Альтернативні рушії. Роторний двигун: принцип роботи, область застосування і перспективи
Уявіть, скільки в світі існує автотранспорту. Практично 99% всього автомобільного парку світу мають рушій - поршневий ДВС. Цей двигун надійний і вже досить довго експлуатується в різних типах автомобілів. Але повернемося до історії. після промислового перевороту, який був викликаний появою парової машини, світ кинувся на колеса. Відсутність живої рушійної сили, з якою досить багато мороки, вже дуже було привабливо. Але ж якщо сильно спростити, то принцип дії роторного двигуна використовувався ще в млинах, що працюють від вітру. Просто тоді ніхто не замислювався, чому так.
Отже, поява на світ більш звичного нам поршневого двигуна дало потужний якісний стрибок. Нагадаємо принцип роботи. В одному і тому ж замкнутому просторі змінюється середовище і робочий об`єм. Шляхом вприскування палива і повітря створюється робота на поршні. Він, в свою чергу, кінематично пов`язаний з валом через складну систему кривошипно-шатунного механізму. Поступальний рух (Поршня, що змінює обсяг), перетворюється на обертальний рух вала. Якщо глянути на роторний двигун, принцип роботи буде дещо іншим.
Роторний двигун так називається тому, що основна робоча частина - ротор, а не поршень. Ротор в такому двигуні представлений у вигляді масивного треугольнікообразного елемента, всередині якого знаходиться отвір з зубами. Статор представлений зовнішньою оболонкою, бічними кільцями і внутрішнім валом з відповідними зубцями значно меншого діаметру. Це один з типів - роторний двигун. Принцип роботи даного пристрою дещо незвичайний і полягає в тому, що ротор обертається асиметрично відносно центру двигуна. При цьому за один оборот відбуваються аж три робочих циклу в повному обсязі (щодо поршневого). Це якщо коротко.
Якщо ж в деталях, то принцип роботи такої: впуск повітря, стиснення, впорскування палива, випуск (розширення). Такий цикл реалізований і в поршневому ДВС, але тільки виконана робота порівнянна з 6-ти циліндровим ДВС поршневого типу. Але чому ж тоді принцип роторного двигуна не зробив революцію? Відповідь проста - не все так гладко, як виглядає. Цим типом ДВС займалися практично всі світові бренди, в тому числі і вітчизняні. Займалися всі, а вийшло реалізувати на практиці у одиниць. Ходять чутки, що Фелікс Ванкель почав роботи над цим двигуном ще в 19 років. Але це малоймовірно, тому що в той час технічний розвиток було слабке, а освіту спеціаліста - розкіш і рідкість.
Проте, з історії відомо, що він потрапив на роботу в друковане технічне видання. Ця робота і стала стартом для Ванкеля в світі техніки. Достовірно відомо, що він почав активно розвивати цю ідею, завдяки чому і пішла назва даного типу двигуна - двигун Ванкеля. Повернемося до питання - чому роторно-поршневі двигуни не стали масовими? Відповідь можна знайти в перевагах і недоліках даної схеми ДВС.
Переваги роботи, які має роторний двигун (принцип роботи описаний вище) полягають в наступних пунктах:
- висока потужності, що виробляється;
- легкість конструкції (в порівнянні з поршневим);
- відсутність граничних (мертвих) точок;
- не потрібні додаткові елементи (кривошипно-шатунного механізму).
Недоліки цього типу:
- величезні навантаження на підшипники і зуби;
- швидкий перегрів;
- складність ущільнення окремих камер.
Здавалося б, роторний двигун принцип роботи має більш вдалий, ніж у поршневого двигуна. Навіть переваг більше, ніж недоліків, і вони (переваги) мають величезне значення. Але розробники не змогли адекватно довести стабільну роботу циклів до робочого примірника. Однак були й винятки. Свого часу автомобіль Ro-80 отримав звання "Авто року 1987 року". А це все ж показник.
У наші дні проблеми, з якими зіткнулися тоді інженери, цілком можна вирішити. Деталі можна виготовляти з композитних і особливо міцних сплавів. Але виробники автотранспорту не поспішають до новацій. Можливо, через те, що цей тип двигунів працює тільки з великими потужностями, при цьому маючи величезний витрата. Зіставте це з ціною палива і запасами природних ресурсів, і отримаєте відмінну перспективу, яку, напевно, не судилося втілити в масовість.
