Двигатель Ванкеля

редактировать

Двигатель Ванкеля с ротором и выходным валом с редуктором. Спортивный автомобиль Mazda RX-8 это последний серийный автомобиль, оснащенный двигателем Ванкеля. Двухроторный мотоцикл Norton Classic с воздушным охлаждением

Двигатель Ванкеля разновидностью двигателя внутреннего сгорания использование эксцентрической поворотной конструкции для преобразования давления во вращательное движение.

По сравнению с поршневым двигателем с возвратно-поступательным движением двигатель Ванкеля более равномерный крутящий момент и меньшую вибрацию, а при заданной мощности более компактен и меньше весит.

Ротор, создающий вращающее движение, по форме похож на треугольник Рело, за исключением того, что стороны имеют меньшую кривизну. Двигатели Ванкеля выдают три импульса мощности на оборотном ротора с использованием цикла Отто. Однако на выходном валу используется зубчатая передача, которая вращается в три раза быстрее, давая один импульс мощности на обороте. Это можно увидеть на анимации ниже. За один оборотный ротор испытывает импульс мощности и выпускает газ одновременно, в то время как четыре фазы цикла. Для, в двухтактном поршневом двигателе на каждом коленчатом валу приходится один импульс мощности (как в выходном валу двигателя Ванкеля), в четырехтактном поршневом двигателе один импульс мощности на каждые два оборота.

Четырехступенчатый цикл Отто: впуск, сжатие, зажигание и выпуск происходит при каждом обороте ротора на каждой из трех поверхностей ротора, движущихся внутри овального эпитрохоидального корпуса, что позволяет три импульса мощности на оборот ротора.

Определение положения применимо только к одной поверхности ротора, поскольку только одна поверхность работает на каждый оборотного вала.

Двигатель обычно называют роторным двигателем, хотя это название также применяется к другим совершенно другим конструкциям, включая оба с поршнями и безпоршневые роторные двигатели.

Содержание

  • 1 Концепция
  • 2 Дизайн
  • 3 История
    • 3.1 Ранние разработки
    • 3.2 Выданные лицензии
    • 3.3 Разработки для мотоциклов
    • 3.4 Разработки для автомобилей
  • 4 Конструирование
    • 4.1 Последние разработки
    • 4.2 Материалы
    • 4.3 Герметизация
    • 4.4 Экономия топлива и выбросы
    • 4.5 Лазерное зажигание
    • 4.6 Воспламенение от сжатия однородного заряда (HCCI)
    • 4.7 Контроль искры Компрессионное зажигание (SPCCI)
    • 4.8 Вращающееся зажигание Водородное топливо
  • 5 Преимущества
  • 6 Недостатки
  • 7 Применение
    • 7.1 Автомобильные гонки
    • 7.2 Мотоциклетные двигатели
    • 7.3 Авиационные двигатели
    • 7.4 Расширитель дальности полета
    • 7.5 Другое применение
    • 7.6 Не внутреннее сгорание
  • 8 См. Также
  • 9 Примечания
  • 10 Ссылки
  • 11 Внешние ссылки

Концепция

Дизайн был разработан немецким инженером Феликсом Ванкелем. Ванкель получил свой первый патент на двигатель в 1929 году. Он начал редактировать в начале 1950-х в НГУ, завершив рабочий прототип в 1957 году. Впечатление NSU предоставило лицензию на эту конструкцию компаниим по всему миру, которая постоянно вносит улучшения..

Дизайн

Мотоцикл Ванкеля KKM: буква «A» обозначает одну из трех вершин ротора. Буква «B» обозначает вал эксцентрика, а белая часть - выступ эксцентрикового вала. Вал поворачивается три раза при каждом обороте ротора вокруг лепестка и один раз на каждый орбитальный оборот вокруг эксцентрикового вала. Схема Ванкеля:
  1. Впускной
  2. Выпускной
  3. Корпус статора
  4. Камеры
  5. Шестерня
  6. Ротор
  7. Коронная шестерня
  8. Эксцентриковый вал
  9. Свеча зажигания.

Двигатель Ванкеля имеет преимущества компактной конструкции и малого веса по сравнению с более распространенным двигателем внутреннего сгорания, в котором используются возвратно-поступательные поршни. Эти преимущества позволяют использовать роторные двигатели в различных транспортных средствах и устройствах, включая автомобили, мотоциклы, гоночные автомобили, самолеты, <269.>картинг, водные мотоциклы, снегоходы, бензопилы и вспомогательные силовые агрегаты. Некоторые двигатели Ванкеля имеют удельную мощность более одной силовой лошади на фунт. Большинство двигателей данной конструкции имеют искровое зажигание, при этом двигатели с воспламенением от сжатия были построены только в рамках исследовательских проектов.

В двигателе Ванкеля четыре такта цикла Отто проходят между каждой поверхностью трехстороннего симметричного ротора и внутренней частью. Овальный эпитрохоидный -образный корпус окружает треугольный ротор с дугообразными поверхностями, внешне похожими на треугольник Рело. Теоретическая форма ротора между фиксированными вершинами является результатом минимизации размера геометрической камеры сгорания и максимизации степени сжатия соответственно. Симметричная кривая, соединяющая две произвольные вершины ротора, максимизирована в направлении внутреннего корпуса с ограничением формы, чтобы она не касалась корпуса ни под каким углом поворота (arc не является решением этой задачи оптимизации ).

Центральный приводной вал, называемый «эксцентриковым валом» или «Е-валом», проходит через центр ротора и поддерживаемыми подшипниками. Роторы вращаются на эксцентриках (аналогично кривошипным шатунным шатунам в поршневых двигателях), встроенным в эксцентриковый вал (аналогично коленчатому валу). Оба ротора вращаются вокруг эксцентриков и совершают орбитальные обороты вокруг эксцентрикового вала. Уплотнения в вершинах ротора уплотняют по периферии корпуса, разделяя его на три движущиеся камеры сгорания. Вращение каждого ротора вокруг собственной оси вызывается и управляет парой синхронизирующих шестерен. Фиксированная шестерня, установленная на одной стороне корпуса ротора, входит в зацепление с зубчатым венцом, прикрепленным к ротору, и обеспечивает поворот ротора на одну треть для каждого поворотного эксцентрикового вала. Выходная мощность двигателя не передается через синхронизирующие шестерни. Ротор движется во вращательном движении, направляемый шестернями и эксцентриковым валом, а не внешней камерой; ротор не должен тереться о внешний кожух двигателя. Сила давления расширенного газа на роторную часть оказывает давление на центр эксцентри выходного вала.

Самый простой способ визуализации действия двигателя в анимации - смотреть не на сам ротор, а на полость, созданную между ним и корпусом. Двигатель Ванкеля на самом деле представляет собой систему с прогрессирующей полостью номинальной стоимости. Таким образом, все три полости в корпусе повторяют один и тот же цикл. Точки A и B на роторе и валу E вращаются с разной скоростью - точка B вращается в три раза чаще, чем точка A, так что один полный оборот ротора равен трем оборотам вала E.

По мере того как ротор вращается по орбите, каждая сторона ротора приближается к стенке корпуса, а затем удаляется от нее, сжимая и расширяя камеру сгорания, как удары поршня в возвратно-поступательном движении. поршневой двигатель. Вектор мощности ступени сгорания проходит через центр смещенного лепестка.

В то время как четырехтактный поршневой двигатель совершает один такт сгорания на цилиндр за каждые два оборота коленчатого вала (есть половина рабочего хода на один оборот коленчатого вала на цилиндр), каждый сгорание Камера Ванкеля генерирует один ход сгорания на один оборотный карданного вала, то есть один рабочий ход на один оборотный ротора и три рабочих хода на один оборотный ротора. Таким образом, выходная мощность мощность двигателя Ванкеля обычно выше, чем у четырехтактного поршневого двигателя с аналогичным рабочим объемом двигателя в аналогичном состоянии; и выше, чем у четырехтактного поршневого двигателя аналогичных физических размеров и веса.

Двигатели Ванкеля обычно могут достигать более высоких оборотов двигателя, чем поршневые двигатели аналогичной выходной мощности. Частично это происходит из-за плавности, присущей круговому движению, и того факта, что «двигатель» оборачивается выходным валом, который в три раза быстрее, чем у колеблющихся частей. Эксцентриковые валы не имеют контуров, связанных с напряжением, как у коленчатых валов. Максимальные обороты роторного двигателя ограничиваются нагрузкой на зубья синхронизирующих шестерен. Шестерни из закаленной стали используются для продолжительной работы при более чем 7000 или 8000 об / мин. Двигатели Mazda Wankel в автогонках работают со скоростью выше 10 000 об / мин. В самолетах они используются консервативно, до 6500 или 7500 об / мин эффективность, но за счет давления газа влияет на уплотнения, ускорение двигателя Ванкеля на высоких оборотах в холостого хода может разрушить двигатель.

Национальные сборы, сборы налога в соответствии с рабочим объемом и регулирующие органы в автомобильных гонках, по-разному считают, что двигатель Ванкеля эквивалентен четырехтактному поршневому двигателю, рабочий объем которого в два раза большой объем двигателя. камеры на ротор, хотя на каждый ротор существует три лопасти (поскольку ротор совершает только одно третье вращение для одного оборотного выходного вала, поэтому только один ход происходит за один оборотный выходной оборот, два других лепестка одновременно выталкивают израсходованные заряжать и принимать новый, а не вносить вклад в мощность этой революции). Некоторые гоночные полностью запретили двигатель Ванкеля вместе со всеми другими альтернативами традиционной четырехтактной конструкции с поршневым поршнем.

История

Ранние разработки

Первый двигатель Ванкеля DKM, привлекает Автор Феликс Ванкель, DKM 54 (Drehkolbenmotor), в Немецком музее в Бонне, Германия : вращение ротора и его корпуса Первый двигатель Ванкеля KKM, пример Хансом Дитером Пашке, NSU KKM 57P (Kreiskolbenmotor), на Autovision und Forum, Германия: корпус ротора неподвижен.

В 1951 году NSU Motorenwerke AG в Германии начали работать двигатель, две модели строятся. Первый, двигатель DKM, был разработан Феликсом Ванкелем. Второй, двигатель KKM, используется Хансом Дитером Пашке, принят за основу современного двигателя Ванкеля.

Основой двигателя типа DKM было то, что и ротор, и корпусались по отдельности. топоры. Двигатель DKM достиг более высоких оборотов в минуту (до 17 000 об / мин) и был более естественно сбалансирован. Однако двигатель нужно было разобрать, чтобы заменить свечи зажигания, и он содержал больше деталей. Двигатель ККМ был попроще, отсутствный корпус.

Первый рабочий прототип, DKM 54, мощностью 21 л.с. (16 кВт) работал 1 февраля 1957 г. в отделе исследований и разработок NSU Versuchsabteilung TX.

KKM 57 (Роторный двигатель Ванкеля, Kreiskolbenmotor) был сконструирован инженером NSU Хансом Дитером Пашке в 1957 году без ведома Феликса Ванкеля, который позже заметил: «Вы превратили мою скаковую лошадь в кобылу-плуг».

Лицензии выданы

В 1960 году NSU, фирма, в которой работали два изобретателя, и американская фирма Curtiss-Wright подписали совместное соглашение. NSU должно было быть сосредоточено на разработке двигателей Ванкеля малой и средней мощности, а Кертисс-Райтал разработал двигатели большой мощности, в том числе авиационные двигатели, в производстве которых Кертисс-Райт имел многолетний опыт. Кертисс-Райт нанял Макса Бентеле, чтобы возглавить их команду разработчиков.

Многие производители подписали лицензионные соглашения на эту компанию, которые привлекают их плавность, бесшумность и надежность, вытекающие из несложной конструкции. Среди них были Alfa Romeo, American Motors, Citroën, Ford, General Motors, Mazda., Mercedes-Benz, Nissan, Porsche, Rolls-Royce, Suzuki и Тойота. В США в 1959 году по лицензии NSU компания Curtiss-Wright впервые усовершенствовала базовую конструкцию двигателя. В Великобритании в 1960-х годах автомобильное подразделение Rolls Royce впервые разработало двухступенчатую дизельную версию двигателя Ванкеля.

Citroen провел много исследований, выпустив M35, GS Birotor и [fr ] вертолет с двигателями производства Comotor, совместное предприятие Citroën и НГУ. General Motors, похоже пришла к выводу, что двигатель Ванкеля был немного дороже в производстве, чем эквивалентный поршневой двигатель. «Дженерал Моторс» утверждала, что решила проблему экономии топлива, но не смогла выбросов выброса выхлопных газов. Mercedes-Benz установил двигатель Ванкеля в свой концепт-кар C111.

Deere Company разработала версию, способную использовать различные виды топлива. Конструкция была предложена в источнике питания для боевых машин Корпуса морских пехоты США и другая техника в конце 1980-х.

В 1961 г. Советская научно-исследовательская организация НАТИ, НАМИ и ВНИИмотопром приступили к разработке экспериментальных двигателей с различными технологиями. Советский автопроизводитель АвтоВАЗ также экспериментировал с двигателем Ванкеля без лицензии, внедряя ограниченное количество двигателей на некоторые автомобили.

К середина сентября 1967 г., даже двигатели модели Ванкеля стали доступны через немецкую фирму Graupner, занимающуюся аэромоделированием, изготовленную для них ОС. Двигатели Японии.

, производит большие исследования и разработки во всем мире, только Mazda больших двигателей Ванкеля в количествех.

Разработки для мотоциклов

В Великобритании Norton Motorcycles разработали роторный двигатель Ванкеля для мотоциклов, основанный на роторе Ванкеля с воздушным охлаждением Sachs, который приводил в действие мотоцикл DKW Hercules W-2000. Этот двухроторный двигатель входил в состав Commander и F1. Нортон улучшил воздушное охлаждение Sachs, добавив водоотводящую камеру. Suzuki также произвел серийный мотоцикл с двигателем Ванкеля RE-5, с использованием уплотнений вершины из ферро TiC сплава и ротора NSU в успешной попытке продлить жизнь двигателя.

Разработка автомобилей

Mazda и NSU подписали контракт на исследования по разработке двигателя Ванкеля в 1961 году и соревновались за выпуск на рынке первого автомобиля с двигателем Ванкеля. Хотя Mazda в том же году произвела экспериментальный автомобиль Ванкеля, NSU первой выставила на продажу автомобиль Ванкеля, спортивный NSU Spider в 1964 году; В ответ Mazda представила двух- и четырехроторные двигатели Ванкеля на Токийском автосалоне. В 1967 году NSU начало производства роскошного автомобиля с двигателем Ванкеля Ro 80. Однако, в отличие от Mazda и Curtiss-Wright, NSU не производила надежных уплотнений на вершине ротора. У NSU были проблемы с износом верхних уплотнений, плохой смазкой вала и плохой топливной экономичностью, что привело к частому отказам двигателя, не решенным до 1972 года, что привело к сокращению развития двигателя NSU Wankel. Этот преждевременный выпуск нового двигателя Ванкеля дал плохую репутацию всем производителям, и даже когда эти проблемы были решены в последних двигателях, произведенных НСУ во второй половине 70-х, продажи не восстановились. Audi после появления NSU в 1979 году построил новый двигатель KKM 871 с боковыми впускными отверстиями объемом 750 куб. см, мощностью 170 л.с. (130 кВт) при 6500 об / мин и 220 Нм при 3500 об / мин. Двигатель устанавливался на корпус Audi 100 под названием «Audi 200», но массового производства не производился.

Первый двигатель Ванкеля Mazda, предшественник 10A, в музее Mazda в Хиросиме, Япония Mercedes-Benz C111 был оснащен четырехроторным двигателем Ванкеля

Mazda, однако, заявила, что решила проблема уплотнения верхушки, отработав тестовые двигатели на высоких оборотах в течение 300 часов без сбоев. После многих лет разработки первым автомобилем Mazda с двигателем Ванкеля стал Cosmo 110S 1967 года. Компания последовала за автомобилем Ванкеля («роторные» в терминологии компании), включая автобус и пикап . Покупатели часто отмечают плавность работы автомобилей. Тем не менее Mazda выбрала метод соответствия выбросов углеводородов норм, который, хотя и менее затратен в производстве, увеличенный расход топлива. К несчастью для Mazda, это было введено непосредственно перед резким повышением цен на топливо. Curtiss-Wright произвел двигатель RC2-60, который был сопоставим с двигателем V8 по характеристикам и расходу топлива. В отличие от NSU, компания Curtiss-Wright решила проблему уплотнения ротора с помощью уплотнения, рассчитанных на 100 000 миль (160 000 км) к 1966 году.

Mazda позже отказалась от Wankel в большинстве своих автомобильных конструкций, продолжая использовать двигатель в своих только линейка спортивных автомобилей, производившая RX-7 до августа 2002 года. Обычно компания использовала двухроторные конструкции. Более совершенный двухцилиндровый турбо трехроторный двигатель был установлен в спортивном автомобиле Eunos Cosmo 1991 года. В 2003 году Mazda представила двигатель Renesis, установить на RX-8. В двигателе Renesis отверстия для выхлопа переместились с периферии вращающегося корпуса по бокам, что позволило увеличить общие отверстия, улучшить воздушный поток и увеличить мощность. Некоторые ранние двигатели Ванкеля также имели боковые выпускные отверстия, от этой концепции отказались из-за накопления углерода в отверстиях и по бокам ротора. Двигатель Renesis решил проблему за счет использования бокового уплотнения со скребком для трапецеидальных искажений и решил проблему тепловых искажений, добавив некоторые детали из керамики. Renesis имеет мощность 238 л.с. (177 кВт) с улучшенной экономией топлива, надежностью и более низкими выбросами, чем предыдущие роторные двигатели Mazda, и все это при номинальном рабочем объеме 1,3 л, но этого было недостаточно для соответствия более строгим стандартам выбросов. Mazda прекратила производство своего двигателя Ванкеля в 2012 году после того, как двигатель не соответствовал более строгим выбросам Евро 5, в результате чего ни одна автомобильная компания не продавала автомобили с двигателями Ванкеля. Компания следит за двигателем Ванкеля следующего поколения SkyActiv-R. Mazda заявляет, что SkyActiv-R решает три ключевые проблемы с предыдущими роторными двигателями: экономию топлива, выбросы и надежность. Mazda и Toyota объявили, что они объединились для производства роторных двигателей для транспортных средств.

На этом разрезе роторного двигателя GM 1972 года показаны сдвоенные роторы.

American Motors Corporation (AMC), самый маленький производитель автомобилей в США, что роторный двигатель будет играть роль в качестве силовой установки для легковых и грузовых автомобилей будущего... ", - председатель, Рой Д. Чапин младший, подписал соглашение в 1973 году после выпуска двигателей Ванкеля для легковых автомобилей и джипов, а также о праве продавать любые производимые роторные двигатели других компаний. Президент AMC, Уильям Люнебург, не ожидал значительного развития событий до 1980 г., но Джеральд К. Мейерс, вице-президент AMC по группе инженерных продуктов, используя AMC купить двигатели у Curtiss-Wright, прежде чем приступить к разработке своего владения двигателями Ванкеля и предсказывают полный переход на роторную Планировалось использовать двигатель в AMC Pacer, но была разработана компания American Motors разработала уникальный Pacer вокруг двигателя. ла купить General Motors (GM) Ванкель вместо того, чтобы строить двигатель самостоятельно. И GM, и AMC подтвердили, что отношения будут полезны для маркетинга нового двигателя, при этом AMC утверждает, что GM Wankel достиг хорошей экономии топлива. Однако двигатели GM еще не поступили в производство, когда Pacer был выпущен на рынок. Нефтяной кризис 1973 г. свою роль в срыве двигателя Ванкеля. Рост цен на топливо и разговоры о предлагаемом законодательстве США выбросов также добавили.

К 1974 году отделу исследований и разработок GM не удалось создать двигатель Ванкеля, отвечающий как требованиям по выбросам, так и хорошей топливной экономичностью, что привело к решению компании отменить проект. Из-за этого решения команда RD лишь частично обнародовала результаты своего последнего исследования, в котором утверждалось, что решена проблема экономии топлива, а также созданные надежные двигатели со сроком службы более 530 000 миль (850 000 км). Эти выводы не были приняты во внимание при выдаче постановления об отмене. Завершение проекта Ванкеля GM потребовало от AMC перенастроить Pacer для размещения своего почтенного двигателя AMC с рядным шестицилиндровым двигателем, приводящим в движение задние колеса.

В 1974 г. Советский Союз Создано специальное конструкторское бюро двигателей, которое в 1978 году разработало двигатель ВАЗ-311 для автомобиля ВАЗ-2101. В 1980 году компания приступила к поставке двухроторного двигателя Ванкеля ВАЗ-411 для автомобилей ВАЗ-2106 и Lada, всего выпущено около 200 автомобилей. Большая часть продукции досталась службам безопасности. Следующими моделями стали ВАЗ-4132 и ВАЗ-415. Роторная версия "Самары" продавалась российской публике с 1997 года. Советское конструкторское бюро авиадвигателей "Авиадвигатель", как известно, производило двигатели Ванкеля с электронным впрыском для самолетов и вертолетов, хотя и мало. конкретная информация всплыла.

Форд провел исследования двигателей Ванкеля, в результате чего были выданы патенты: GB 1460229, 1974, метод изготовления корпусов; US 3833321 1974, покрытие боковых пластин; US 3890069, 1975, покрытие корпуса; CA 1030743, 1978: Выравнивание корпусов; CA 1045553, 1979, узел язычкового клапана. В 1972 году Генри Форд II заявил, что роторный механизм, вероятно, не заменит поршень в «моей жизни».

Инжиниринг

Уплотнения Apex, NSU Ro 80 Serie and Research и справа Mazda 12A и 13B
  • Слева: Mazda L10A осевое охлаждение развала
  • В центре: Audi NSU EA871 с осевым водяным охлаждением только горячая дуга
  • Справа: Diamond Engines Радиальное охлаждение Ванкеля только горячая дуга

Феликсу Ванкелю удалось преодолеть большинство проблем, из-за которых предыдущие роторные двигатели вышли из строя, разработали конфигурацию с лопастными уплотнениями, имеющими радиус вершины, равным величине «превышения размера», чтобы свести к минимуму радиальное движение уплотнения на вершине, а также цилиндрический газонаполненный верхний штифт, упирался все уплотнительные элементы для уплотнения вокруг трех плоскостей на вершине каждой вершине ротора.

В первые дни нужно было строить специальные специализированные машины для различных габаритных размеров корпуса. Однако запатентованный дизайн, такой как U.S. Патент 3 824 746, Дж. Дж. Ватт, 1974 г., на «Машина для производства цилиндров двигателя Ванкеля», США. Патент 3916738, «Устройство для механической обработки и / или обработки трохоидальных поверхностей» и США. Патент 3964367 «Устройство для обработки трохоидальных внутренних стенок» и другие помогли решить эту проблему.

Роторные двигатели имеют проблему, не обнаруживаемую в четырехтактных двигателях с возвратно-поступательным движением поршней, в том, что корпус блока впуск, сжатие, сгорание и выхлоп, происходящие в фиксированных местах вокруг корпуса. Величина этого, поршневые значения двигателя «эти четыре хода в одной камере», так что крайние значения впуска и «пламенного» выхлопа усредняются и экранируются пограничным слоем от перегрева рабочих частей. Использование тепловых трубок в системе Ванкеля с воздушным охлаждением было предложено Университетом Флориды для преодоления этого неравномерного корпуса корпуса блока. Предварительный нагрев некоторых секций корпуса выхлопными газами улучшает производительность и экономию топлива, а также снижает износ и выбросы.

Защитные экраны пограничного слоя и масляная пленка как теплоизоляция, что обеспечивает низкую смазочную пленку (приблизительно максимум 200 ° C или 392 ° F для двигателя Ванкеля с водяным охлаждением). свечи зажигания примерно такая же, как температура в камере сгорания поршневого двигателя. или охлаждение осевым потоком, разница температур остается допустимой.

Проблемы возникли во время исследований в 1950-х и 1960-х годах. сталкивались с тем, что они называли «следами дребезжания» и «дьявольскими царапинами» внутри эпитрохоидной поверхности. Были представлены, что причиной этого, уплотнения верхушки достигают резонирующей вибрации, и проблема была решена за счет уменьшения толщины и веса уплотнения верхушки. после введения более совместимые материалы для уплотнений и покрытий корпуса. ие трещин на поверхности статора возле отверстия для свечи, что было устранено путем установки свечей зажигания в отдельную металлическую вставку / медную втулку в корпусе вместо того, чтобы свеча ввинчивалась непосредственно в корпусе блока. Toyota обнаружила, что замена свечи накаливания на ведущую свечу зажигания улучшила низкие обороты, частичную нагрузку, удельный расход топлива на 7%, а также выбросы и холостой ход. Более альтернативное решение для охлаждения бобышки свечей зажигания было представлено схемой охлаждающей жидкости для вращающихся роторов с водяным охлаждением, получив широкое распространение и запатентована Curtiss-Wright, с последним перечисленным в списке для лучшей втулки свечи зажигания с воздушным охлаждением. охлаждение. Эти подходы не требовали использования медной вставки с высокой проводимостью, но не исключали ее использования. Форд испытывал роторный двигатель с заглушками, размещенными в боковых пластинах, вместо обычного размещения на рабочей поверхности корпуса (CA 1036073, 1978).

Последние разработки

Увеличение рабочего объема и мощности роторного двигателя путем добавления большего количества к данной конструкции - это просто, но может существовать ограничение на количество роторов, потому что выходная мощность направляется через последний вал ротора, со всеми напряжениями всего двигателя, присутствующими в этой точке. Для двигателей с более чем двумя роторами соединение двухроторных комплектов с помощью зубчатой ​​муфты (например, хиртовое соединение ) между двумя роторными наборами было успешно испытано.

Исследования, проведенные в Соединенном Королевстве в рамках проекта SPARCS (Система охлаждения ротора с самонаполненным давлением), показали, что стабильность и экономия холостого хода были достигнуты за счет подачи воспламеняющейся смеси только на один ротор в многороторном двигателе в ротор с принудительным воздушным охлаждением, аналогичный конструкциям Norton с воздушным охлаждением.

Недостатки двигателя Ванкеля, такие как недостаточная смазка и охлаждение при окружающей среде, короткий срок службы двигателя, высокие выбросы и низкая топливная эффективность, были устранены специалистом по роторным двигателям Norton Дэвидом Гарсайдом, который разработал три запатентованные системы в 2016 году.

  • SPARCS
  • Compact-SPARCS
  • CREEV (составной роторный двигатель для электромобилей)

SPARCS и Compact-SPARCS обеспечивают превосходный отвод тепла и эффективный тепловой баланс для оптимизации смазки. Проблема роторных двигателей заключается в том, что во время работы корпуса двигателя постоянно холодные и горячие поверхности. Он также вызывает чрезмерное нагревание внутри двигателя, которое быстро разрушает смазочное масло. Система SPARCS уменьшает этот большой перепад системы металла корпуса двигателя, а также обеспечивает охлаждение ротора изнутри корпуса двигателя. Это приводит к снижению износа двигателя и продлению срока его службы. Как описан в журнале Unmanned Systems Technology Magazine, SPARCS использует герметичный контур охлаждения ротора, состоящий из циркуляционного центробежного вентилятора и теплообменника для отвода тепла. В нем создается самонагнетание за счет улавливания прорыва газа через газовые уплотнения на стороне ротора. рабочие камеры ". CREEV - это« выхлопной реактор », который отличается от формы ротора Ванкеля. Реактор, расположенный в потоке выхлопных газов за пределами камеры сгорания двигателя, потребляет несгоревшие продукты выхлопа без использования системы зажигания перед использованием Сгоревшие газы в выхлопной трубу. На валу реактора передается лошадиная сила. Все триента в настоящее время лицензированы инженерами из Великобритании, AIE (UK) Ltd.

Материалы

В отличие от поршневого двигателя, в котором цилиндр нагревается в процессе сгорания, а затем охлаждается за счет при поступлении заряда корпуса ротора Ванкеля постоянно нагревается с одной стороны и охлаждаются с другой, что приводит к высоким локальным температурам и неравномерному тепловому расширению. Хотя это предъявляет высокие требования к используемым материалам, простота Ванкеля облегчает использование альтернативных материалов, таких как экзотические сплавы и керамика. При водяном охлаждении в радиальном или осевом направлении потока и горячей воде из горячей дуги, вызывающей холодную дугу, тепловое расширение является допустимым. Верхняя температура двигателя была снижена до 129 ° C (264 ° F) с максимальной разницей температуры между частями двигателя 18 ° C (32 ° F) за счет использования тепловых трубок вокруг корпуса и на боковых панелях в качестве средств охлаждения..

Среди сплавов, указанных для использования в корпусе Ванкеля, есть A-132, Inconel 625 и 356, обработанные до твердости T6. Для покрытия рабочей поверхности корпуса использовалось несколько материалов, одним из которых является Никасил. Citroen, Mercedes-Benz, Ford, AP Grazen и другие подали заявки на патенты в этой области. Выбор для верхних уплотнений менялся с накопленным опытом, из углеродистых сплавов до стали, ферротических материалов и других материалов. Комбинация между обшивкой корпуса и материалами верхних и боковых уплотнений была определена экспериментально, чтобы получить наилучший срок службы уплотнений и крышки корпуса. Для вала предпочтительны стальные сплавы с небольшой деформацией под нагрузкой, для этого было предложено использование мартенситностареющей стали.

Этилированный бензин был преобладающим типом, доступным в первые годы разработки двигателя Ванкеля. Свинец представляет собой твердую смазку, а этилированный бензин разработан для уменьшения износа уплотнений и корпусов. В первых двигателях запас масла рассчитывался с учетом смазочных свойств бензина. По мере отказа от использования этилированного бензина двигатели Ванкеля нуждались в увеличении количества масла в бензине для смазывания критически важных деталей двигателя. Опытные пользователи советуют даже в двигателе с электронным впрыском топлива не менее 1% масла в бензин в качестве меры безопасности в случае отказа насоса, подающего масло к деталям, с камерой сгорания, или всасывания воздуха. В документе SAE Дэвида Гарсайда подробно описывается выбор материалов и ребер охлаждения Norton.

Было протестировано несколько подходов, включающих твердые смазочные материалы, и даже рекомендованное добавление MoS2 из расчета 1 см3 (1 мл) на литр топлива (LiquiMoly). Многие инженеры согласны с тем, что добавление масла в бензин, как в старых двухтактных двигателях, является более безопасным подходом для обеспечения надежности двигателя, чем масляный насос, впрыскивающий в систему, впуска или непосредственно в детали, требующие смазки. Комбинированный насос для подачи масла в топливо и масла всегда возможен.

Герметизация

Ранние конструкции двигателей имели высокую вероятность потери герметичности как между ротором и корпусом, так и между различные части, составляющие корпус. Кроме того, в более ранних моделях двигателей Ванкеля частицы углерода могли застрять между уплотнением и корпусом, заклинивая двигатель и требуя частичного восстановления. Для очень ранних двигателей Mazda было обычным делом требовать восстановления после 50 000 миль (80 000 км). Дополнительные проблемы с уплотнением возникли из-за неравномерного распределения тепла внутри корпусов, что привело к деформации и потере уплотнения и сжатия. Это тепловое искажение также привело к неравномерному износу между верхним уплотнением и корпусом ротора, что проявляется в двигателях с большим пробегом. Проблема обострилась, когда двигатель был нагружен до достижения рабочей температуры. Однако роторные двигатели Mazda решили эти первоначальные проблемы. Современные двигатели имеют около 100 деталей, связанных с уплотнениями.

Проблема зазора для горячих вершин ротора, проходящих между более близкими в осевом направлении боковыми кожухами в областях более холодных впускных лопастей, решалась с помощью использования пилотного осевого ротора, радиально расположенного внутри масляные уплотнения, а также улучшенное инерционное масляное охлаждение внутренней части ротора (CW US 3261542, C. Jones, 5/8/63, US 3176915, M. Bentele, C. Jones. AH Raye. 7/2/62), а также слегка «венценосные» уплотнения верхушки (разная высота в центре и в крайних точках).

Экономия топлива и выбросы

Двигатель Ванкеля имеет проблемы с топливной экономичностью и выбросами при сжигании бензина. Бензиновые жидкости медленно воспламеняются, имеют низкую скорость распространения пламени и большую дистанцию ​​гашения в цикле сжатия 2 мм по сравнению с 0,6 мм водорода. В совокупности эти факторы тратят топливо, которое могло бы создать мощность, сниженная эффективность. Зазор между ротором и корпусом двигателя слишком мал для бензина в цикле сжатия, но достаточно для водорода. Узкий зазор нужен для создания сжатия. Когда в двигателе используется бензин, остатки бензина выбрасываются в атмосферу через выхлоп. Это не проблема при использовании водородного топлива, поскольку вся топливная смесь в камере сгорания сгорает, что почти не дает выбросов и повышает эффективность использования топлива на 23%.

Форма камеры сгорания Ванкеля более устойчивая. до предварительного зажигания, работающего на бензине с более низким октановым числом, чем у сопоставимого поршневого двигателя. Форма камеры сгорания также может привести к неполному сгоранию воздушно-топливного заряда с использованием бензинового топлива. Это приведет к выбросу большего количества несгоревших углеводородов в выхлопные газы. Однако выхлопные газы имеют относительно низкий уровень выбросов NOx, потому что температуры сгорания ниже, чем в других двигателях, а также из-за рециркуляции выхлопных газов (EGR) в ранних двигателях. Сэр Гарри Рикардо показал в 1920-х годах, что на каждый 1% увеличения доли выхлопных газов во впускной смеси происходит снижение температуры пламени на 7 ° C. Это позволило Mazda выполнить требования Закона о чистом воздухе 1970 США в 1973 году с помощью простого и недорогого «теплового реактора», который представлял собой увеличенную камеру в выпускном коллекторе . Уменьшая соотношение воздух-топливо, несгоревшие углеводороды (HC) в выхлопных газах будут поддерживать горение в тепловом реакторе. Автомобили с поршневыми двигателями требовали дорогостоящих каталитических нейтрализаторов для борьбы с несгоревшими углеводородами и выбросами NOx.

Это недорогое решение увеличило расход топлива. Продажи автомобилей с роторным двигателем пострадали из-за нефтяного кризиса 1973 года, повышение цен на бензин привело к снижению продаж. Toyota обнаружила, что впрыск воздуха в зону выхлопного отверстия улучшает экономию топлива, сокращая выбросы. Наилучшие результаты были получены с отверстиями в боковых пластинах; выполнение этого в вытяжном канале не оказало заметного влияния. Использование трехступенчатых катализаторов с подачей воздуха в середину, как для двухтактных поршневых двигателей, также оказалось полезным с точки зрения соответствия нормам выбросов.

Mazda повысила топливную эффективность системы теплового реактора на 40 % с введением RX-7 в 1978 году. Однако в итоге Mazda перешла систему каталитического нейтрализатора. Согласно исследованию Curtiss-Wright, фактора, контролирующего несгоревшего углеводорода в выхлопе, температура поверхности ротора, при этом более высоких температур производят меньше количества углеводородов. Кертисс-Райт также показал, что ротор можно увеличить, сохранив остальную конструкцию двигателя, тем самым уменьшив на трение и увеличив рабочий объем двигателя и выходную мощность. Ограничивающим фактором для этого роста был механический прогиб вала при высоких скоростях вращения. Закалка представляет собой средство ускорения роста и утечки на низких скоростях.

Автомобильные роторные двигатели Ванкеля могут работать на высоких оборотах. Однако было показано, что раннее открытие впускного канала, более длинные впускные каналы и больший эксцентриситет ротора могут увеличить крутящий момент при более низких оборотах. Форма и расположение выемки в роторе, которое составляет часть камеры сгорания, влияет на выбросы и экономию топлива. Результаты с точки зрения экономии топлива и выбросов выхлопных газов изменяются в зависимости от формы выемки для сгорания, которая определяет размещение свечей зажигания в каждой камере отдельного двигателя.

Mazda RX-8 Автомобиль с двигателем Renesis соответствовал требованиям штата Калифорния по экономии топлива, включая стандарты Калифорнии для транспортных средств с низким уровнем выбросов (LEV). Это было достигнуто за счет ряда нововведений. Выхлопные отверстия, которые в более ранних моделях Mazda располагались в корпусах ротора, были перемещены по бокам от камеры сгорания. Это решило проблему более раннего накопления золы в двигателе и проблемы теплового искажения боковых впускных и выпускных отверстий. На сторонах ротора было добавлено скребковое уплотнение, и в двигателе были использованы некоторые керамические детали . Такой подход позволил Mazda устранить перекрытие между отверстиями впускного и выпускного отверстий, одновременно увеличив площадь выпускного отверстия. Боковой порт улавливал несгоревшее топливо в камере, уменьшал расход масла и улучшал стабильность горения в диапазоне низких скоростей и малых нагрузок. Выбросы углеводородов из двигателя Ванкеля с боковым выхлопным отверстием на 35-50% меньше, чем из двигателя Ванкеля с периферийным выхлопным отверстием, из-за почти нулевого перекрытия отверстий впускного и выпускного каналов. Роторные двигатели с периферийными двигателями имеют лучшее среднее эффективное давление, особенно при высоких оборотах и ​​с впускным каналом прямоугольной формы. Однако RX-8 не был улучшен для соответствия нормам выбросов Евро 5 и был снят с производства в 2012 году.

Mazda все еще продолжает двигатель Ванкеля следующего поколения. Компания исследует двигатель с лазерным зажиганием, который исключает использование обычных свечей зажигания, прямого впрыска топлива, безискрового зажигания HCCI и зажигания SPCCI. Это приводит к большему эксцентриситету ротора (что приравнивается к более длинному ходу поршневого двигателя) с улучшенной эластичностью и низким крутящим моментом при оборотах в минуту. Исследования Т. Коно доказали, что установка свечи накаливания в камере улучшает частичную нагрузку и снижает экономию топлива при низких оборотах в минуту на 7%. Эти инновации обещают снизить расход топлива и выбросы.

Для повышения топливной экономичности Mazda рассматривает возможность использования Wankel в качестве расширителя запаса хода в серийно-гибридных автомобилейх, анонс прототипа Mazda2 EV, для оценки прессы в ноябре 2013 года. Эта конфигурация улучшает топливную экономичность и уровень выбросов. Еще одно преимущество: работа двигателя Ванкеля на постоянной скорости увеличивает срок его службы. Поддержание почти постоянного или узкого диапазона оборотов устраняет или снижает недостатки двигателя Ванкеля.

В 2015 году была добавлена ​​новая система выбросов углерода и повышения топливной эффективности с двигателями Ванкеля. Разработано британскими инженерами AIE (UK) Ltd в соответствии с лицензионным соглашением по использованию патентов создателя роторных двигателей Norton, Дэвида Гарсайда. Система CREEV (составной ротор использует двигатель для электромобилей) вторичный ротор для извлечения энергии из выхлопных газов, потребляя несгоревшие продукты выхлопа, в то время как расширение происходит на стадии вторичного ротора, что снижает общие выбросы и затраты на топливо за счет компенсации выхлопная энергия, которая иначе была бы потеряна. Расширяя выхлопные газы до давления, близкого к атмосферному, Гарсайд также обеспечил более прохладный и тихий выхлоп двигателя. В настоящее время AIE (UK) Ltd использует этот патент для разработки гибридных агрегатов для автомобилей и беспилотных летательных аппаратов.

Лазерное зажигание

Традиционные свечи зажигания необходимо врезать в стенки камеры сгорания. чтобы верхушка ротора прошла мимо. Когда верхние уплотнения ротора проходят через отверстие для свечи зажигания, небольшое количество сжатого заряда может быть потеряно из заряда камеры в выхлопную камеру, что приведет к попаданию топлива в выхлопную трубу, снижение эффективности и, в результате, увеличения выбросов. Эти моменты были преодолены за счет использования лазерного зажигания, отказа от свечей зажигания и удаления узкой щели в корпусе двигателя, чтобы уплотнения верхушки ротора могли полностью перемещаться без потерь из соседних камер. Эта концепция имеет прецедент в свечах накаливания, используется Toyota (документ SAE 790435), и в документе SAE 930680, написанном Д. Хиксоном и др., О каталитических свечах накаливания в роторном двигателе со стратифицированным зарядом JDTI. '. Лазерный штекер может стрелять через узкую щель. Лазерные свечи могут также загореться в камеру сгорания, используя несколько лазеров. Таким образом, допускает более высокую степень сжатия. Прямой впрыск топлива, для которого подходит двигатель Ванкеля, в сочетании с лазерным зажиганием в одном или нескольких лазерных свечах, как было показано, улучшает двигатель, еще больше уменьшая недостатки.

Однородный заряд Воспламенение сжатия (HCCI)

Воспламенение сжатия с однородным зарядом (HCCI) предполагает использование предварительной бедной топливовоздушной смеси, сжимаемой до точки самовоспламенения, поэтому искровое зажигание исключается. Бензиновые двигатели сочетают гомогенный заряд (HC) с искровым зажиганием (SI), сокращенно HCSI. Дизельные двигатели сочетают послойный заряд (SC) с воспламенением от сжатия (CI), сокращенно SCCI. Двигатели HCCI обеспечивают выбросы, бензиновым двигателем, с КПД двигателя с воспламенением выбросов выбросов азота (NO x) без каталитического нейтрализатора. Тем не менее, несгоревшие выбросы углерода и окиси углерода требуют обработки в соответствии с правилами выбросов углерода.

Mazda провела исследование системы зажигания HCCI для своего проекта роторного двигателя SkyActiv-R, используя исследования своей программы SkyActiv Поколение 2. Ограничение роторных двигателей необходимо располагать свечу зажигания вне камеры сгорания, чтобы ротор мог пролететь мимо. Mazda подтвердила, что проблема была решена в проекте SkyActiv-R. Роторы обычно имеют высокие степени сжатия, что делает их особенно подходящими для использования HCCI.

Компрессионное зажигание с контролем искры (SPCCI)

Mazda провела успешные исследования в области зажигания от сжатия, контролируемого свечой зажигания (SPCCI ) зажигание на роторных двигателях с указанием недавно представленных роторных двигателей будет ПТППП. SPCCI включает в себя искровое зажигание и воспламенение сжатия, сочетающее в себе преимущества бензиновых и дизельных двигателей для достижения целей в области окружающей среды, мощности, ускорения и расхода топлива. В процессе горения всегда используется искра. В зависимости от нагрузки это может быть только искровое зажигание, иногда SPCCI. Искра всегда используется для точного управления моментом возгорания.

Компонент SPCCI с воспламенением от сжатия делает возможным сжигание сверхнормативной обедненной смеси, повышенная эффективность двигателя до 20–30%. SPCCI высокая эффективность в широком диапазоне оборотов и нагрузок двигателя. SPCCI дает роторному двигателю возможность переключаться с идеальной стехиометрической смеси воздух-топливо 14,7: 1 обычного бензинового двигателя на смесь бедной смеси более 29,4: 1.

Двигатель работает в обедненном режиме примерно 80% времени работы. Свечи зажигания воспламеняют небольшой импульс бедной смеси, впрыскиваемой в камеру сгорания. При выстреле создается огненный шар, действующий как воздушный поршень, увеличивая давление и температуру в камере сгорания. Воспламенение очень бедной смеси от сжатия происходит с быстрым, равномерным и полным сгоранием, что приводит к более мощному циклу. Время сгорания контролируется пламенем свечи зажигания. Это позволяет SPCCI сочетать преимущества бензиновых, так и дизельных двигателей.

В сочетании с нагнетателем воспламенение от сжатия обеспечивает увеличение крутящего момента на 20–30%.

Роторный двигатель с воспламенением от сжатия

Двухступенчатый роторный двигатель с воспламенением от сжатия Rolls Royce R6 Rolls - Прототип Royce R1C с воспламенением от сжатия.

Были проведены исследования двигателя с воспламенением от сжатия и сжигания тяжелого дизельного топлива с использованием искрового зажигания. Основные параметры двигателя Ванкеля не позволяет добиться увеличения сжатия выше 15: 1 или 17: 1 в практическом двигателе, но постоянно пытается создать двигатель Ванкеля с воспламенением сжатия. Подход Rolls-Royce и Yanmar с воспламенением от сжатия заключен в систему двухступенчатого блока, в котором один ротор работает как компрессор, а сгорание происходит в другом. Преобразование стандартного блока с искровым зажиганием с камерой 294 куб. См для использования тяжелого топлива было описано в документе SAE 930682 Л. Лаутаном. Документ SAE 930683, написанный Д. Эйерманом, привел к созданию линейки роторных двигателей Wankel SuperTec с воспламенением от сжатия.

Исследование двигателя с воспламенением сжатия проводится Pratt Whitney Rocketdyne, которому DARPA было поручено разработать двигатель Ванкеля с воспламенением сжатия для использования в прототипе. VTOL летающий автомобиль называется «Трансформатор». Двигатель основан на более ранней концепции беспилотного летательного аппарата под названием "Endurocore", оснащенным дизельным двигателем Ванкеля. Использовать роторы Ванкеля различных размеров на общем эксцентриковом валу для повышения эффективности. Двигатель заявлен как «двигатель полного сжатия, полное расширение и цикла воспламенения от сжатия». В патенте от 28 октября 2010 г., выданном Pratt Whitney Rocketdyne, описан двигатель Ванкеля, внешне похожий на более ранний прототип Rolls-Royce, для которого требуется внешний воздушный компрессор для достижения достаточно высокой степени сжатия для сгорания с воспламенением от сжатия. Конструкция отличается от роторного типа Rolls-Royce с воспламенением от сжатия, в основном за счет наличия инжектора как в выхлопном канале между ротором камеры сгорания и ступенями ротора расширения, так и инжектора в камере расширения ротора расширения для «дожигания».

Британская компания Rotron, которая специализируется на применении двигателей Ванкеля в беспилотных летательных аппаратах (БПЛА), спроектировала и построила установку для работы на тяжелом топливе для НАТО целей. В двигателях используется искровое зажигание. Главное нововведение - распространение пламени, обеспечивающее плавное горение пламени по всей камере сгорания. Топливо нагревается до 98 градусов Цельсия перед впрыском в камеру сгорания. Используются четыре свечи зажигания, расположенные по две пары. Две свечи зажигания воспламеняют топливный заряд в передней части ротора, когда он движется в зоне сгорания корпуса. Когда роторные перемещает топливный заряд, вторые доли секунды первой пары свечей, воспламеняясь около задней части ротора позади топливного заряда. Приводной вал охлаждается, что также оказывает охлаждающее воздействие водой на внутренние части ротора. Охлаждающая вода также течет по внешней стороне двигателя через зазор в корпусе, тем самым уменьшая тепло двигателя снаружи и внутри, устраняя горячие точки.

Водородное топливо

Mazda RX-8 Hydrogen RE автомобиль с роторным двигателем, работающим на водороде

Использование водородного топлива в двигателех Ванкеля позволило повысить эффективность на 23% по сравнению с бензиновым топливом с почти нулевым выбросом выбросов. Четырехтактные поршневые двигатели с возвратно-поступательным движением по циклу плохо подходят для преобразования водородного топлива. Топливная смесь водород / воздух может давать пропуски зажигания в горячих частях двигателя, таких как выпускной клапан и свечи зажигания, поскольку все четырехтактные операции проходят в одной камере.

Горючая смесь водород / воздух воспламеняется быстрее и быстрее, чем бензин, рекомендуется предотвращение преждевременного воспламенения и обратного воспламенения. В роторном двигателе каждый импульс цикла Отто происходит в разных камерах. Роторный двигатель не имеет выпускных клапанов, которые могут оставаться горячими и вызывать обратный двигатель, который возникает в поршневых двигателях с возвратом-поступательным движением. Важно отметить, что впускная камера отделена от камеры сгорания, удерживая топливно-воздушную смесь вдали от локализованных горячих точек. Эти конструктивные особенности роторного двигателя позволяют использовать водород без предварительного воспламенения и обратной вспышки.

Двигатель Ванкеля имеет более сильные потоки топливовоздушной смеси и более длительный рабочий цикл, чем поршневой двигатель с возвратно-поступательным движением, что обеспечивает полное смешивание водорода и воздуха. В результате получается однородная смесь без горячих точек в двигателе. Топливные смеси водород / воздух воспламеняются быстрее, чем смеси бензина с высокой скоростью горения, в результате чего все топливо сгорает, а несгоревшее топливо не выбрасывается в поток выхлопных газов, как в случае использования бензинового топлива в роторных двигателях. Выбросы близки к нулю даже при смазке верхних уплотнений маслом.

Другая проблема касается гидрогенизирующего воздействия на смазочную пленку в поршневых двигателях. В двигателе Ванкеля проблему гидрогенизирования можно обойти за счет использования керамических уплотнений на вершине.

Все эти моменты делают двигатель Ванкеля идеальным для сжигания водородного топлива. Mazda построила и продала автомобиль, в котором использовалась возможность использования роторного двигателя на водородном топливе, двухтопливная Mazda RX-8 Hydrogen RE, которая могла на лету переключаться с бензина на водород и обратно.

Преимущества

NSU Wankel Spider, первая линия автомобилей, проданных с роторным двигателем Ванкеля Mazda Cosmo, первая серия двухроторных спортивных автомобилей с двигателем Ванкеля

Основные преимущества Ванкеля двигателя:

  • гораздо более высокое соотношение мощности и веса, чем у поршневого двигателя
  • Приблизительно одна треть размера поршневого двигателя эквивалентной выходной мощности
  • Легче упаковывать в небольших моторных отсеках чем аналогичный поршневой двигатель
  • Нет деталей, совершающих возвратно-поступательное движение
  • Способен развивать более высокие обороты в минуту, чем поршневой двигатель
  • Работа почти без вибрации
  • Не склонен до детонации двигателя
  • Дешевле для серийного производства, потому что двигатель содержит меньше деталей
  • Превосходное дыхание, заполняющее топливо сгорания при 270 градусах сети поворот вала вместо 180 градусов в поршневом двигателе
  • Обеспечение крутящего момента примерно на две трети цикла сгорания, а не на одну четверть для поршневого двигателя
  • Более широкий диапазон скоростей дает большую адаптивность
  • Может использовать топливо с более высоким октановым числом.
  • Не страдает «эффектом масштаба», ограничивающим его размер.
  • Легко адаптируется и хорошо подходит для использования водородного топлива.
  • На некоторых двигателях Ванкеля масло в картере остается незагрязненным в процессе сгорания, поэтому замена масла не требуется. Масло в главном валу полностью защищено от процесса сгорания. Масло для сальников Apex и смазки картера раздельное. В поршневых двигателях картерное масло загрязняется в результате прорыва сгорания через поршневые кольца.

Двигатели Ванкеля значительно легче и проще, содержат гораздо меньше движущихся частей, чем поршневые двигатели эквивалентной выходной мощности. Клапаны или сложные клапанные системы устраняются за счет использования простых отверстий, вырезанных в стенках корпуса ротора. Поскольку ротор опирается непосредственно на большой подшипник выходного вала, нет шатунов и коленчатого вала. Исключение возвратно-поступательного движения и устранение наиболее нагруженных и склонных к отказу частей поршневых двигателей обеспечивает высокую надежность двигателя Ванкеля, более плавный поток мощности и высокую мощность. -весовое соотношение.

Отношение площади поверхности к объему в движущейся камере сгорания настолько сложное, что прямое сравнение поршневого двигателя с возвратно-поступательным движением и двигателя Ванкеля невозможно. Скорость потока и тепловые потери совершенно разные. Температурные характеристики поверхности совершенно разные; масляная пленка в двигателе Ванкеля действует как изоляция. Двигатели с более высокой степенью сжатия имеют худшее соотношение поверхности к объему. Отношение площади поверхности к объему у поршневого дизельного двигателя намного хуже, чем у поршневого бензинового двигателя, но дизельные двигатели имеют более высокий коэффициент полезного действия. Следовательно, сравнение выходной мощности - реалистичный показатель. Поршневой двигатель с возвратно-поступательным движением, равной мощности Ванкеля, будет примерно вдвое больше рабочего объема. При сравнении отношения мощности к весу, физических размеров или физического веса с поршневым двигателем с аналогичной выходной мощностью двигатель Ванкеля превосходит его.

Четырехтактный цилиндр производит рабочий ход только при каждом втором обороте коленчатого вала, при этом три хода представляют собой насосные потери. Это удваивает реальное отношение площади поверхности к объему для четырехтактного поршневого двигателя с возвратно-поступательным движением, а рабочий объем увеличивается. Таким образом, Ванкель имеет более высокий объемный КПД и более низкие потери при перекачке из-за отсутствия дроссельных клапанов. Из-за квази-перекрытия рабочих ходов, которое обеспечивает плавность работы двигателя и предотвращение четырехтактного цикла в поршневом двигателе, двигатель Ванкеля очень быстро реагирует на увеличение мощности, обеспечивая быструю передачу мощности. когда возникает потребность, особенно при более высоких оборотах. Эта разница более выражена по сравнению с четырехцилиндровыми поршневыми двигателями и менее выражена по сравнению с более высоким числом цилиндров.

В дополнение к снятию внутренних возвратно-поступательных напряжений путем полного удаления возвратно-поступательных внутренних частей, которые обычно встречаются в поршневом двигателе, двигатель Ванкеля сконструирован с железным ротором внутри корпуса, сделанного из алюминий, который имеет больший коэффициент теплового расширения. Это гарантирует, что даже сильно перегретый двигатель Ванкеля не сможет заклинивать, как это может случиться в перегретом поршневом двигателе. Это существенное преимущество в плане безопасности при использовании в самолетах. Кроме того, отсутствие клапанов и клапанных механизмов повышает безопасность. GM протестировала железный ротор и железный корпус в своих прототипах двигателей Ванкеля, которые работали при более высоких температурах с меньшим удельным расходом топлива.

Еще одним преимуществом двигателя Ванкеля для использования в самолетах является то, что он обычно имеет меньшую лобовую площадь, чем поршневой двигатель эквивалентной мощности, что позволяет сконструировать более аэродинамическую носовую часть вокруг двигатель. Каскадным преимуществом является то, что меньший размер и меньший вес двигателя Ванкеля позволяет снизить затраты на строительство планера по сравнению с поршневыми двигателями сопоставимой мощности.

Двигатели Ванкеля, работающие в пределах своих исходных проектных параметров, почти не подвержены катастрофическим отказам. Двигатель Ванкеля, который теряет компрессию, охлаждение или давление масла, теряет большое количество мощности и выходит из строя в течение короткого периода времени. Однако в течение этого времени он обычно продолжает вырабатывать некоторую мощность, что обеспечивает более безопасную посадку при использовании в самолетах. Поршневые двигатели при тех же обстоятельствах склонны к заклиниванию или поломке деталей, что почти наверняка приведет к катастрофическому отказу двигателя и мгновенной потере всей мощности. По этой причине двигатели Ванкеля очень хорошо подходят для снегоходов, которые часто уводят пользователей в удаленные места, где отказ может привести к обморожению или смерти, а также в самолетах, где внезапный отказ может привести к аварии или вынужденной посадке в самолете. удаленное место.

Судя по форме и характеристикам камеры сгорания, требования к октану топлива в двигателях Ванкеля ниже, чем в поршневых двигателях с возвратно-поступательным движением. Максимальные требования к октановому числу на дороге составляли 82 для двигателя Ванкеля с периферийным впускным портом и менее 70 для двигателя с боковым впускным портом. С точки зрения нефтепереработчиков это может быть преимуществом с точки зрения затрат на производство топлива.

Из-за большей продолжительности хода на 50%, чем у поршневого четырехтактного двигателя, остается больше времени для завершения сгорания. Это приводит к большей пригодности для работы с прямым впрыском топлива и со стратифицированным зарядом.

Недостатки

Хотя многие из недостатков являются предметом текущих исследований, текущие недостатки производимого двигателя Ванкеля следующие:

Уплотнение ротора
Это по-прежнему является незначительной проблемой, поскольку корпус двигателя имеет сильно различающиеся температуры в каждой отдельной секции камеры. Различные коэффициенты расширения материалов приводят к несовершенной герметизации. Кроме того, обе стороны уплотнений подвергаются воздействию топлива, а конструкция не позволяет точно и точно контролировать смазку роторов. Роторные двигатели имеют тенденцию чрезмерно смазываться при всех оборотах двигателя и нагрузках, имеют относительно высокий расход масла и другие проблемы, возникающие из-за избытка масла в зонах сгорания двигателя, таких как образование углерода и чрезмерные выбросы от сжигания масла. Для сравнения, поршневой двигатель выполняет все функции цикла в одной камере, обеспечивая более стабильную температуру для поршневых колец. Кроме того, только одна сторона поршня в (четырехтактном) поршневом двигателе подвергается воздействию топлива, позволяя маслу смазывать цилиндры с другой стороны. Компоненты поршневого двигателя также могут быть спроектированы для улучшения уплотнения колец и контроля масла по мере увеличения давления в цилиндрах и уровней мощности. Чтобы преодолеть проблемы в двигателе Ванкеля, связанные с разницей в температурах между различными областями корпуса, боковых и промежуточных пластин и связанной с этим неравномерностью теплового расширения, была использована тепловая труба для передачи тепла от горячих к холодным частям двигателя. «Тепловые трубки» эффективно направляют горячий выхлопной газ к более холодным частям двигателя, что приводит к снижению эффективности и производительности. В двигателях Ванкеля с малым рабочим объемом, ротором с воздушным охлаждением и корпусом с воздушным охлаждением максимальная температура двигателя снижается с 231 ° C до 129 ° C, а максимальная разница между более горячими и холодными участками двигателя - с 159 ° C. C до 18 ° C.
Подъем уплотнения вершины
Центробежная сила толкает уплотнение верхушки на поверхность корпуса, образуя прочное уплотнение. Между верхним уплотнением и корпусом троихоида могут образоваться зазоры при работе с малой нагрузкой, когда возникает дисбаланс центробежной силы и давления газа. В диапазонах низких оборотов двигателя или в условиях низкой нагрузки давление газа в камере сгорания может вызвать отрыв уплотнения от поверхности, что приведет к утечке продуктов сгорания в следующую камеру. Mazda разработала решение, изменив форму корпуса с тройным узлом, что означало, что уплотнения остаются заподлицо с корпусом. Использование двигателя Ванкеля на устойчиво высоких оборотах помогает избежать отрыва уплотнения на вершине и делает его очень жизнеспособным в таких приложениях, как производство электроэнергии. В автомобилях двигатель подходит для серийно-гибридных применений.
Медленное сгорание
При использовании бензинового топлива сгорание топлива происходит медленно, поскольку камера сгорания длинная, тонкая и подвижная. Перемещение пламени происходит почти исключительно в направлении движения ротора, что усугубляет плохое гашение смеси бензин / воздух толщиной 2 мм, являющейся основным источником несгоревших углеводородов при высоких оборотах. Задняя сторона камеры сгорания, естественно, создает "сжатый поток", который не позволяет пламени достигать задней кромки камеры в сочетании с плохим гашением смеси бензин / воздух. Эта проблема не возникает при использовании водородного топлива, так как закалка составляет 0,6 мм. Впрыск топлива, при котором топливо впрыскивается к передней кромке камеры сгорания, может минимизировать количество несгоревшего топлива в выхлопе. Если поршневые двигатели имеют расширяющуюся камеру сгорания для горящего топлива по мере его окисления, и снижение давления по мере продвижения поршня к нижней части цилиндра во время рабочего хода компенсируется дополнительным усилием поршня на коленчатом валу во время первой половины этого хода., нет дополнительных рычагов воздействия ротора на главный вал во время сгорания, а главный вал не имеет дополнительных рычагов для приведения в действие ротора через фазы впуска, сжатия и выпуска в его цикле.
Плохая экономия топлива при использовании бензина. топливо
Это связано с формой движущейся камеры сгорания, которая приводит к плохим характеристикам сгорания и среднему эффективному давлению при частичной нагрузке и низких оборотах. Это приводит к попаданию несгоревшего топлива в выхлопной поток; топливо, которое тратится впустую, не используется для создания энергии. Выполнение требований правил выбросов иногда требует использования бензинового топлива в соотношении топливо-воздух, что не способствует хорошей экономии топлива. Ускорение и замедление в обычных условиях движения также влияет на экономию топлива. Однако работа двигателя с постоянной скоростью и нагрузкой исключает чрезмерный расход топлива.
Высокие выбросы
Поскольку несгоревшее топливо при использовании бензинового топлива находится в потоке выхлопных газов, требования по выбросам трудно удовлетворить. Эта проблема может быть решена путем прямого впрыска топлива в камеру сгорания. Двигатель Freedom Motors Rotapower Wankel, который еще не запущен в производство, соответствовал стандартам Калифорнии по сверхнизким выбросам. Двигатель Mazda Renesis с боковыми впускными и выпускными портами подавлял потерю несгоревшей смеси в выхлоп, которая ранее вызывалась перекрытием портов.

Хотя в двух измерениях система уплотнения Ванкеля выглядит даже проще, чем у соответствующего многоцилиндровый поршневой двигатель, в трех измерениях все наоборот. Наряду с уплотнениями вершины ротора, очевидными на концептуальной схеме, ротор должен также уплотнять торцы камеры.

Поршневые кольца в поршневых двигателях не являются идеальными уплотнениями; в каждой есть зазор для расширения. Уплотнение на вершинах ротора Ванкеля менее критично, поскольку утечка происходит между соседними камерами на смежных тактах цикла, а не между корпусом главного вала. Хотя уплотнение с годами улучшилось, неэффективное уплотнение двигателя Ванкеля, в основном из-за отсутствия смазки, остается фактором, снижающим его эффективность.

В двигателе Ванкеля топливно-воздушная смесь не могут быть предварительно сохранены, потому что есть последовательные циклы приема. Продолжительность хода двигателя на 50% больше, чем у поршневого двигателя с возвратно-поступательным движением. Четыре цикла Отто длятся 1080 ° для двигателя Ванкеля (три оборота выходного вала) по сравнению с 720 ° для четырехтактного поршневого двигателя, но четыре такта по-прежнему составляют ту же долю от общего числа.

Существуют различные методы расчета рабочего объема двигателя Ванкеля. Японские правила расчета смещения для номинальных характеристик двигателя используют объемное смещение только одной поверхности ротора, и автомобильная промышленность обычно принимает этот метод в качестве стандарта для расчета смещения ротора. Однако при сравнении по удельной мощности конвенция привела к значительному дисбалансу в пользу двигателя Ванкеля. Ранний пересмотренный подход заключался в оценке смещения каждого ротора как удвоенного объема камеры.

Рабочий объем роторного двигателя Ванкеля и поршневой двигатель и соответствующая выходная мощность можно более точно сравнить с помощью перемещения за один оборот эксцентрикового вала. Расчет этой формы показывает, что двухроторный двигатель Ванкеля с рабочим объемом 654 куб.см на каждую поверхность будет иметь рабочий объем 1,3 литра на каждый оборот эксцентрикового вала (только две полные поверхности, по одной поверхности на ротор, проходящий полный рабочий ход) и 2,6 литров после двух оборотов (четыре полные грани, две грани на ротор, совершающий полный рабочий ход). Результаты напрямую сопоставимы с 2,6-литровым поршневым двигателем с четным числом цилиндров в обычном порядке работы, который аналогичным образом вытесняет 1,3 литра за рабочий ход после одного оборота главного вала и 2,6 литра за счет рабочего хода после двух. обороты главного вала. Роторный двигатель Ванкеля по-прежнему является четырехтактным двигателем, и насосные потери из-за тактов без мощности все еще применяются, но отсутствие дроссельных клапанов и увеличение продолжительности хода на 50% приводит к значительно меньшим насосным потерям по сравнению с четырехтактным поршневым двигателем. поршневой двигатель. Измерение роторного двигателя Ванкеля таким образом более точно объясняет его удельную мощность, поскольку объем его воздушно-топливной смеси, проходящей полный рабочий ход за один оборот, напрямую отвечает за крутящий момент и, следовательно, производимую мощность.

Задняя сторона камеры сгорания роторного двигателя создает поток сжатия, который отталкивает фронт пламени. При использовании обычной системы с одной или двумя свечами зажигания и гомогенной смеси этот сжимаемый поток предотвращает распространение пламени на заднюю сторону камеры сгорания в средних и высоких диапазонах оборотов двигателя. Компания Kawasaki решила эту проблему в своем патенте США US 3848574, а Toyota добилась экономии на 7% за счет размещения свечи накаливания в ведущем месте и использования язычковых клапанов во впускных каналах. Это плохое сгорание в задней части камеры является одной из причин, что в выхлопном потоке Ванкеля больше окиси углерода и несгоревших углеводородов. Боковой выхлоп, используемый в Mazda Renesis, позволяет избежать одной из этих причин, поскольку несгоревшая смесь не может выйти. В Mazda 26B эта проблема была устранена за счет использования системы зажигания с тремя свечами зажигания. (В гонке на выносливость 24 часа Ле-Мана в 1991 году 26B имел значительно меньший расход топлива, чемконкурирующие поршневые двигатели с возвратно-поступательным движением. топливо в Ле-Мане. Правило.)

Периферийный впускной канал дает самое высокое среднее эффективное давление ; однако боковой впускнойканал обеспечивает более стабильный холостой ход, помогает предотвратить возврат сгоревших газов во впускные каналы, что вызывает «пропуски зажигания», вызванные чередованием циклов, когда смесь воспламеняется и не воспламеняется. Периферийный канал (PP) дает лучшее среднее эффективное давление во всем диапазоне оборотов, но PP также плохо с стабильностью холостого хода и производительности при частичной нагрузке. Ранние работы Toyota приводят к добавлению свежего воздуха в выпускное отверстие, а также доказывают, что язычковый клапан во впускном канале или канале улучшает характеристики двигателей Ванкеля на низких оборотах и ​​частичной нагрузке, предотвращает обратный выброс выхлопных газов во впускное отверстие и каналы, и снижение высокого уровня EGR, вызывающего пропуски зажигания, за счет небольшой потери мощности на максимальных оборотах. Дэвид В. Гарсайд, разработчик роторного двигателя Norton, который предположил, что более раннее открытие впускного отверстия до верхней мертвой точки (ВМТ) и более длинные впускные каналы улучшают крутящий момент на низких оборотах и ​​эластичность двигателей Ванкеля. Это также описано в книгах Кеничи Ямамото. Эластичность также улучшается за счет большего эксцентриситета ротора, аналогично более длинному ходу поршневого двигателя. Двигатели Ванкеля лучше работают с выхлопной системой низкого давления. Более высокое противодавление выхлопных газов снижает среднее эффективное давление, особенно в двигателях с периферийным впускным каналом. Двигатель Mazda RX-8 Renesis улучшил характеристики за счет удвоения площади выпускного отверстия по сравнению с более ранними конструкциями, и было проведено специальное исследование влияния конфигурации впускного и выпускного трубопроводов на характеристики двигателей Ванкеля.

Все Mazda Роторы Ванкеля собственного производства, в том числе Renesis, найденные в RX-8, изначально сжигают небольшое количество масла, которое дозируется в камеру сгорания для сохранения уплотнений верхних частей. Владельцы должны периодически добавлять небольшое количество масла, что увеличивает эксплуатационные расходы. Некоторые источники, такие как rotaryeng.net, утверждают, что лучшие результаты достигаются при использовании топливно-масляной смеси, а не насоса-дозатора масла. Двигателям с жидкостным охлаждением требуется минеральное всесезонное масло для холодного запуска, а двигателям Ванкеля необходимо время для прогрева перед работой с полной нагрузкой, как это делают поршневые двигатели. Все двигатели показывают потери масла, но роторный двигатель спроектирован с герметичным двигателем, в отличие от поршневого двигателя, у которого есть масляная пленка, которая разбрызгивается на стенки цилиндра для их смазки, отсюда и масляное «контрольное» кольцо. Были разработаны двигатели без потерь масла, устраняющие большую часть проблемы смазки маслом.

Области применения

Автомобильные гонки

Mazda 787B

В мире гонок Mazda добился значительных успехов с двухроторными, трех- и четырехроторными автомобилями. Частные гонщики также добились значительного успеха с серийными и модифицированными автомобилями Mazda Wankel с двигателями.

Sigma MC74 с двигателем Mazda 12A был первым двигателем и единственной командой из-за пределов Западной Европы или Соединенные Штаты, чтобы финишировать все 24 часа 24 часа Ле-Мана гонки в 1974 году. Йоджиро Терада был пилотом MC74. Mazda была первой командой из-за пределов Западной Европы или США, которая безоговорочно выиграла Ле-Ман. Кроме того, это был единственный автомобиль без поршневого двигателя, выигравший Ле-Ман, который компания добилась в 1991 году с четырехроторным 787B (2,622 л или 160 куб. Дюймов - фактический рабочий объем, оцененный по формуле FIA в 4,708. Л или 287 куб. Дюймов). Однако, как сообщается, у него была худшая экономия топлива среди всех конкурентов на мероприятии.

Formula Mazda Racing представляет гоночные автомобили с открытыми колесами и двигателями Mazda Wankel, которые можно адаптировать как к овальным трекам, так и к шоссейным трассам, на нескольких уровнях соревнований. С 1991 года профессионально организованная серия Star Mazda стала самым популярным форматом для спонсоров, зрителей и гонщиков, стремящихся к росту. Все двигатели построены одним производителем двигателей, сертифицированы для выработки предписанной мощности и опломбированы для предотвращения взлома. Они находятся в относительно мягком состоянии гоночного настроения, поэтому они чрезвычайно надежны и могут годами проходить между ремонтами двигателей.

Цепь Гран-при Малибу, по концепции аналогичная коммерческой развлекательной картинг треков, управляет несколькими площадками в Соединенных Штатах, где клиент может приобрести несколько кругов по треку на транспортном средстве, очень похожем на гоночные автомобили с открытыми колесами, но с приводом от небольшого Роторный двигатель Curtiss-Wright.

В двигателях, имеющих более двух роторов, или в двигателях с двумя гонками ротора, предназначенных для использования на высоких оборотах, может использоваться составной эксцентриковый вал, позволяющий установить дополнительные подшипники между роторами. Хотя такой подход действительно увеличивает сложность конструкции эксцентрикового вала, он успешно использовался в производимых Mazda трехроторных двигателях 20B-REW, а также многих гоночных двигателях небольшого производства. Эксцентриковый вал C-111-2 Mercedes-Benz с 4 роторами для серии KE 70, тип DB M950 KE409 выполнен в виде единой детали. Mercedes-Benz использует разъемные подшипники.

Мотоциклетные двигатели

Прототип Norton Interpol2

Небольшие размеры и привлекательное соотношение мощности и веса двигателя Ванкеля привлекли внимание производителей мотоциклов. Первым мотоциклом с двигателем Ванкеля был IFA / MZ KKM 175W 1960 года выпуска, построенный немецким мотоциклов MZ по лицензии НСУ.

. В 1972 году Yamaha представила RZ201 на Токийском автосалоне, прототип с двигателем Ванкеля весом 220 кг и мощностью 60 л.с. (45 кВт) от двухроторного 660-кубового двигателя (патент США N3964448). В 1972 г. компания Kawasaki представила прототип своего двухроторного роторного двигателя Kawasaki X99 (патенты США N 3848574 и 3991722). И Yamaha, и Kawasaki утверждали, что в ранней версии Ванкельса решили проблемы низкой топливной экономичности, выбросов выхлопных газов и низкого срока службы двигателя, но ни один прототип не был выпущен в производство.

В 1974 году Hercules произвела W-2000 мотоциклы Ванкеля, но низкие производственные мощности означали, что проект был убыточным, и производство было прекращено в 1977 году.

С 1975 по 1976 год, Suzuki произвел свой монороторный мотоцикл RE5 Ванкель. Это была сложная конструкция с жидкостным охлаждением и масляным охлаждением, а также использованием систем смазки и карбюратора. Он работал хорошо и плавно, но довольно тяжелым и имея скромную выходную мощность 62 л.с. (46 кВт), он не продавался хорошо.

Голландский импортер и производитель мотоциклов Van Veen в период с 1978 по 1980 год произвел небольшое количество мотоцикла OCR-1000 с двухроторным двигателем Ванкеля, используя излишки Comotor двигателей. В двигателе OCR 1000 использовался переделанный двигатель, изначально предназначенный для автомобиля Citroën GS.

В начале 1980-х, используя более ранние работы в BSA, Norton произвел двухроторный двигатель с воздушным охлаждением Classic, за ним последовали Commander с жидкостным охлаждением и Interpol2 (полицейская версия). Последующие велосипеды Norton Wankel включали в себя Norton F1, F1 Sports, RC588, Norton RCW588 и NRS588. Norton использует новую двухроторную модель с рабочим объемом 588 куб. См, названную «NRV588», и версию с объемом двигателя 700 куб. См, названную «NRV700». Бывший механик Нортон, Брайан Крайтон, начал свою собственную линейку мотоциклов с роторным двигателем под названием «Roton», выиграла несколько австралийских гонок.

Несмотря на успехи в гонках, с 1992 года мотоциклы с двигателями Ванкеля не выпускались для широкой публике для использования на дорогах.

Два разных подхода к проектированию, предпринятые Suzuki и BSA, могут с пользой сравнивать. Еще до того, как Suzuki выпустила RE5, в Бирмингеме инженер-исследователь BSA Дэвид Гарсайд разрабатывал двухроторный мотоцикл Ванкеля. Крах BSA остановил систему, но машина Гарсайда в конечном итоге была запущена в производство, поскольку двигатели Norton Classic.

Ванкеля очень сильно нагреваются на стороне зажигания и выпуска трохоидной камеры трохоидной камеры, тогда как впускной и компрессионные части холоднее. Suzuki выбрала сложную систему масляного и водяного охлаждения, по мнению Гарсайда, при условии, что мощность не превышает 80 л.с. (60 кВт), воздушного охлаждения будет достаточно. Гарсайд охладил внутреннюю часть роторов фильтрованным набегающим воздухом. Этот очень горячий воздух, охлаждающий в камере нагнетания, находящейся внутри полумонокока рамы, а затем, после смешивания с топливом, подавали в двигатель. Этот воздух был довольно маслянистым после прохождения через внутреннюю часть роторов и поэтому использовался для смазки кончиков роторов. Выхлопные трубы сильно нагреваются, поэтому Suzuki выбрала ребристый выхлопной коллектор, выхлопные трубы с двойными стенками с охлаждающими решетками, термостойкие оболочки для труб и глушители с теплозащитными экранами. Гарсайд просто спрятал трубы под двигателем, чтобы они не могли причинить вред, где тепло рассеивалось бы от ветра, идущего вперед. Suzuki выбрал сложную многоступенчатую карбюрацию, в то время как Garside выбрал простые карбюраторы. У Suzuki было три системы смазки, в то время как у Garside была единственная система впрыска масла с полной потерей масла, которая подавалась как на коренные подшипники, так и на впускные коллекторы. Suzuki выбрала одинарный ротор, который был довольно гладким, но с шероховатостями при 4000 об / мин; Гарсайд выбрал двухроторный двигатель с плавной турбонаддувом. Сузуки установил массивный ротор высоко в раме, но Гарсайд поставил роторы как можно ниже, чтобы снизить центр тяжести мотоцикла.

Хотя было сказано, что он хорошо управляем, в результате Suzuki был слишком сложный, в производстве и (при 62 л.с.) немного не хватает мощности. Конструкция Гарсайда была проще, плавнее, легче и, имея 80 л.с. (60 кВт), значительно мощнее.

Авиационные двигатели

Wankel RC2-60 Aeronautical Rotary Engine ARV Super2 с британским MidWest AE110 двухроторный двигатель Ванкеля Diamond DA20 с Diamond Engines Wankel Sikorsky Cypher Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) с двигателем Ванкеля UEL AR801

В принципе Двигатели Ванкеля идеальны для легких самолетов, поскольку они легкие, компактные, почти безвибрационные и обладают высоким отношением мощности к массе. Другие авиационные преимущества двигателя Ванкеля включают:

  1. роторы не могут заклинивать, так как корпуса ротора расширяются больше, чем роторы;
  2. двигатель менее подвержен серьезному состоянию, известному как "детонация двигателя", который может разрушить поршневые двигатели самолета в середине полета.
  3. Двигатель не подвержен «шоковому охлаждению» при спуске;
  4. Двигатель не требует обогащенной смеси для охлаждения на большой;
  5. Отсутствие деталей, совершающих возвышенное движение, снижает уязвимость к повреждениям, когда двигатель вращается с большей скоростью, чем расчетный максимум. Ограничение числа оборотов прочность подшипников.

В отличие от автомобилей и мотоциклов, авиадвигатель Ванкеля будет достаточно теплым, прежде чем у него будет задействована полная мощность, из-за времени, необходимого для предполетных проверок. Кроме того, поездка на взлетно-посадочную полосу имеет минимальное охлаждение, что позволяет достичь максимальной рабочей температуры для полной мощности на взлете. Авиадвигатель Ванкеля большую часть своего рабочего времени работает на большой выходной мощности с небольшим холостым ходом. Это делает идеальным использование периферийных портов. Преимущество состоит в том, что возможны модульные двигатели с более чем двумя роторами без увеличения лобовой площади. Если обледенение каких-либо впускных трактов является проблемой, для предотвращения обледенения имеется много отработанного тепла двигателя.

Первый роторный самолет Ванкеля был в конце 1960-х годов и был экспериментальной Lockheed Q-Star гражданской версией разведывательного QT-2 армии США., по сути, это силовой планер Schweizer . Самолет был оснащен роторным двигателем Curtiss-Wright RC2-60 Wankel, мощностью 185 л.с. (138 кВт). Такая же модель двигателя использовалась в Cessna Cardinal и вертолете, а также в других самолетах. В Германии в середине 1970-х годов был разработан самолет с толкающим воздуховодом, оснащенный модифицированным многороторным двигателем Ванкеля NSU, как в гражданской, так и военной версии Fanliner и Fantrainer.

Примерно в то же время, что и первые эксперименты с полномасштабными самолетами, оснащенными двигателями Ванкеля, модельные -размерные версии были впервые созданы комбинацией известных японских Операционные системы Фирма по производству двигателей и существовавшая в то время немецкая Граупнер фирма по производству авиамоделиров, по лицензии НГУ / Автосоюз. К 1968 году был запущен первый прототип двигателя Ванкеля модели OS / Graupner модели Ванкеля OS / Graupner с воздушным охлаждением с зажиганием от свечей накаливания, работающий на метаноле, работающий на метаноле, и был произведен как минимум в двух версиях с 1970 года. по сей день исключительно ОС после кончины Граупнера в 2012 году.

Авиационные двигатели Ванкеля все чаще используются там, где важны компактный размер, высокая удельная мощность и тихая работа, особенно в дронах и беспилотных летательных аппаратов. Многие компании и любители адаптируют роторные двигатели Mazda, взятые из автомобилей, использования в самолетах. Другие, в том числе сама Wankel GmbH, производят роторные двигатели Wankel, предназначенные для этой цели. Одно из таких применений - двигатели Rotapower в Moller Skycar M400. Другим примером специально созданных роторных двигателей являются Austro Engine AE50R мощностью 55 л.с. (41 кВт) (сертифицированный) и 75 л.с. (56 кВт) AE75R (в разработке), оба прибл. 2 л.с. / кг.

Двигатели Ванкеля устанавливаются на самодельные экспериментальные самолеты, такие как ARV Super2, пара из оснащалась британскими MidWest aero -двигатель. Большинство из них - автомобильные двигатели Mazda 12A и 13B, переоборудованные для использования в авиации. Это очень экономичная альтернатива сертифицированным авиационным двигателем, предлагающая двигатели мощностью от 100 до 300 лошадиных сил (220 кВт) за небольшую часть эффективности поршневых двигателей. Эти преобразования были установлены в начале 1970-х годов. С некоторыми из этих двигателей, самолетах по состоянию на 10 декабря 2006 года Национальный совет по безопасности на транспорте имел только семь отчетов об инцидентах с самолетами с двигателем Mazda. -за конструкции или производства.

Питер Гаррисон, редактор журнала Flying, сказал, что «на мой взгляд... наиболее многообещающим двигателем для использования в авиации является роторный двигатель Mazda». Роторы Mazda хорошо зарекомендовали себя при переоборудовании для использования в самодельных самолетах. Однако реальная проблема в авиации включает в том, чтобы сертифицированные FAA альтернативы стандартным поршневым двигателем, оснащенные большинством самолетов авиации общего назначения. Компания Mistral Engines, базирующаяся в Швейцарии, разработала специальные роторы для заводских и модернизированных установок на сертифицированных серийных самолетах. Роторные двигатели G-190 и G-230-TS уже находились на экспериментальном рынке, и Mistral Engines надеялась на сертификацию FAA и JAA в 2011 году. По состоянию на июнь 2010 года, G Разработка роторных двигателей -300 прекратилась, компания сослалась на проблемы с денежными потоками.

Mistral утверждает, что преодолела проблемы расхода топлива, присущие роторным двигателем, по крайней мере в той степени, в пределах нескольких точек поршневых двигателей аналогичного объема. Хотя расход топлива по-прежнему незначительно выше, чем у двигателей, его перевешивают другие положительные факторы.

Ценой повышенного усложнения впрыска дизельного типа высокого давления, потребление топлива в том же диапазоне, что и у предварительных двигателей. Камерные автомобильные и промышленные дизели былианы с многотопливными двигателями Curtiss-Wright со стратифицированным при сохранении роторных преимуществ Ванкеля. В отличие от поршневых и верхнеклапанных двигателей, здесь нет клапанов, которые могут плавать при более высоких оборотах, что приводит к потере производительности. Ванкель представляет собой более эффективную конструкцию на высоких оборотах без головки блока цилиндров.

Французская компания Citroën разработала [fr ] вертолет с двигателем Ванкеля в 1970-е годы.

двигатели Ванкеля работают на относительно высокой вращения вращения, при 6000 об / мин выходного вала, ротор делает всего 2000 оборотов. При относительно низком крутящем моменте летательные аппараты с воздушным винтом должны использовать блок снижения скорости воздушного винта для поддержания гребных винтов в пределах расчетного диапазона скоростей. В экспериментальных самолетах с двигателем Ванкеля используются винтовые редукторы, например, двухроторный двигатель MidWest имеет редуктор 2,95: 1. частота вращения вала двигателя Ванкеля высока по сравнению с поршневой конструкцией с возвратно-поступательным движением. Быстро вращается только эксцентриковый вал, тогда как роторы вращаются ровно на одну треть скорости вала. Если вал вращается со скоростью 7500 об / мин, роторы вращаются намного медленнее - 2500 об / мин.

Pratt Whitney Rocketdyne получила заказ от DARPA на примере дизельного двигателя Ванкеля для использования в прототипе VTOL летающего автомобиля, названного "Трансформатор". Двигатель основан на более ранней концепции дизельного беспилотного летательного аппарата Ванкеля под названием "Endurocore".

планер производитель Schleicher использует двигатели Ванкеля в своих самозапускающихся моделях АСК- 21 Ми, АШ-26Э, АШ-25 М / Ми, АШ-30 Ми, АШ-31 Mi, ASW-22 BLE и ASG-32 Mi.

В 2013 году самолеты e-Go, базирующиеся в Кембридже, Великобритания, объявила, что ее новый одноместный самолет утка, победитель конкурса на проектирование, отвечающий требованиям новой британской категории нерегулируемых одноместных самолетов, будет оснащаться двигателем Ванкеля от Rotron Power, специализированного производителя современных роторных двигателей для применение беспилотн ых летательных аппаратов (БПЛА). Первая продажа состоялась в 2016 году. Ожидается, что самолет будет развивать крейсерскую скорость 100 узлов (190 км / ч; 120 миль / ч) с помощью двигателя Ванкеля мощностью 30 л.с. (22 кВт) с экономией топлива 75 миль на галлон ‑imp (3,8 л / 100 км; 62 миль на галлон ‑US) с использованием стандартного автомобильного бензина (MOGAS), развивающего 22 кВт (30 л.с.).

DA36 E-Star, разработанный самолет от Siemens, Diamond Aircraft и EADS, использует гибридную трансмиссию серии с винтом, вращаемым винтом Siemens мощностью 70 кВт (94 л.) электрический двигатель. Цель - снизить расход топлива и выбросы до 25%. Электроэнергия вырабатывается бортовым роторным двигателем и генератором Austro Engines Wankel мощностью 40 л.с. (30 кВт). Блок понижения скорости воздушного винта исключен. Электродвигатель использует электричество, хранящееся в батареях, при выключенном двигателе генератора, для взлета и набора высоты, что снижает уровень шума. Серийно-гибридный силовой агрегат с двигателем Ванкеля снижает вес самолета на 100 кг по сравнению с его предшественником. DA36 E-Star впервые поднялся в воздух в июне 2013 года, что сделало его первым полетом с серийно-гибридной трансмиссией. Diamond Aircraft заявляет, что технология, использующая двигатели Ванкеля, масштабируется до 100-местного самолета.

Расширитель дальности полета

Структура серийно-гибридного транспортного средства. Серый квадрат представляет собой дифференциальную передачу. Альтернативная компоновка (не показана) должна иметь электродвигатели на двух или четырех колесах. прототип Mazda2 EV

Из-за компактных размеров и высокого отношения мощности к весу двигателя Ванкеля он был предложен для электрического автомобили как расширители диапазона для обеспечения дополнительного питания при низком уровне заряда аккумулятора. Было выпущено несколько концептуальных автомобилей с гибридной трансмиссией серии . Двигатель Ванкеля, используемый только в качестве генератора, имеет преимущества упаковки, шума, вибрации и распределения веса при использовании в транспортном средстве, максимизируя внутреннее пространство для пассажиров и багажа. Двигатель / генератор может находиться на одном конце транспортного средства, а электрические приводные двигатели - на другом, соединенные только тонкими кабелями. Мицуео Хитоми, глава Mazda по трансмиссиям, заявил: «Роторный двигатель идеален в качестве расширителя запаса хода, потому что он компактен и мощен, а также обеспечивает низкий уровень вибрации».

В 2010 году Audi представила прототип серийного гибридного электромобиля A1 e-tron, который включал в себя небольшой 250-кубовый двигатель Ванкеля, работающий со скоростью 5000 об / мин, который заряжал аккумуляторные батареи автомобиля по мере необходимости и подавал электричество непосредственно на электрический приводной двигатель. В 2010 году заявили, что в их прототипе электрической версии Fiat 500 двигатель Ванкеля будет использоваться в качестве расширителя запаса хода. В 2013 году Valmet Automotive из Финляндии представила прототип автомобиля под названием EVA, включающий серийно-гибридную трансмиссию с приводом от Ванкеля и двигатель, произведенный немецкой компанией Wankel SuperTec. Британская компания Aixro Radial Engines предлагает расширитель диапазона на основе двигателя go-kart с камерой объемом 294 куб.см.

Японская Mazda прекратила производство двигателей Ванкеля с прямым приводом в своем модельном ряду в 2012 г., оставив автомобильную промышленность во всем мире без серийных автомобилей с этим двигателем. Компания продолжает разработку следующего поколения двигателей Ванкеля SkyActiv-R. Mazda заявляет, что SkyActiv-R решает три ключевые проблемы с предыдущими роторными двигателями: экономия топлива, выбросы и надежность. Такаши Яманучи, генеральный директор Mazda, сказал: «Роторный двигатель имеет очень хорошие динамические характеристики, но это не так хорошо с точки зрения экономии, когда вы ускоряетесь и замедляете. Однако с расширителем диапазона вы можете использовать роторный двигатель с постоянной скоростью 2 000 об / мин, при максимальной эффективности. Он также компактен ». Никакой двигатель Ванкеля в такой конструкции еще не использовался в серийных автомобилях или самолетах. Однако в ноябре 2013 года Mazda объявила автомобильной прессе о серийно-гибридном прототипе автомобиля Mazda2 EV, использующем двигатель Ванкеля в качестве расширителя диапазона. Генераторный двигатель, расположенный под задним полом багажного отделения, представляет собой крошечный, почти неслышный однороторный агрегат объемом 330 куб. См, вырабатывающий 30 л.с. (22 кВт) при 4500 об / мин и поддерживающий постоянную электрическую мощность 20 кВт. В октябре 2017 года Mazda объявила, что роторный двигатель будет использоваться в гибридных автомобилях с запланированными датами выпуска 2019/20 гг.

Mazda провела исследования по искровому зажиганию от сжатия (SPCCI ) зажигание роторных двигателей с указанием, что любые новые роторные двигатели будут включать SPCCI. SPCCi включает в себя искровое зажигание и воспламенение от сжатия, сочетающее в себе преимущества бензиновых и дизельных двигателей для достижения целей в области окружающей среды, мощности и расхода топлива.

Mazda подтвердила, что автомобиль с увеличенным запасом хода будет выпущен в конце 2020 года. Архитектура электродвигателя будет аналогична Toyota Prius Synergy Drive с полной тягой двигателя или полной тягой электродвигателя, или любым процентным соотношением из двух, взятых между ними. Можно выбрать более крупный аккумуляторный блок, чтобы обеспечить полноценную работу электромобиля с зарядкой аккумулятора от сети, при этом двигатель выполняет двойные функции расширителя диапазона и зарядного устройства, когда заряд аккумулятора слишком низкий. При работе на двигателе электродвигатель используется для ускорения и взлета с места.

Другое использование

UEL UAV-741 двигатель Ванкеля для БПЛА

малых двигателей Ванкеля все чаще встречаются в других приложениях, таких как картинг, гидроциклы и вспомогательные силовые установки для самолетов. Kawasaki запатентованный роторный двигатель смешанного охлаждения (патент США 3991722). Японский производитель дизельных двигателей Yanmar и Dolmar-Sachs из Германии имел цепную пилу с роторным двигателем (документ SAE 760642) и подвесные лодочные двигатели, а французский Outils Wolf, производивший газонокосилку (Rotondor) с роторным двигателем Ванкеля. Для экономии производственных затрат ротор находился в горизонтальном положении, а с нижней стороны не было уплотнений. Graupner / OS 49-PI - это 5-кубовый двигатель Ванкеля мощностью 1,27 л.с. (950 Вт) для использования в модели самолета, который производился практически без изменений. с 1970 года. Даже с большим глушителем вся упаковка весит всего 380 граммов (13 унций).

Простота двигателя Ванкеля делает его хорошо подходящим для мини-, микро- и микро-мини-двигателей. Лаборатория роторных двигателей микроэлектромеханических систем (MEMS) Калифорнийского университета в Беркли ранее проводила исследования по разработке двигателей Ванкеля диаметром до 1 мм с рабочим объемом меньше чем 0,1 куб. Материалы включают кремний, а движущая сила включает сжатый воздух. Целью таких исследований было в конечном итоге разработать двигатель внутреннего сгорания, способный выдавать 100 милливатт электроэнергии; с самим двигателем, служащим ротором генератора, с магнитами, встроенными в сам ротор двигателя. Разработка миниатюрного двигателя Ванкеля остановилась в Калифорнийском университете в Беркли по окончании контракта DARPA. Миниатюрные двигатели Ванкеля изо всех сил пытались сохранить сжатие из-за проблем с уплотнением, подобных проблемам, наблюдаемым в крупномасштабных версиях. Кроме того, миниатюрные двигатели страдают от неблагоприятного отношения площади поверхности к объему, что приводит к чрезмерным потерям тепла; относительно большая площадь поверхности стенок камеры сгорания отводит то небольшое количество тепла, которое вырабатывается в небольшом объеме сгорания, что приводит к гашению и низкой эффективности.

Ingersoll-Rand построила самый большой в истории двигатель Ванкеля с двумя роторами, который был доступен в период с 1975 по 1985 год, мощностью 1100 л.с. (820 кВт). Доступна была версия с одним ротором мощностью 550 л.с. (410 кВт). Объем каждого ротора составлял 41 литр, при этом каждый ротор имел диаметр примерно один метр. Двигатель был заимствован из предыдущей, неудачной конструкции Кертисс-Райта, которая потерпела неудачу из-за хорошо известной проблемы со всеми двигателями внутреннего сгорания : фиксированной скоростью, с которой движется фронт пламени. ограничивает расстояние, на которое может пройти горение от точки воспламенения в заданное время, тем самым ограничивая максимальный размер цилиндра или камеры ротора, которые могут быть использованы. Эта проблема была решена путем ограничения частоты вращения двигателя до 1200 об / мин и использования природного газа в качестве топлива. Это было особенно удачно выбрано, поскольку одним из основных применений двигателя было приведение в действие компрессоров на газопроводах .

Yanmar в Японии изготовил несколько небольших роторных двигателей с охлаждением наддувом для бензопил и подвесных двигателей. Одним из ее продуктов является двигатель LDR (выемка в роторе в передней кромке камеры сгорания), который имеет улучшенный профиль выбросов выхлопных газов и впускные каналы с пластинчатым клапаном, которые улучшают характеристики при частичной нагрузке и низких оборотах.

В 1971 и 1972 годах Arctic Cat производили снегоходы с двигателями Sachs KM 914 объемом 303 куб. См и KC-24 объемом 294 куб. См. Производства Германии.

В начале 1970-х годов Outboard Marine Corporation продавала снегоходы под маркой Johnson и другими брендами, оснащенные двигателями OMC мощностью 35 или 45 л.с. (26 или 34 кВт).

Немецкая компания Aixro производит и продает двигатели для картинга с ротором объемом 294 куб. См с охлаждением заряда и корпусом с жидкостным охлаждением. Другие производители: Wankel AG, Cubewano, Rotron и Precision Technology USA.

Американский танк M1A3 Abrams будет использовать вспомогательную силовую установку с роторным двигателем, разработанную лабораторией армии США TARDEC. Он оснащен роторным двигателем с высокой удельной мощностью 330 куб. См, модифицированным для работы с различными видами топлива, такими как высокооктановое реактивное топливо военного назначения.

Без внутреннего сгорания

Компрессор системы кондиционирования воздуха Ogura Wankel

Помимо использования в качестве двигателя внутреннего сгорания, базовая конструкция Ванкеля также использовалась для газовых компрессоров и нагнетателей для двигателей внутреннего сгорания, но в этих случаях, хотя конструкция по-прежнему имеет преимущества в надежности, основные преимущества Ванкеля по размеру и весу перед четырехтактным двигателем внутреннего сгорания не имеют значения. В конструкции, использующей нагнетатель Ванкеля на двигателе Ванкеля, нагнетатель в два раза больше двигателя.

Конструкция Ванкеля используется в системе предварительного натяжения ремня безопасности некоторых автомобилей Mercedes-Benz и Volkswagen. Когда датчики замедления обнаруживают потенциальную аварию, срабатывают небольшие патроны с взрывчатым веществом, и образующийся под давлением газ подается в крошечные двигатели Ванкеля, которые вращаются, чтобы компенсировать провисание систем ремней безопасности., надежно закрепив водителя и пассажиров на сиденье перед столкновением.

См. также

Примечания

Ссылки

  • Ямагути, Джек К. (2003). Mazda RX-8: первый в мире 4-дверный 4-местный спортивный автомобиль плюс полная история разработки двигателей Mazda Rotary и гонок по всему миру. Mazda Motor. ISBN 4-947659-02-5.
  • Ямагути, Джек К. (1985). Новые спортивные автомобили Mazda RX-7 и Mazda Rotary Engine. Нью-Йорк: Пресса Св. Мартина. ISBN 0-312-69456-3.
  • Норби, Ян П. (1973). «Берегись Mazda!». Автомобильный ежеквартальный. XI.1 : 50–61.
  • Biermann, Arnold E.; Эллерброк-младший, Герман Х. (1941). «Отчет № 726 Конструкция ребер цилиндров воздушного охлаждения» (PDF). NACA. Проверено 5 мая 2018 г.
  • Ямамото, Кеничи (1981). Роторный двигатель. Toyo Kogyo.
  • Grazen, Alfred EP, Patents CA 602098 и CA 651826 (покрытие рабочей поверхности в Suzuki RE-5)
  • Societé Anonyme Automobiles Citroën (1969), испанские патенты 0374366 и 0375053 по улучшениям в процедуры покрытия поверхности трения (Nikasil).
  • Ф. Феллер и М.И. Мех: «Двухступенчатый роторный двигатель - новая концепция в дизельной энергетике» от Rolls-Royce, Институт инженеров-механиков, Труды 1970–71, Vol. 185, стр. 139–158, D55-D66. Лондон
  • Ансдейл, Р. Ф. (1968). Двигатель Ванкеля RC, дизайн и производительность. Илифф. ISBN 0-592-00625-5.
  • Фрэнк Джардин (Alcoa): «Тепловое расширение в конструкции автомобильных двигателей», журнал SAE, сентябрь 1930 г., стр. 311–319, а также SAE paper 300010.
  • П.В. Ламарк, "Конструкция охлаждающих ребер для мотоциклетных двигателей", журнал Института автомобильных инженеров, Лондон, март 1943 г., а также в "The Institution of Automobile Engineers Proceedings", XXXVII, сессия 1942–1943, стр. 99–134 и 309–312.
  • W. М. Холадей и Джон Хэппел (Socony-Vacuum Oil Co): «Взгляд нефтепереработчика на качество моторного топлива», документ SAE 430113
  • Вальтер Дж. Фроде: «Вращающийся двигатель внутреннего сгорания NSU-Ванкеля», технический документ SAE 610017
  • М. Р. Хейс и Д. П. Боттрилл: «N.S.U. Spider -Vehicle Analysis », Мира (Ассоциация исследований автомобильной промышленности, Великобритания), 1965.
  • С. Джонс (Кертисс-Райт),« Роторный двигатель внутреннего сгорания такой же аккуратный и аккуратный, как и авиационная турбина », журнал SAE, Май 1968 г., том 76, № 5: 67–69. Также в статье SAE 670194.
  • Ян П. Норбай: «Соперники Ванкеля», Popular Science, январь 1967; «Двигатель Ванкеля. Дизайн, разработка, приложения »; Chilton, 1972. ISBN 0-8019-5591-2
  • Т. В. Роджерс и др. (Mobil), «Смазка вращающихся двигателей», Automotive Engineering (SAE), май 1972 г., том 80, № 5: 23–35.
  • К. Ямамото и др. (Mazda): «Характеристики горения и выбросов роторных двигателей», Automotive Engineering (SAE), июль 1972: 26–29. Также в документе SAE 720357.
  • Л.В. Мэнли (Mobil): «Низкооктановоетопливо подходит для вращающихся двигателей», Automotive Engineering (SAE), август 1972 г., том 80, № 8: 28–29.
  • WD Bensinger (Daimler-Benz), "Rotationskolben-Verbrennungsmotoren", Springer-Verlag 1973; ISBN 978-3-642-52173-7
  • Райнер Никульски: «Ротор Norton вращается в моем Hercules W-2000», «Двигатель Sachs KC-27 с катализатором. преобразователь »и другие статьи в:« Wankel News »(на немецком языке, из Hercules Wankel IG)
  • « Мировое обновление роторного типа », Automotive Engineering (SAE), февраль 1978 г., том 86, № 2: 31 –42.
  • Б. Лоутон: «Дизельный двигатель Ванкеля с турбонаддувом», C68 / 78, из: «Публикации конференции Института инженеров-механиков. 1978–2, Турбонаддув и турбокомпрессоры, ISBN 0 85298 395 6, стр 151–160.
  • Т. Коно и др. (Toyota): «Улучшено сгорание при малой нагрузке роторного двигателя», Automotive Engineering (SAE), август 1979: 33–38. Также в документе SAE 790435.
  • Крис Перкинс: Norton Rotaries, 1991 Osprey Automotive, Лондон. ISBN 1855321 81 5
  • Карл Людвигсен: Wankel Engines от A до Z, Нью-Йорк, 1973. ISBN 0-913646-01 -6
  • Лен Лаутан (AAI corp.): «Разработка легкого роторного двигателя на тяжелом топливе», статья SAE 930682
  • G Bickle et al. (ICT co), R Domesle et al. (Degussa AG), «Контроль выбросов двухтактных двигателей», Automotive Engineering International (SAE), февраль 2000 г., стр. 27–32.
  • BOSCH, «Справочник по автомобилестроению», 2005 г., Fluid's Mechanics, Таблица: ' Разгрузка из месторождений высокого давления ».
  • Аниш Гохале и др.:« Оптимизация охлаждения двигателя посредством моделирования сопряженной теплопередачи и анализа ребер »; Документ SAE 2012-32-0054.
  • Патенты: US 3848574, 1974-Kawasaki; GB 1460229, 1974-Ford; США 3833321, 1974; США 3981688, 1976. - Ford; CA 1030743, 1978; CA 1045553, 1979, -Ford.
  • Дун-Зен Йенг и др.: «Численное исследование характеристик роторного двигателя с утечкой, различными видами топлива и размерами углублений», статья SAE 2013-32-9160, и тот же автор: «Влияние впускной и выпускной трубы на производительность роторного двигателя», документ SAE 2013-32-9161
  • Вэй Ву и др.: «Воздушное охлаждение с использованием тепловых трубок. Роторный двигатель Ванкеля для повышения долговечности, мощности и эффективности », документ SAE 2014-01-2160
  • Микаэль Бергман и др. (Husqvarna): «Усовершенствованное покрытие двигателя с низким коэффициентом трения, нанесенное на высокопроизводительную бензопилу объемом 70 куб. См», документ SAE 2014-32-0115
  • Альберто Боретти: «Моделирование двигателей Ванкеля для БПЛА с помощью CAD / CFD / CAE», Технический документ SAE 2015-01-2466

Внешние ссылки

На Викискладе есть материалы, связанные с движком Ванкеля.
Последняя правка сделана 2021-06-20 08:02:35
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте