Какво е ротационен двигател: характеристики, предимства и недостатъци на двигателите

През годините, паралелно с производството на автомобилите се развиват и усъвършенстват и двигателите с вътрешно горене. Някой от тях са успели да се наложат, докато други, въпреки обещаващото си начало не намират широко приложение. С един такъв революционен, но неусял да се наложи масово при автомобилите двигател искаме да ви запознаем днес.

Какво е ротационен двигател: характеристики, предимства и недостатъци на двигателите 2

РОТАЦИОНЕН ДВИГАТЕЛ - КАКВО Е ТОВА?

Ротационният или Ванкел двигател е тип ДВГ, който не използва бутала, а въртящ се ротор. Този ротор има триъгълна форма и произвежда три импулса на горене на оборот в блок с овална форма.

Поради въртенето на ротора и нестандартната конструкция на блока, изходният вал в ротационния двигател се върти няколко пъти по-бързо от традиционния двигател с бутала.

КРАТКА ИСТОРИЯ НА РОТАЦИОННИЯ ДВИГАТЕЛ

Създаден е от двама немски инженери - Феликс Ванкел и Валтер Фройд, но носи името само на Ванкел. Предполагаме, че Ванкел получава признание за двигателя, тъй като негова е първата разработка и той първи е получил лиценз за изобретението си още през 1929 година.

След края на ВСВ, Ванкел започва работа в едно от най-популярните за времето си немски предприятия - NSU, а там интерес към неговата разработка проявява Валтер Фройд - гениален дизайнер на състезателни мотоциклети.

Двамата започват съвместна работа по изработването на първия прототип на революционния двигател и на 01.02.1957 година с него вече е оборудван новия модел мотоциклет на NSU - DKM - 54. Първоначално двигателят работи на метанолово гориво, но до края на годината е преработен на бензин.

Първият автомобил оборудван с Wankel двигател излиза през 1957 година. Това е NSU - Spider (спортен модел), който развива скорост до 150 км/ч. Моделът се предлага от 1964 до 1967 година.

През следващите години с ротационни двигатели са оборудвани следните модели :

Citroen (GS Birotor)
Chevrolet (Corvette)
Mercedes - Benz (C111) и други.

За съжаление няколко години по-късно повечето производители се отказват да използват този тип мотори за своите модели превозни средства. Единственият производител, който въвежда масово ротационните двигатели в производството на своите автомобили е Mazda, която от 1964 до 2012 оборудва няколко свои модела с подобен тип двигатели.

От японската компания наскоро обявиха, че продължават да експериментират с този двигател, като целта им е да го използват заедно с електрически двигател, като “удължител” на обхвата за своите хибридни автомобили.

Какво е ротационен двигател: характеристики, предимства и недостатъци на двигателите 3

УСТРОЙСТВО И ХАРАКТЕРИСТИКИ НА РОТАЦИОННИЯ ДВИГАТЕЛ

На пръв поглед този тип автомобилни мотори изглеждат доста сложно устроени, но истината е, че се състоят от по-малко елементи в сравнение с буталните двигатели.

Основни компоненти

Ротор

Този елемент представлява тристранен компонент с леко вдлъбнати страни, които са проектирани да осигурят газонепроницаемо уплътнение, когато се притискат към страната на корпуса.

На всяка от повърхностите му има входящ отвор или джоб, което позволява по-голям обем газ да влезе вътре в корпуса. По този начин ще се увеличи ефективно степента на изместване на двигателя.

Роторът се върти на няколко зъбни колела, които са прикрепени към вал, който пък е разположен в центъра на корпуса.

Корпус

Това е основното тяло на този тип двигател. Той има овална, леко яйцевидна форма, която е проектирана специално по този начин, за да увеличи максимално изместването на двигателя, като същевременно с това да позволи на ротора да се върти без проблем.

Докато роторът се върти в корпуса, всеки от джобовете му преминава през четирите секции на горивния цикъл - от всмукване до компресия и от изгаряне до изпускане.

Изходящ вал

Този елемент предава енергията, генерирана от компресията и изгарянето към задвижващата система. Това от своя страна осигурява необходимата мощност, за да може колелата да се задвижат.

Какво е ротационен двигател: характеристики, предимства и недостатъци на двигателите 4

КОИ СА ПРЕДИМСТВАТА И МИНУСИТЕ НА РОТАЦИОННИТЕ ДВИГАТЕЛИ?

Като плюсове можем да посочим

Простота

Един от големите плюсове на този тип двигател е простота на изпълнението му. Както вече стана ясно, той се състои от много по-малко части в сравнение с буталния тип, а това на практика означава по-малко разходи за производството му. Тъй като се състои от по-малко компоненти, теглото му също е по-малко.

Работи тихо и с минимални вибрации

Благодарение на своето революционно движение, ротационният автомобилен мотор работи с много по-малки вибрации в сравнение с буталния тип. Това позволява да бъде настроен да работи при по-високи обороти в минута, като по този начин може да произвежда повече мощност.

“Имунизиран” срещу тотален отказ

Друго предимство на двигателя с ротация е, че в случай на повреда ще загуби мощност, но няма да спре да работи, както се случва с буталния тип. Това е и една от основните причини, поради които немалко модели самолети са оборудвани тъкмо с ротационни двигатели.

Като минуси можем да посочим

Кратък живот

В сравнение с буталния двигател, ротационния има доста по-малък живот. Това се дължи както на по-малките му размери, така и на по-бързото износване на уплътненията и амортизацията на материала. Обикновено ресурсът на този вид двигатели е 100 - 150 000 км, след което се налага основен ремонт на силовия агрегат.

Голям разход на масло

Тъй като на практика двигателят няма система за смазване, а от ротора към корпуса се прехвърля определено количество моторно масло, разходите му са доста високи (около 1 л на 1000 км).

Склонност към прегряване

Поради специфичната конструкция на камерата, ротационният тип мотор прегрява често. Все пак имайте предвид, че горивната смес изгаря и се превръща в енергия, която не може да се използва напълно ефективно.

Това означава, че излишъкът ѝ загрява цилиндъра, което в крайна сметка води до по-голямо нагряване и по-бърза амортизация и износване на материала.

Високи разходи на гориво при ниски обороти

Един от най-големите минуси на Wankel двигателите е доста високия разход на гориво, който при някой модели достига до 20 л на 100 км пробег. Това е и една от главните причини, поради които ротационния двигател в крайна сметка не успява да се наложи на автомобилния пазар.

По-труден ремонт

Въпреки опростения си дизайн се ремонтират много по-трудно, тъй като са доста по-редки и специалисти почти липсват. А ако има такива, цената на ремонта на такъв тип двигател е доста висока.

КЪДЕ НАМИРАТ ПРИЛОЖЕНИЕ РОТАЦИОННИТЕ ДВИГАТЕЛИ?

Към този момент с подобни двигатели, както вече споменахме са оборудвани самолетите, тъй като в случай на отказ на двигателя пилотите могат да приземят безопасно самолета.

Ротационни двигатели се използват и при състезателните и спортните автомобили и най-вече в спортната серия на Mazda - RX. Японците оборудват спортните си серии автомобили с този тип двигатели, заради способността им да работят при по-високи обороти и да произвеждат повече мощност за по-кратка продължителност.

Макар, че Ванкел двигателите все още нямат широко приложение при леките автомобили, те се използват доста успешно при картинг автомобили, малки плавателни съдове, мотоциклети, моторни верижни триони, газови генератори и други.