Роторно бутален двигател

Основната характеристика на всеки ротационен бутален двигател може да се счита за използването на специален ротор (бутало), който има три лица, който се върти вътре в специален цилиндър по протежение на епитрохоида (възможни са обаче и други форми на цилиндъра). Ще се опитаме да анализираме подробно дизайна на RPD, неговите предимства и недостатъци пред други видове двигатели.

Конструктивни характеристики на двигателите с ротационно бутало Wenckel

За първи път този тип двигател е разработен през 1957 г. от двама инженери: Валтер Фройд и Феликс Ванкел. На вала е монтиран ротор, който има твърда връзка със специално зъбно колело. Това колело се зацепва със статора, който изглежда като неподвижна предавка. Диаметърът на ротора е доста голям от диаметъра на статора, което позволява на зъбното колело да се търкаля напълно около статора. Всеки връх на повърхностите на ротора се движи по епитрохоидната повърхност и разделя три постоянно променящи се обема.

Роторно бутален двигател

Този дизайн позволява извършване на действията на всичките четири хода на всеки от съществуващите двигатели с вътрешно горене, освен това без използване на механизъм, отговорен за разпределението на газа. Горивните камери са уплътнени с помощта на специални пружинни ленти и пластини, които се притискат към повърхността на цилиндъра от налягането, генерирано от газа. Тъй като ротационният бутален двигател няма ангренажен ремък, това прави дизайна му много по-опростен от всеки друг двигател. Освен това отсъствието на различни тежки елементи, като свързващи пръти и колянов вал, позволява да се направи много по-малък, като същевременно се увеличава мощността. Един оборот на такъв двигател се равнява на един цикъл, който може да се сравни с пълния оборот на двуцилиндров бутален двигател.

Подаването на гориво в горивната камера, смазването на движещите се части на двигателя, охлаждането и стартирането се извършват по същия начин, както при конвенционален двигател с вътрешно горене. Разходът на гориво може да варира от

Видео – Как работи RDP

Предимства и недостатъци на RDP

Предимства

1. На първо място, този двигател има най-ниско ниво на вибрации. Дизайнът му е абсолютно балансиран и прави шофирането в леки автомобили много по-комфортно.

2. Много високо динамично представяне. Такъв двигател позволява на превозното средство да ускорява на първа предавка до 100 километра в час, при ниско натоварване на механизмите. Двигателят поддържа обороти до 8000 об/мин за дълго време.

3. Движещите се части на машината са много леки и роторът на двигателя доставя мощност за всички четвърти на всеки оборот. Това прави възможно постигането на достатъчно висока плътност на мощността, за разлика от конвенционалния бутален двигател. За сравнение, ротационен бутален двигател с работен обем 1,3 литра произвежда мощност, равна на 220 конски сили, докато конвенционален бутален двигател със същия работен обем произвежда мощност, която не надвишава 100 конски сили.

4. Вместо стотици различни части, в ротационните бутални двигатели се използват само 2-3 дузини. В допълнение, размерът и теглото на RPD са много по-малки от тези на конвенционалните биели и двигатели с колянов вал.

Роторно бутален двигател

недостатъци

1. Свързването на вала на ротора с изходящия вал посредством ексцентричен механизъм причинява твърде голям натиск между триещите се части за свързване. Това води до ненужно прегряване на двигателя и повишено износване на частите на механизма. В тази връзка има спешна необходимост от периодична подмяна на маслото и уплътнителните елементи. Ако тези изисквания са изпълнени в съответствие с разпоредбите, тогава ресурсът на двигателя ще се увеличи значително, в противен случай възникне повреда, която със сигурност ще деактивира устройството.

2. Горивната камера е под формата на леща, което означава, че при много малък обем има много голяма площ. Всичко това води до образуване на лъчиста енергия, която безполезно се отразява на работата на двигателя и също така води до ненужно прегряване. Така ефективността на двигателя е значително намалена, което не позволява пълноценното му използване.

3. На ниска предавка такъв двигател има много висок разход на гориво в сравнение с конвенционалните двигатели с вътрешно горене.

4. Площта на контакт между уплътненията и въртящите се части бързо намалява, което показва бързо износване на уплътненията, което допринася за изтичане на смазка и проникване на масло в горивната камера. В резултат на това ауспухът е много токсичен и животът на двигателя бързо намалява. Независимо от това, този проблем беше елиминиран чрез използването на високолегирани стомани при производството на RPD.

5. Поради строгите изисквания към геометрията на всички части на механизма, има нужда от високопрецизно оборудване за производството на такива двигатели. Това усложнява и оскъпява производствения процес.

Къде се използват ротационни бутални двигатели?

Първоначално разработването на ротационни бутални двигатели се извършва за спортни автомобили. Всъщност за състезателните автомобили големият ресурс не е толкова важен, тъй като ремонтът на буталните двигатели също беше необходим след първото състезание.

При серийно производство RPD е инсталиран на автомобили, произведени в Германия. Беше седан от представителен клас NSU Ro 80. Колата беше доста модерна за времето си, тъй като имаше атрактивен дизайн и добри аеродинамични свойства. Въпреки това, поради сериозните недостатъци на ротационните бутални двигатели, свързани с твърде честа поддръжка, той получи отрицателна оценка и следователно започна да се оборудва с конвенционални бутални двигатели. Това се дължи на факта, че двигателят стана неизползваем след 50 хиляди километра, което беше индикатор за ниска цена.

В момента само две фабрики в света произвеждат ротационни бутални двигатели – VAZ (Русия) и Mazda (Япония). 

Подобен...