Автомобиль ВАЗ-415 с роторным двигателем поначалу воспринимали как шуточный эксперимент. По уверениям разработчиков, «девятка» с таким мотором могла обойти «Мерседес» на скорости 200 км/ч. Тем не менее какая-то часть истины в этом есть. Рассматриваемый силовой агрегат по динамическим и скоростным параметрам превосходил все стандартные модификации отечественной автомобильной промышленности. Давайте разберемся, в чем преимущества и отличия этого приспособления от обычных ДВС.
Общая информация
Впервые на российских просторах ВАЗ-415 с роторным двигателем появился в 1996 году на базе ВАЗ-2109. Транспортное средство от конкурентов отличалось повышенными показателями мощности. Экспериментальный мотор на 140 лошадиных сил разгонял машину до 100 км/ч всего за восемь секунд. При этом скоростной порог составил порядка 200 км/ч.
Вместимость топливного резервуара — 39 литров, расход горючего вырос заметно. Полной заправки хватало на путешествие от Москвы до Смоленска и обратно. То, что авто не пошло в серийное производство, объясняется солидным «аппетитом», а также высокой стоимостью. После стартового прототипа производители выпустили еще два экземпляра: версии на 150 и 250 «лошадок». Повышенная динамика в практичном плане не давала ничего полезного. Форсированный по всем параметрам «движок» уже через 40 тысяч километров пробега приходил в полную негодность.
Надежность, слабые места, ремонтопригодность
Надежность
Несмотря на множество недоработанных моментов, ВАЗ-415 считается надежным двигателем. Об этом доходчиво выразился на одном из форумов cut из Новосибирска. Он пишет: «… двигатель простой, относительно надежный, но вот с запчастями и ценами беда…».
Показателем надежность является ресурс пробега до капитального ремонта. Заявленный производителем ресурс выдерживался редко, но в истории мотора были интересные факты.
Так, журнал «За рулем» описывает ситуацию с роторным двигателем, установленным на РАФ. Подчеркивается, «… окончательно двигатель износился к 120 тысячам км, а ремонту ротор фактически не подлежал…».
Автовладельцы-частники также имеют опыт длительной эксплуатации ДВС. Имеются сведения, что агрегат обеспечивал пробег свыше 300 тыс. км без капремонта.
Вторым основным фактором, говорящим о надежности, является запас прочности. У ВАЗ-415 он внушительный. Только одна установка инжектора повышает мощность мотора более, чем в 2,5 раза. Интересно то, что двигатель легко выдерживает большие обороты. Так, раскручивание до 10 тыс. оборотов для него не является пределом (эксплуатационные – 6 тысяч).
Конструкторское бюро АвтоВАЗа постоянно работает по вопросам повышения надежности агрегата. Так, была решена проблема повышения эффективности работы подшипниковых узлов, газовых и маслосъемных уплотнений, коробления металла узлов корпуса из-за разного их нагрева.
ВАЗ-415 характеризуется как надежный двигатель, но только в случае своевременного и тщательного за ним ухода.
Слабые места
ВАЗ-415 присущи слабые места его предшественников. В первую очередь автовладельцев не удовлетворяют большой расход масла и топлива. Это особенность роторного двигателя, и с ней приходится смириться.
По этому поводу автолюбитель wooden_goblin из Махачкалы пишет: «… правда расход почти литр масла на 1000, да еще и заменять масло надо каждые 5000, а свечи — каждые 10000… Ну и запчасти изготавливаются только двумя заводами…».
В тон ему высказывается Phillip J: «…самая неприятная – не экономность. Роторная «восьмерка» ест 15 литров бензина на 100 км. С другой стороны, двигателю, как утверждают его разработчики, совершенно все равно, чем питаться: хоть 98-м, хоть 76-м…».
Особая конструкция камеры сгорания не позволяет иметь одинаковую температуру всех поверхностей ДВС. Поэтому невнимательная и агрессивная езда зачастую приводит к перегреву агрегата.
Немаловажное значение имеет высокий уровень токсичности отработанных газов. По ряду причин двигатель не соответствует экологическим нормам, принятым в Европе. Здесь надо отдать должное производителю – работы в этом направлении ведутся.
Большое неудобство вызывает процесс обслуживания мотора. Большая часть СТО не берет такие ДВС. Причина – нет специалистов, работающих по роторным двигателям.
Практически, имеется всего лишь два автосервиса, где можно качественно обслужить или отремонтировать агрегат. Один находится в Москве, второй в Тольятти.
Ремонтопригодность
ВАЗ-415 простой по конструкции, но не из тех, которые можно отремонтировать в любом гараже. Во-первых, существует определенная проблема с поиском запчастей. Во-вторых, агрегат очень болезненно реагирует на качество деталей. Малейшее несоответствие приводит к его выходу из строя.
Одним из доступных вариантов является приобретение контрактного двигателя. В интернете легко найти продавцов роторных ДВС. При этом нужно быть готовым к тому, что стоимость этих ДВС довольно высокая.
Несмотря на перспективность роторных двигателей выпуск ВАЗ-415 был прекращен. Одной (и, пожалуй, самой главной) из причин явилась высокая затратная часть на его производство.
Исторические факты
Уникальный агрегат ВАЗ-415 имел роторный мотор, который интересовал советских чиновников еще в далеком 1974 году. Пытаясь наладить обороты в автомобилестроении, правительство решило рискнуть по-крупному. На комбинате в Тольятти создается особое конструкторское бюро, основной задачей которого является создание серийных двигателей Ванкеля, как еще называли роторные агрегаты.
Так как, ВАЗовские модели изначально копировали итальянский «Фиат», инженеры в новой версии решили взять за основу мотор «Мазды». Отечественные инжекторные разработки предали забвению, хотя это было неверное решение, как выяснилось позже. Советские чиновники сами начали переговоры непосредственно с Ванкелем по вопросу приобретения лицензии. Они оказались безуспешными, поскольку конструктор запросил огромный гонорар. Тем не менее некоторые технологии успешно скопировали.
Пионерской моделью в этом сегменте стал ВАЗ-311 мощностью 65 лошадиных сил. Опытная серия вышла только через пять лет. С конвейера сошло 50 экземпляров роторного двигателя ВАЗ-415. Модели разошлись успешно среди работников завода и правительственными «шишками».
Милицейская копейка: на такие также ставились РПД
0
Источник:
Однако, несмотря на неудачу с ВАЗ-21018, работы по созданию РПД получили дальнейшее развитие – отечественные силовые структуры нуждались в мощном двигателе, при этом требования по ресурсу и расходу топлива были ниже, чем для автомобиля общего назначения. В результате были созданы «Жигули» ВАЗ-21019 (также на базе кузова ВАЗ-21011) с двухсекционным РПД ВАЗ-411 мощностью 120 л.с. при 6000 об/мин. Максимальная скорость этого автомобиля, который именовался «Аркан», составляла 160км/ч. 20 октября 1982 года под руководством министра автомобильной промышленности СССР В.Н.Полякова прошло совещание по вопросу работы конструкторского бюро АвтоВАЗа по роторно-поршневым двигателям, автомобильных перспектив применения РПД ВАЗа и возможности организации их серийного производства. По итогам совещания было принято решение с 1983 года приступить к организации серийного выпуска автомобильных РПД для специальных оперативных машин, определить на 1983 год программу производства РПД на ВАЗе в количестве 200 штук в год.
Особенности
Обновленный двигатель не получил особой популярности, поскольку имел только японскую облицовку, а внутренности быстро выходили из строя. Агрегаты пришлось поменять на поршневые аналоги, в общем идея потерпела крах.
Тем не менее мотор получил неожиданно вторую жизнь. После очередного предложения комбинат начал выпуск двухсекционного роторного движка ВАЗ-415 мощностью 120 «лошадок». Воскресший агрегат отечественного производства стал настолько привлекательным, что его начали заказывать для спортивных автомобилей и водного транспорта. Техника с указанными силовыми агрегатами завоевывала призовые места, намного опережая транспорт со стандартными «поршнями». Скорее всего, именно этот факт и стал причиной запрета на выпуск указанного мотора. Попытка следующей реанимации случилась уже после развала Союза в 1996 году, о чем говорилось выше.
Архивное фото заводских испытаний ВАЗ-21018
0
Источник:
Была выпущена серия из пятидесяти таких автомобилей для опробования их в реальных условиях эксплуатации. Вскоре, в течение полугода, завод был вынужден заменить РПД на обычные ДВС на 49 автомобилях из 50, что было связано с колоссальным количеством нареканий на качество как самой конструкции, так и на ее исполнение. Основными неисправностями были выход из строя уплотнителей и подшипниковых узлов, проявилась недостаточная сбалансированность роторно-эксцентрикового механизма (РЭМ), низкая топливная экономичность.
Преимущества
Роторный двигатель ВАЗ-415, фото которого представлено ниже, стал отличной альтернативой форсированному мотору. Среди плюсов:
- стабильный показатель мощности на всем диапазоне функционирования;
- огромный потенциал для чип-тюнинга;
- высокий КПД;
- оборотистость до 10000 вращений в минуту.
Принцип работы рассматриваемого агрегата отличается от стандартного ДВС. Прежде всего это связано с наличием ротора, выполняющего обязанности шатуна и поршня. Поступающая энергия от сгорания топлива провоцирует вращение вала с большой скоростью. Впуск и выпуск происходят в едином отсеке, внутренняя часть которого напоминает капсулу. Ротор монтировался на валу, входил в прочное сцепление с зубчатым колесом, которое соединено со статором.
Роторный агегат и все что с ним связано
Этот мотор постоянно привлекал и привлекает к себе максимальное внимание не только на просторах нашей Родины. И это неудивительно: конструкция подобного силового агрегата очень проста, а характеристики, словно под капотом не один, а два мотора,но, как и в нашем случае, этот агрегат не прижился нигде. Создателем такого мотора называют Ванкеля, которому удалось придумать эту конструкцию еще в 1919 году. Ванкель был немцем и в 17 лет он сотворил чудо. Как ему такое удалось, остается загадкой. DKM или «машина с вращающими поршнями» – именно так назвали первый автомобиль с роторным агрегатом, первый патент на выпуск которого Ванкель получил уже в 1929 году.
Принцип действия
Роторный двигатель в ваз 2109 и его принцип работы
Роторный мотор сегодня называют отличной альтернативой сильно форсированному двигателю. Этот агрегат имеет следующие преимущества:
- Неизменную мощность на всем диапазоне работы двигателя;
- Гигантский потенциал для форсирования (чип-тюнинга);
- Невероятно большой КПД (с 1 л рабочего объема удается выжать около 110 л.с. даже без проведения чип-тюнинга);
- Хотя в случае с Ваз 2109 инженерам не удалось добиться экономичности, роторный двигатель, по сути, может съедать сравнительно мало (есть шанс повторить опыт с «девяткой»);
- Автомобили с роторным агрегатом способны развивать большие обороты (до 10 000 в минуту).
Принцип работы этого чудо-агрегата таков:
- Он разительно отличается от работы поршневого ДВС, так как связано это с конструктивными особенностями. Среди главных отличий выделяют именно сам ротор, который выполняет и роль поршня и роль шатуна;
- В таких агрегатах весь КВШ механизм сводится только к ротору и валу. Энергия топлива вынуждает вал вращаться с большой скоростью.
Интересно. Примечательно, что подача топлива, вращение вала и остальное происходит в одном блоке, являющимся и камерой сгорания и ГРМ.
- В единственном блоке происходят все важные процессы: впуск и выхлоп;
- Сам блок изнутри имеет форму, напоминающую капсулу. В науке такая форма имеет свое название – эпитрохоида;
- На валу установлен бывает ротор. Он прочно сцеплен с зубчатым колесом, которое соединено, в свою очередь, со статором.
Ванкель и его двигатель
Примечание. Следует знать, что ротор по размерам намного больше статора, но, несмотря на это, он легко вращается вместе с зубчатой шестерней.
- Ротор имеет форму треугольника. Двигаясь по внутренней поверхности блока, треугольник (вернее, каждый из его концов) отсекает определенное количество пространства;
- Что касается поршневых колец, то в роторном агрегате их функцию выполняют специальные пластины, прижимающиеся к стенкам блока ленточными пружинами, давлением газа и центробежными силами;
- Конструкция двигателя Ванкеля лишена сложного ГРМ, что значительно ее упрощает;
- За счет отсутствия потерь на трение (как помним, в этом моторе нет многих деталей КВМ – см. выше), удается выработать большую мощность;
- В роторном агрегате за один полный оборот ротора налицо целых три рабочих цикла.
Примечание. Один из недостатков роторного двигателя – большой аппетит, объясняется, в частности тем, что камера сгорания в момент такта сжатия получается слишком длинной и горючее не успевает полностью догореть. Именно в целях борьбы с этим, для повышения экономичности, на такие моторы ставятся по две свечи. Срабатывают они поочередно, воспламеняя горючее с двух сторон. Благодаря таким мерам, придуманным совсем недавно, удалось значительно повысить показатели роторного агрегата в плане экономичности (инженерам Ваз 2109 на заметку).
Пока все это только на бумаге выглядит хорошо. На примере Ваз 2109 и других моделей авто с роторным двигателем, становится ясно, что до успеха в реальной жизни еще далеко. По всему свету, в разных его концах, разбросано множество автомобилей с таким мотором. Единицы из них еще на ходу, большинство же (которым повезло) хранятся в музеях или частных коллекциях. Немало моделей с моторами времен 60-80 х годов можно встретить на свалке.
История роторного двигателя
Недостатки такое редкого на сегодня мотора сразу же всплывут на поверхность и обескуражат ярого агитатора внедрения роторного ДВС в автопроизводство, как только представим себе следующую ситуацию. Владелец «девятки» с ротором оказался в неприятной ситуации: его мотор перегрелся. Что он будет делать? Ответ однозначен: носится по всему городу и искать специалистов, редкие запчасти и детали. С другой стороны, у роторного двигателя есть право на будущее. Его никто не отбирал. Двигателю Ванкеля зеленый свет и инженерам всего мира придется немало потрудиться, чтобы усовершенствовать конструкцию и устранить большинство его недостатков.
Вот тогда уже обычный поршневой ДВС перед мощным роторным агрегатом окажется слабым конкурентом, удел которого забвение. А сегодня пока что рано об этом думать.
Схема работы РПД
Устройство
Роторный силовой агрегат ВАЗ-415 выполнен в форме треугольника. При перемещении внутри блока каждый из концов конструкции отделяет определенное количество пространства. В указанном двигателе роль поршневых колец играли специальные пластинчатые элементы, прижатые к стенкам при помощи пружин ленточного типа, центробежной силой и давлением отработанных газов.
В конструкции ДВС Ванкеля не предусмотрен ГРМ, что существенно упрощает устройство прибора. Поскольку потери на трение в этом агрегате минимальны, удалось добиться существенного повышения мощности. За один полный оборот осуществлялось три рабочих цикла.
К недостаткам роторных моторов относят большой расход горючего. Это обусловлено тем, что отсек сгорания при такте сжатия получается слишком длинным, что не позволяет бензину выгорать полностью. Чтобы нивелировать этот недостаток, на моторы начали ставить две свечи, срабатывающие поочередно. Подобный подход дал возможность повысить экономичность обновленных модификаций.
Плюсы и минусы
Преобразуемое движение возвратно-поступательного характера полностью отсутствует в роторном двигателе. Образование давления происходит в тех камерах, которые создаются с помощью выпуклых поверхностей ротора треугольной формы и различными частями корпуса. Вращательные движения ротор осуществляет помощью сгорания. Это способно привести к снижению вибрации и увеличить скорость вращения. Благодаря повышению эффективности, которое обусловлено таким образом, роторный двигатель имеет размеры намного меньше, чем обычный поршневой двигатель эквивалентной мощности.
Роторный двигатель имеет один главный из всех своих компонентов. Эта важная составляющая называется треугольным ротором, который совершает вращательные движения внутри статора. Все три вершины ротора, благодаря этому вращению, имеют постоянную связь с внутренней стеной корпуса. С помощью этого контакта образуются камеры сгорания, или три объема замкнутого типа с газом. Когда происходят вращательные движения ротора внутри корпуса, то объем всех трех образованных камер сгорания все время меняется, напоминая действия обычного насоса. Все три боковых поверхности ротора работают, как поршень.
Внутри у ротора является шестерня небольшого размера с внешними зубьями, которая прикреплена к корпусу. Шестерня, которая больше по диаметру, соединена с данной неподвижной шестерней, что задает саму траекторию вращательных движений ротора внутри корпуса. Зубы в большей шестерни внутренние.
По той причине, что вместе с выходным валом ротор связан эксцентрично, вращение вала происходит наподобие того, как ручка будет вращать коленвал. Выходной вал станет делать оборот три раза за каждый из оборотов ротора.
Роторный двигатель имеет такое преимущество, как небольшая масса. Самый основной из блоков роторного двигателя обладает небольшими размерами и массой. При этом управляемость и характеристики такого двигателя будут лучше. Меньше масса у него получается за счет того, что необходимость в коленвале, шатунах и поршнях просто отсутствует.
Роторный двигатель обладает такими размерами, которые гораздо меньше обычного двигателя соответствующей мощности. Благодаря меньшим размерам двигателя, управляемость будет гораздо лучше, а также сама машина станет просторнее, как для пассажиров, так и для водителя.
Все из частей роторного двигателя осуществляют непрерывные вращательные движения в одном и том же направлении. Изменение их движения происходит так же, как в поршней традиционного двигателя. Роторные двигатели внутренне сбалансированы. Это ведет к снижению самого уровня вибрации. Мощность роторного двигателя кажется намного более гладким и равномерным образом.
Двигатель Ванкеля имеет выпуклый специальный ротор с тремя гранями, который можно назвать его сердцем. Этот ротор совершает вращательные движения внутри цилиндрической поверхности статора. Роторный двигатель «Мазда» является первым в мире роторным двигателем, который был разработан специально для производства серийного характера. Данной разработке было положено начало еще в 1963 году.
Характеристики ВАЗ-415
Краткие параметры двигателя Ванкеля:
- количество секций — 2 штуки;
- показатель мощности —140 л. с.;
- вес агрегата — 113 кг;
- объем рабочей камеры —1,3 куб. дм;
- габаритные размеры — 570/535/665 мм;
- рабочий ресурс до капитального ремонта — 125 тыс. км.
Стоит отметить, что подача горючего, вращение вала и остальные рабочие операции происходят в едином блоке, который представляет собой отсек сгорания и ГРМ.
Достоинства и недостатки роторных двигателей
Преимущества
Роторный двигатель хорош тем, что состоит из куда меньшего числа деталей
, чем его конкурент — процентов на 35-40.
Два двигателя одинаковой мощности — роторный и поршневый — будут сильно отличаться габаритами. Поршневый в два раза больше
.
Роторный мотор не испытывает большой нагрузки на высоких оборотах
даже в том случае, если на низкой передаче разгонять машину до скорости более 100 км/ч.
Автомобиль, на котором стоит роторный двигатель, проще уравновесить, что дает повышенную устойчивость машины
на дороге.
Даже самые легкие из транспортных средств не страдают от вибрации, потому что РПД вибрирует куда меньше, чем «поршневик»
. Это происходит в силу большей сбалансированности РПД.
Недостатки
Главным недостатком роторного двигателя автомобилисты назвали бы его малый ресурс
, который является прямым следствием его конструкции. Уплотнители изнашиваются крайне быстро, так как их рабочий угол постоянно меняется.
Мотор испытывает перепады температур
через каждый такт, что также способствует износу материала. Добавьте к этому давление, которое оказывается на трущиеся поверхности, что лечится только впрыскиванием масла непосредственно в коллектор.
Износ уплотнителей
становится причиной утечки между камерами, перепады давления между которыми слишком велики. Из-за этого КПД двигателя падает, а вред экологии растет.
Серповидная форма камер не способствует полноте сгорания топлива
, а скорость вращения ротора и малая длина рабочего хода — причина выталкивания еще слишком горячих, не до конца сгоревших газов на выхлоп. Помимо продуктов сгорания бензина там еще присутствует масло, что в совокупности делает выхлоп весьма токсическим. Поршневый — приносит меньше вреда экологии.
Непомерные аппетиты
двигателя на бензин уже упоминались, а масло он «жрет» до 1 литр на 1000 км. Причем стоит раз забыть про масло и можно попасть на крупный ремонт, если не замену двигателя.
Высокая стоимость
— из-за того, что для изготовления мотора нужно высокоточное оборудование и очень качественные материалы.
Как видите, недостатков у роторного двигателя полно, но и поршневый мотор несовершенен, поэтому состязание между ними не прекращалось так долго. Закончилось ли оно навсегда? Время покажет.
Составные элементы и принцип работы
Устройство двигателя типа РПД предельно проста и компактна. На ось агрегата устанавливается ротор, который крепко соединяется с шестерней. Последняя сцепляется со статором. Ротор, имеющий три грани, двигается по эпитрохоидальной цилиндрической плоскости. В результате чего сменяющиеся объемы рабочих камер цилиндра отсекаются с помощью трех клапанов. Уплотнительные пластины (торцевого и радиального типа) прижимаются к цилиндру под действием газа и за счет действия центростремительных сил и ленточных пружин. Получаются 3 изолированные камеры разные по объемным размерам. Здесь осуществляются процессы сжимания поступившей смеси горючего и воздуха, расширения газов, оказывающих давление на рабочую поверхность ротора и очищающих камеру сгорания от газов. На эксцентриковую ось передается круговое движение ротора. Сама ось находится на подшипниках и передает момент вращения на механизмы трансмиссии. В этих моторах осуществляется одновременная работа двух механических пар. Одна, которая состоит из шестерен, регулирует движение самого ротора. Другая — преобразует вращающиеся движение поршня во вращающиеся движения эксцентриковой оси.
Детали Роторно-поршневого двигателя
Принцип работы двигателя Ванкеля
На примере двигателей, установленных на автомобилях ВАЗ, можно назвать следующие технические характеристики: — 1,308 см3 – рабочий объем камеры РПД; — 103 кВт/6000 мин-1 – номинальная мощность; — 130 кг масса двигателя; — 125000 км – ресурс двигателя до первого полного его ремонта.
