название «дельтроид».

Ротор вращается внутри корпуса двигателя, который называется статором и имеет сложную геометрическую форму. Ротор связан зубчатой передачей с корпусом двигателя, а за счет эксцентрикового вала, может совершать планетарное перемещение внутри статора, при этом все три вершины ротора постоянно соприкасаются с внутренней поверхностью статора. При этом между ротором и статором образуются три полости переменного объема, в которых можно осуществить четырехтактный цикл. В корпусе двигателя выполнены каналы для прохода охлаждающей жидкости, а также для подачи воздуха, топлива и выпуска отработавших газов. Воспламенение топливно-воздушной смеси осуществляется с помощью свечей зажигания. Увеличение мощности таких двигателей достигается с применением нескольких роторов в одном двигателе.

Роторно-поршневые ДВС более легкие и компактные по сравнению с поршневыми двигателями и отличаются более высокой максимальной частотой вращения. Долгое время слабым местом этих двигателей были уплотнения вершин ротора, имевшие низкую долговечность, но со временем компания Mazda решила эту проблему. Однако большая площадь рабочих поверхностей ротора и статора и несовершенная форма камеры сгорания приводят к существенным потерям тепла, а это отрицательно сказывается на показателях двигателя. Поэтому двигатели Ванкеля по сравнению с поршневыми двигателями менее экономичны и более токсичны.

"Основы конструкции автомобиля" 2005 г.