Двигатель Ванкеля

Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Поиск источников:  «Двигатель Ванкеля»  -  новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( январь 2017 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение-шаблон )

Двигатель Ванкеля с ротором и выходным валом с редуктором.

Mazda RX-8 спортивный автомобиль последний серийный автомобиль будет оснащен двигателем Ванкеля.

Двухроторный мотоцикл Norton Classic с воздушным охлаждением

Двигатель Ванкеля - это тип двигателя внутреннего сгорания, в котором используется эксцентрично вращающаяся конструкция для преобразования давления во вращательное движение.

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

Ротор, создающий вращательное движение, по форме похож на треугольник Рело , за исключением того, что стороны имеют меньшую кривизну. Двигатели Ванкеля выдают три импульса мощности на оборот ротора с использованием цикла Отто . Однако на выходном валу используется зубчатая передача, которая вращается в три раза быстрее, давая один импульс мощности на оборот. Это можно увидеть на анимации ниже. За один оборот ротор испытывает импульсы мощности и выпускает газ одновременно, в то время как четыре стадии цикла Отто происходят в разное время. Для сравнения, в двухтактном поршневом двигателе на каждый оборот коленчатого вала приходится один импульс мощности (как в случае выходного вала двигателя Ванкеля), а 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, обеспечивая три импульса мощности на один оборот ротора.

Определение смещения применяется только к одной поверхности ротора, так как только одна поверхность работает на каждый оборот выходного вала.

Двигатель обычно называют роторным двигателем , хотя это название также применяется к другим совершенно другим конструкциям, включая как поршневые, так и беспоршневые роторные двигатели .

Концепция [ править ]

Дизайн был разработан немецким инженером Феликсом Ванкелем . Ванкель получил свой первый патент на двигатель в 1929 году. Он начал разработку в начале 1950-х годов в NSU , завершив рабочий прототип в 1957 году. ^[1] NSU впоследствии лицензировало дизайн для компаний по всему миру, которые постоянно вносили улучшения.

Дизайн [ править ]

Двигатель Ванкеля имеет преимущества компактной конструкции и небольшого веса по сравнению с более распространенным двигателем внутреннего сгорания, в котором используются поршневые поршни . Эти преимущества позволяют использовать роторные двигатели в различных транспортных средствах и устройствах, включая автомобили , мотоциклы , гоночные автомобили , самолеты , картинг , водные мотоциклы , снегоходы , бензопилы и вспомогательные силовые агрегаты . У некоторых двигателей Ванкеля отношение мощности к весу превышает одну лошадиную силу на фунт. ^[2] Большинство двигателей имеют искровое зажигание., при этом двигатели с воспламенением от сжатия строились только в рамках исследовательских проектов.

В двигателе Ванкеля четыре такта цикла Отто происходят в пространстве между каждой стороной трехстороннего симметричного ротора и внутренней частью корпуса. Овальный корпус в форме эпитрохоиды окружает треугольный ротор с изогнутыми поверхностями, внешне похожими на треугольник Рело . ^[3] Теоретическая форма ротора между фиксированными вершинами является результатом минимизации объема геометрической камеры сгорания и максимизации степени сжатия , соответственно. ^{[4] [5]} симметричные кривой , соединяющие два произвольных вершинротора максимизируется в направлении формы внутреннего корпуса с ограничением, чтобы он не касался корпуса ни под каким углом поворота ( дуга не является решением этой задачи оптимизации ).

Центральный приводной вал, называемый «эксцентриковым валом» или «E-валом», проходит через центр ротора и поддерживается неподвижными подшипниками. ^[6] Роторы движутся на эксцентриках (аналогично кривошипным шатунам в поршневых двигателях), являющимся неотъемлемой частью эксцентрикового вала (аналогично коленчатому валу). Оба ротора вращаются вокруг эксцентриков и совершают орбитальные вращения вокруг эксцентрикового вала. Уплотнения на вершинах ротора уплотняются по периферии корпуса, разделяя его на три движущиеся камеры сгорания . ^[4] Вращение каждого ротора вокруг собственной оси вызывается и управляется парой синхронизирующих шестерен ^[6]Фиксированная шестерня, установленная на одной стороне корпуса ротора, входит в зацепление с коронной шестерней, прикрепленной к ротору, и обеспечивает поворот ротора ровно на треть оборота за каждый оборот эксцентрикового вала. Выходная мощность двигателя не передается через синхронизирующие шестерни. ^[6] 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 ротор оказывает давление на центр эксцентриковой части выходного вала.

Самый простой способ визуализировать действие двигателя в анимации - посмотреть не на сам ротор, а на полость, созданную между ним и корпусом. Двигатель Ванкеля на самом деле представляет собой систему с прогрессирующей полостью переменного объема. Таким образом, все три полости в каждом 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.

Когда ротор вращается по орбите, каждая сторона ротора приближается к стенке корпуса, а затем удаляется от нее, сжимая и расширяя камеру сгорания, как ходы поршня в поршневом двигателе с возвратно-поступательным движением . Вектор мощности ступени сгорания проходит через центр смещенного лепестка.

В то время как четырехтактный поршневой двигатель совершает один такт сгорания на цилиндр на каждые два оборота коленчатого вала (то есть половина рабочего хода на оборот коленчатого вала на цилиндр), каждая камера сгорания в двигателе Ванкеля генерирует один ход сгорания на один оборот приводного вала, то есть один рабочий ход на орбитальный оборот ротора и три рабочих хода на оборот ротора. Таким образом, выходная мощность двигателя Ванкеля обычно выше, чем выходная мощность четырехтактного поршневого двигателя аналогичного рабочего объема в аналогичном состоянии настройки; и выше, чем у четырехтактного поршневого двигателя аналогичных физических размеров и веса.

Двигатели Ванкеля обычно могут достигать гораздо более высоких оборотов двигателя, чем поршневые двигатели аналогичной выходной мощности. Частично это происходит из-за плавности, присущей круговому движению, и того факта, что «двигатель» вращается на выходном валу, 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 ограничены нагрузкой на зубья синхронизирующих шестерен. ^[7]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, но поскольку давление газа влияет на эффективность уплотнения, ускорение двигателя Ванкеля на высоких оборотах в условиях холостого хода может разрушить двигатель.

Национальные агентства, взимающие налоги с автомобилей в соответствии с рабочим объемом и регулирующие органы в автомобильных гонках, по-разному считают, что двигатель Ванкеля эквивалентен четырехтактному поршневому двигателю, в два раза превышающему объем одной камеры на ротор, хотя на ротор существует три лопасти (потому что ротор совершает только одну треть оборота за один оборот выходного вала, поэтому только один рабочий ход происходит за один рабочий оборот за выходной оборот, два других лепестка одновременно выбрасывают отработанный заряд и принимают новый, а не вносят свой вклад в мощность этой революции). Некоторые гоночные серии полностью запретили Wankel, наряду со всеми другими альтернативами традиционной четырехтактной конструкции с поршневым возвратно-поступательным движением. ^[8]

История [ править ]

Ранние разработки [ править ]

В 1951 году компания NSU Motorenwerke AG в Германии начала разработку двигателя, построив две модели. Первый, двигатель DKM, был разработан Феликсом Ванкелем. Второй, двигатель KKM, разработанный Хансом Дитером Пашке, был принят за основу современного двигателя Ванкеля. ^[9]

Основа двигателя типа ДКМ заключалась в том, что и ротор, и корпус вращались по отдельным осям. Двигатель DKM достиг более высоких оборотов в минуту (до 17 000 об / мин) и был более естественным. Однако двигатель нужно было разобрать, чтобы заменить свечи зажигания, и он содержал больше деталей. Двигатель ККМ был попроще, имел неподвижный корпус.

Первый рабочий прототип, DKM 54, мощностью 21 л.с. (16 кВт) работал 1 февраля 1957 года в отделе исследований и разработок NSU Versuchsabteilung TX . ^{[1] [10]}

KKM 57 (роторный двигатель Ванкеля, Kreiskolbenmotor ) был построен инженером NSU Ханнсом Дитером Пашке в 1957 году без ведома Феликса Ванкеля, который позже заметил: «Вы превратили мою скаковую лошадь в кобылу-плуг». ^[11]

Выданные лицензии [ править ]

В 1960 году NSU, фирма, в которой работали два изобретателя, и американская фирма Curtiss-Wright подписали совместное соглашение. NSU должно было сосредоточиться на разработке двигателей Ванкеля малой и средней мощности, а Кертисс-Райт разработал двигатели большой мощности, в том числе авиационные двигатели, в разработке и производстве которых Кертисс-Райт имел многолетний опыт. ^[12] Кертисс-Райт нанял Макса Бентеле, чтобы возглавить их команду дизайнеров.

Многие производители подписали лицензионные соглашения на разработку, которых привлекала 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 Toyota . ^[1]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. ^[13]

Компания Citroën провела много исследований, выпустив вертолеты M35 , GS Birotor и RE-2  [ fr ] , используя двигатели, произведенные Comotor , совместным предприятием Citroën и NSU. General Motors, похоже, пришла к выводу, что двигатель Ванкеля был немного дороже в производстве, чем эквивалентный поршневой двигатель. General Motors утверждала, что решила проблему экономии топлива, но не смогла одновременно добиться приемлемых выбросов выхлопных газов. Mercedes-Benz установил двигатель Ванкеля в свой концепт-кар C111 .

Компания Deere & Company разработала версию, в которой можно было использовать различные виды топлива. Конструкция была предложена в качестве источника питания для боевых машин и другой техники Корпуса морской пехоты США в конце 1980-х годов. ^[14]

В 1961 году советская научно-исследовательская организация НАТИ, НАМИ и ВНИИмотопром приступила к разработке экспериментальных двигателей с различной технологией. ^[15] Советский производитель автомобилей АвтоВАЗ также экспериментировал с двигателем Ванкеля без лицензии , внедряя ограниченное количество двигателей в некоторые автомобили. ^[16]

К середине сентября 1967 года , даже Ванкеля модели двигатели стали доступны через немецкий Graupner Aeromodeling продукции фирмы, сделанные для них OS Engines Японии.

Несмотря на многочисленные исследования и разработки во всем мире, только Mazda производит двигатели Ванкеля в больших количествах.

Разработки для мотоциклов [ править ]

В Великобритании компания Norton Motorcycles разработала роторный двигатель Ванкеля для мотоциклов на основе ротора Ванкеля с воздушным охлаждением Sachs, который приводил в движение мотоцикл DKW / Hercules W-2000. Этот двухроторный двигатель входил в состав Commander и F1 . Нортон улучшил воздушное охлаждение Sachs, добавив водоотводящую камеру. Suzuki также произвела серийный мотоцикл с двигателем Ванкеля RE-5 , в котором использовались верхние уплотнения из сплава ферро- TiC и ротор NSU, что позволило продлить срок службы двигателя.

Разработки для автомобилей [ править ]

Mazda и NSU подписали исследовательский контракт на разработку двигателя Ванкеля в 1961 году и соревновались за выпуск на рынок 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 том году . ^[1] В 1967 году NSU начало производство роскошного автомобиля Ro 80 с двигателем Ванкеля . ^[17] Однако в отличие от Mazda и Curtiss-Wright у NSU не было надежных уплотнений на вершине ротора. У NSU были проблемы с износом верхних уплотнений, плохой смазкой вала и плохой топливной экономичностью, что приводило к частым отказам двигателя, не решенным до 1972 года, что привело к большим гарантийным расходам, что привело к сокращению дальнейшей разработки двигателей NSU Wankel. Этот преждевременный выпуск нового двигателя Ванкеля дал плохую репутацию всем производителям, и даже когда эти проблемы были решены в последних двигателях, произведенных NSU во второй половине 70-х годов, продажи не восстановились. ^[1] Audi , после поглощения NSU, построила в 1979 году новый двигатель KKM 871 с боковыми впускными отверстиями, камерой объемом 750 куб. См, мощностью 170 л.с. (130 кВт) при 6500  об / мин и 220  Нм при 3500 об / мин. об / мин. Двигатель устанавливался на корпус Audi 100 под названием «Audi 200», но массового производства не производился.

Mazda, однако, заявила, что решила проблему уплотнения вершины, эксплуатируя испытательные двигатели на высоких оборотах в течение 300 часов без сбоев. ^[1] После многих лет разработки первым автомобилем Mazda с двигателем Ванкеля стал Cosmo 110S 1967 года . Компания последовала с рядом автомобилей Ванкеля («роторные» в терминологии компании), включая автобус и пикап . Покупатели часто отмечали плавность работы автомобилей. Однако Mazda выбрала метод соответствия нормам выбросов углеводородов. это, хотя и дешевле в производстве, но увеличивает расход топлива. К сожалению 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, Curtiss-Wright решил проблему уплотнения ротора с помощью уплотнений, срок службы которых составляет 100 000 миль (160 000 км) к 1966 году ^[18].

Позже Mazda отказалась от Ванкеля в большинстве своих автомобильных конструкций, продолжая использовать двигатель только в своей линейке спортивных автомобилей , производя RX-7 до августа 2002 года. Обычно компания использовала двухроторные конструкции. На спортивный автомобиль Eunos Cosmo 1991 года был установлен более совершенный трехроторный двигатель с двойным турбонаддувом . В 2003 году Mazda представила двигатель Renesis, установленный на RX-8.. В двигателе Renesis отверстия для выхлопа переместились с периферии вращающегося корпуса в стороны, что позволило увеличить габаритные размеры отверстий, 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 с помощью бокового уплотнения скребка Keystone и решил проблему тепловых искажений, добавив некоторые детали из керамики. ^[19] Renesis имеет мощность 238 л.с. (177 кВт) с улучшенной экономией топлива, надежностью и меньшими выбросами, чем предыдущие роторные двигатели Mazda, ^[20]все от номинального рабочего объема 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 стандартам выбросов Евро 5 , в результате чего ни одна автомобильная компания не продала автомобили с двигателем Ванкеля. ^[21] Компания продолжает разработку следующего поколения двигателей Ванкеля SkyActiv-R. Mazda заявляет, что SkyActiv-R решает три ключевые проблемы с предыдущими роторными двигателями: экономию топлива, выбросы и надежность. ^[22] Mazda и Toyota объявили, что объединились для производства роторных двигателей, расширяющих ассортимент автомобилей. ^{[23] [24]}

American Motors Corporation (AMC), самый маленький производитель автомобилей в США, была настолько убеждена, что «... роторный двигатель будет играть важную роль в качестве силовой установки для автомобилей и грузовиков будущего ...», что председатель Рой Д. Чапин-младший подписал в феврале 1973 года после годичных переговоров соглашение о производстве двигателей Ванкеля для легковых автомобилей и джипов , а также право продавать любые производимые роторные двигатели другим компаниям. ^{[25] [26]} Президент AMC Уильям Люнебург не ожидал резкого развития событий вплоть до 1980 года, но Джеральд К. Мейерс, Вице-президент AMC по группе инженерных продуктов, предложил AMC купить двигатели у Curtiss-Wright, прежде чем разрабатывать собственные двигатели Ванкеля, и предсказал полный переход на роторную мощность к 1984 году. ^[27] Планы предусматривали использование двигателя. в AMC Pacer , но разработка была отложена. ^{[28] [29] Компания} American Motors разработала уникальный Pacer вокруг двигателя. К 1974 году AMC решила купить General Motors (GM) Wankel вместо того, чтобы строить двигатель самостоятельно . ^[30] И GM, и AMC подтвердили, что отношения будут полезны для маркетинга нового двигателя, при этом AMC утверждает, что GM Wankel достиг хорошей экономии топлива. ^[31] Однако двигатели GM еще не поступили в производство, когда Pacer был выпущен на рынок. 1973 нефтяной кризис сыграл свою роль в срыве использования двигателя Ванкеля. Рост цен на топливо и разговоры о предлагаемом законодательстве США о стандартах выбросов также добавили опасений.

К 1974 году отделу исследований и разработок GM не удалось создать двигатель Ванкеля, отвечающий требованиям по выбросам и хорошей топливной экономичности, что привело к решению компании отменить проект. Из-за этого решения группа НИОКР лишь частично обнародовала результаты своего последнего исследования, в котором утверждалось, что решена проблема экономии топлива, а также созданы 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 GM Wankel потребовало от AMC перенастроить Pacer для размещения своего почтенного двигателя AMC с рядным шестицилиндровым двигателем, приводящего в движение задние колеса. ^[32]

В 1974 году в Советском Союзе было создано специальное конструкторское бюро двигателей, которое в 1978 году разработало двигатель ВАЗ-311 для автомобиля ВАЗ-2101 . ^[33] В 1980 году компания начала поставки двухроторного двигателя Ванкеля ВАЗ-411 для автомобилей ВАЗ-2106 и Лада , всего их было изготовлено около 200 штук. Большая часть продукции досталась службам безопасности. ^{[34] [35]} Следующими моделями были ВАЗ-4132 и ВАЗ-415. Роторный версия Самары была продана российской публике с 1997 года АвиадвигательСоветское конструкторское бюро авиадвигателей, как известно, производило двигатели Ванкеля с электронным впрыском для самолетов и вертолетов, хотя конкретной информации о них не было известно.

Форд провел исследования двигателей Ванкеля, в результате которых были получены 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 пластинчатого клапана. В 1972 году Генри Форд II заявил, что роторный двигатель, вероятно, не заменит поршень «при моей жизни». ^[36]

Инженерное дело [ править ]

Феликсу Ванкелю удалось преодолеть большинство проблем, из-за которых предыдущие роторные двигатели вышли из строя, разработав конфигурацию с лопастными уплотнениями, имеющими радиус вершины, равный величине «превышения размера» формы корпуса ротора, по сравнению с теоретическим эпитрохоидом, чтобы минимизировать радиальный движение уплотнения вершины плюс введение цилиндрического газонагруженного штифта вершины, который упирается во все уплотнительные элементы для уплотнения вокруг трех плоскостей на каждой вершине ротора. ^[37]

Вначале приходилось строить специальные специализированные производственные машины для различных размеров корпуса. Однако запатентованная конструкция, такая как патент США 3824746 , G. J. Watt, 1974 г., на «Машина для производства цилиндров с двигателем Ванкеля», патент США 3,916,738 , «Устройство для механической обработки и / или обработки трохоидных поверхностей» и патент США 3,964,367 , «Устройство для механической обработки». трохоидальные внутренние стенки »и др., решали проблему.

Роторные двигатели имеют проблему, отсутствующую в четырехтактных двигателях с возвратно-поступательным движением поршней, в том, что корпус блока имеет впуск, сжатие, сгорание и выхлоп, происходящие в фиксированных местах вокруг корпуса. Напротив, поршневые двигатели выполняют эти четыре хода в одной камере, так что крайние значения «замерзающего» впуска и «горящего» 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 нагрева корпуса блока. ^[38] Предварительный подогрев определенных секций корпуса выхлопными газами с улучшенными характеристиками и экономией топлива, а также снижением износа и выбросов. ^[39]

Экраны пограничного слоя и масляная пленка действуют как теплоизоляция, что приводит к низкой температуре смазочной пленки (приблизительно максимум 200 ° C или 392 ° F для двигателя Ванкеля с водяным охлаждением. Это обеспечивает более постоянную температуру поверхности. Температура температура вокруг свечи зажигания примерно такая же, как температура в камере сгорания поршневого двигателя.При охлаждении окружным или осевым потоком разница температур остается допустимой. ^{[40] [41] [42] [43]}

Проблемы возникли во время исследований в 1950-х и 1960-х годах. Некоторое время инженеры сталкивались с тем, что они называли «следами дребезжания» и «дьявольской царапиной» на внутренней поверхности эпитрохоида. Они обнаружили, что причиной является то, что уплотнения вершины достигают резонирующей вибрации, и проблема была решена за счет уменьшения толщины и веса уплотнений вершины. Царапины исчезли после введения более совместимых материалов для уплотнений и покрытий корпуса. Другой ранней проблемой было образование трещин на поверхности статора возле отверстия для свечи, которое было устранено путем установки свечей зажигания в отдельную металлическую вставку / медную втулку в корпусе вместо того, чтобы свеча ввинчивалась непосредственно в корпус блока. ^[44]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. ^[45] Более позднее альтернативное решение для охлаждения бобышки свечи зажигания было предоставлено со схемой переменной скорости охлаждающей жидкости для вращающихся с водяным охлаждением, которая получила широкое распространение и была запатентована Curtiss-Wright, ^[46] с последним из перечисленных для улучшения качества воздуха. -охлаждаемый двигатель, охлаждение патрона свечи зажигания. Эти подходы не требовали медной вставки с высокой проводимостью, но не исключали ее использования. Ford испытал роторный двигатель с заглушками, размещенными в боковых пластинах, вместо обычного размещения на рабочей поверхности корпуса ( CA 1036073  , 1978).

Последние события [ править ]

Увеличить рабочий объем и мощность роторного двигателя путем добавления большего количества роторов к базовой конструкции просто, но может существовать ограничение на количество роторов, поскольку выходная мощность направляется через последний вал ротора со всеми напряжениями всего двигателя. присутствует в этот момент. Для двигателей с более чем двумя роторами соединение двух двухроторных комплектов с помощью зубчатой ​​муфты (например, шарнира Хирта ) между двумя роторами было успешно испытано.

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

Недостатки двигателя Ванкеля, такие как недостаточная смазка и охлаждение при температуре окружающей среды, короткий срок службы двигателя, высокие выбросы и низкая топливная эффективность, были устранены специалистом по роторным двигателям Norton Дэвидом Гарсайдом , который в 2016 году разработал три запатентованные системы ^{[47] [48].}

• SPARCS
• Компактные SPARCS
• CREEV (Составной роторный двигатель для электромобилей)

SPARCS и Compact-SPARCS обеспечивают превосходный отвод тепла и эффективную тепловую балансировку для оптимизации смазки. Проблема роторных двигателей заключается в том, что во время работы корпус двигателя имеет постоянно холодные и горячие поверхности. Он также вызывает чрезмерное нагревание внутри двигателя, которое быстро разрушает смазочное масло. Система SPARCS уменьшает этот большой перепад температур нагрева металла корпуса двигателя, а также обеспечивает охлаждение ротора изнутри корпуса двигателя. Это снижает износ двигателя, продлевая срок его службы. Как описано в журнале Unmanned Systems Technology Magazine, «SPARCS использует герметичный контур охлаждения ротора, состоящий из циркуляционного центробежного вентилятора и теплообменника для отвода тепла. Это самонагнетание за счет улавливания прорыва газа через газовые уплотнения на стороне ротора. рабочие камеры ».^{[49] [50]} CREEV - это «выхлопной реактор», содержащий внутри вал и ротор, форма которых отличается от формы ротора Ванкеля. Реактор, расположенный в выхлопном потоке за пределами камеры сгорания двигателя, потребляет несгоревшие продукты выхлопа без использования второй системы зажигания перед тем, как направить сгоревшие газы в выхлопную трубу. На вал реактора передается лошадиная сила. Достигнуты более низкие выбросы и улучшенная топливная эффективность. Все три патента в настоящее время лицензированы инженерами из Великобритании, AIE (UK) Ltd. ^{[51] [52] [53] [54] [55].}

Материалы [ править ]

В отличие от поршневого двигателя, в котором цилиндр нагревается в процессе сгорания, а затем охлаждается поступающим зарядом, корпуса ротора Ванкеля постоянно нагреваются 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 упрощает использование альтернативных материалов, таких как экзотические сплавы и керамика.. При водяном охлаждении в радиальном или осевом направлении потока и горячей воде из горячей дуги, нагревающей холодную дугу, тепловое расширение остается допустимым. Верхняя температура двигателя была снижена до 129 ° C (264 ° F) с максимальной разницей температур между частями двигателя 18 ° C (32 ° F) за счет использования тепловых трубок вокруг корпуса и на боковых панелях в качестве средства охлаждения. . ^[38]

Среди сплавов, упомянутых для использования в корпусе Ванкеля, есть A-132, Inconel 625 и 356, обработанные до твердости T6. Для покрытия рабочей поверхности корпуса использовано несколько материалов, в том числе Никасил . Citroen, Mercedes-Benz, Ford, AP Grazen и другие подали заявки на патенты в этой области. Выбор материалов для верхних уплотнений менялся вместе с накопленным опытом, от углеродистых сплавов до стали, ферротических и других материалов. Комбинация между обшивкой корпуса и материалами верхних и боковых уплотнений была определена экспериментально, чтобы получить наилучшую долговечность как уплотнений, так 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 является твердой смазкой, 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 двигателях с электронным впрыском топлива добавлять не менее 1% масла непосредственно в бензин в качестве меры безопасности в случае отказа насоса, подающего масло к деталям, связанным с камерой сгорания, или всасыванию воздуха. Документ SAE Дэвида Гарсайда подробно описал выбор материалов и ребер охлаждения Norton.

Было протестировано несколько подходов с использованием твердых смазочных материалов, и даже рекомендуется 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-дозатор масла и топлива возможен всегда. ^[56]

Печать [ править ]

Ранние конструкции двигателей имели высокую вероятность потери герметичности как между ротором и корпусом, так и между различными частями, составляющими корпус. Кроме того, в более ранних моделях двигателей Ванкеля частицы углерода могли застрять между уплотнением и корпусом, заклинивая двигатель и требуя частичного восстановления. Очень ранние двигатели Mazda требовали восстановления после 80 000 км пробега. Дальнейшие проблемы с уплотнением возникли из-за неравномерного распределения тепла внутри корпусов, что привело к деформации и потере уплотнения и сжатия. Это тепловое искажение также вызвало неравномерный износ между верхним уплотнением и корпусом ротора, что проявляется в двигателях с большим пробегом. ^{[ необходима цитата ]} Проблема обострилась, когда двигатель был нагружен до достижениярабочая температура . Однако роторные двигатели Mazda решили эти первоначальные проблемы. Современные двигатели имеют около 100 деталей, связанных с уплотнением. ^[1]

Проблема зазора для горячих вершин ротора, проходящих между более близкими в осевом направлении боковыми кожухами в зонах впуска охладителя, была решена за счет использования осевого пилота ротора, радиально расположенного внутри масляных уплотнений, а также улучшенного инерционного масляного охлаждения 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 «увенчанные» верхние уплотнения (разная высота в центре и по краям тюлень).

Экономия топлива и выбросы [ править ]

У двигателя Ванкеля есть проблемы с топливной экономичностью и выбросами при сжигании бензина. Бензиновые смеси медленно воспламеняются, имеют медленную 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, снижая эффективность. Зазор между ротором и корпусом двигателя слишком мал для бензина в цикле сжатия, но достаточно широк для водорода. Узкий зазор нужен для создания сжатия. Когда в двигателе используется бензин, остатки бензина выбрасываются в атмосферу через выхлопные газы. Это не проблема при использовании водородного топлива, поскольку вся топливная смесь в камере сгорания сгорает, что почти не приводит к выбросам и повышает эффективность использования топлива на 23%. ^[57][58]

Форма камеры сгорания Ванкеля более устойчива к преждевременному возгоранию при работе на бензине с более низким октановым числом, чем у сопоставимого поршневого двигателя. ^[59] Форма камеры сгорания также может привести к неполному сгоранию топливовоздушного 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 приходится 7 ° C снижение температуры пламени. Это позволило Mazda выполнить Закон США о чистом воздухе 1970 года в 1973 году с простым и недорогим «тепловым реактором», 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 устранения несгоревших углеводородов и выбросов NOx.

Это недорогое решение увеличило расход топлива. Продажи автомобилей с роторным двигателем пострадали из-за нефтяного кризиса 1973 года, когда цены на бензин выросли, что привело к снижению продаж. Toyota обнаружила, что впрыск воздуха в зону выхлопного отверстия улучшает экономию топлива и снижает выбросы. Наилучшие результаты были получены с отверстиями в боковых пластинах; выполнение этого в вытяжном канале не оказало заметного влияния. ^[45] Использование трехступенчатых катализаторов с подачей воздуха в середину, как для двухтактных поршневых двигателей, также оказалось полезным при соблюдении норм выбросов. ^[60]

Mazda улучшила топливную эффективность системы теплового реактора на 40% с введением RX-7 в 1978 году. Однако в конечном итоге Mazda перешла на систему каталитического нейтрализатора. ^[6] Согласно исследованию Curtiss-Wright, фактором, который контролирует количество несгоревшего углеводорода в выхлопе, является температура поверхности ротора, при этом более высокие температуры производят меньше углеводородов. ^[61] Кертисс-Райт также показал, что ротор можно расширить, сохранив при этом остальную конструкцию двигателя неизменной, тем самым уменьшая потери на трение и увеличивая рабочий объем двигателя и выходную мощность. Ограничивающим фактором для этого расширения был механический, особенно прогиб вала при высоких скоростях вращения. ^[62]Закалка является основным источником углеводородов при высоких скоростях и утечки при низких скоростях. ^[63]

Автомобильные роторные двигатели Ванкеля способны 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, который составляет большую часть камеры сгорания, влияют на выбросы и экономию топлива. Результаты с точки зрения экономии топлива и выбросов выхлопных газов варьируются в зависимости от формы полости сгорания, которая определяется размещением свечей зажигания в каждой камере отдельного двигателя. ^[64]

Автомобиль Mazda RX-8 с двигателем Renesis соответствовал требованиям штата Калифорния по экономии топлива, включая стандарты Калифорнии для транспортных средств с низким уровнем выбросов (LEV). Этого удалось добиться за счет ряда нововведений. Выхлопные отверстия, которые в более ранних моделях Mazda располагались в корпусах ротора, были перенесены в стороны от камеры сгорания. Это решило проблему более раннего накопления золы в двигателе и проблемы теплового искажения боковых впускных и выпускных отверстий. На боковых сторонах ротора было добавлено скребковое уплотнение, а также керамическое покрытие.детали были использованы в двигателе. Такой подход позволил Mazda устранить перекрытие между отверстиями впускного и выпускного каналов, одновременно увеличив площадь выпускного отверстия. Боковой порт улавливал несгоревшее топливо в камере, уменьшал расход масла и улучшал стабильность сгорания 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 отверстий. Роторные двигатели с периферийными каналами имеют лучшее среднее эффективное давление , особенно на высоких оборотах и ​​с впускным каналом прямоугольной формы. ^{[65] [66] [67]} Однако RX-8 не был улучшен, чтобы соответствоватьНормы выбросов Евро 5, действие которых было прекращено в 2012 году. ^[68]

Mazda все еще продолжает разработку двигателей Ванкеля следующего поколения. Компания исследует двигатель лазерного зажигания , что исключает обычные свечи зажигания, прямой впрыск топлива , безыскровой HCCI зажигание и SPCCI зажигание . 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 T. Kohno доказали, что установка свечи накаливания в камере сгорания улучшает частичную нагрузку и снижает экономию топлива на низких оборотах в минуту на 7%. ^[69] Эти нововведения обещают снизить расход топлива и выбросы. ^[70]

Для дальнейшего повышения топливной экономичности Mazda рассматривает возможность использования Wankel в качестве расширителя запаса хода в серийно гибридных автомобилях, анонсируя прототип Mazda2 EV для оценки прессы в ноябре 2013 года. Эта конфигурация улучшает топливную экономичность и выбросы. Еще одно преимущество: работа двигателя Ванкеля на постоянной скорости увеличивает срок его службы. Сохранение почти постоянного или узкого диапазона оборотов устраняет или значительно снижает многие недостатки двигателя Ванкеля. ^[71]

В 2015 году британскими инженерами AIE (UK) Ltd была разработана новая система сокращения выбросов и повышения топливной эффективности с помощью двигателей Wankel Engines после лицензионного соглашения об использовании патентов Дэвида Гарсайда, создателя роторных двигателей Norton . Система CREEV (составной роторный двигатель для электромобилей) использует 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 рекуперации энергии выхлопных газов, которая в противном случае была бы потерянный. ^[49]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 силовых агрегатов для автомобилей ^[51] и беспилотных летательных аппаратов. ^[72]

Лазерное зажигание [ править ]

Традиционные свечи зажигания необходимо врезать в стенки камеры сгорания, чтобы вершина ротора могла пройти мимо. Когда верхние уплотнения ротора проходят через отверстие для свечи зажигания, небольшое количество сжатого заряда может быть потеряно из зарядной камеры в выхлопную камеру, что приведет к попаданию топлива в выхлопную трубу, снижению эффективности и увеличению выбросов. Эти моменты были преодолены за счет использования лазерного зажигания, отказа от традиционных свечей зажигания и удаления узкой щели в корпусе двигателя, чтобы уплотнения вершины ротора могли полностью перемещаться без потери сжатия из соседних камер. Эта концепция имеет прецедент в свечах накаливания.используется Toyota (документ SAE 790435) и документ SAE 930680 Д. Хиксона и др. по теме «Каталитические свечи накаливания в роторном двигателе со стратифицированной зарядкой JDTI». Лазерный штекер может стрелять через узкую щель. Лазерные свечи также могут стрелять глубоко в камеру сгорания, используя несколько лазеров. Таким образом, допускается более высокая степень сжатия. Было показано, что прямой впрыск топлива , для которого подходит двигатель Ванкеля, в сочетании с лазерным зажиганием в одной или нескольких лазерных свечах, улучшает двигатель, еще больше снижает его недостатки. ^{[70] [73] [74]}

Воспламенение от сжатия однородного заряда (HCCI) [ править ]

Воспламенение от сжатия однородного заряда (HCCI) включает использование предварительно смешанной бедной топливовоздушной смеси, которая сжимается до точки самовоспламенения, поэтому искровое зажигание исключается. Бензиновые двигатели сочетают однородный заряд (HC) с искровым зажиганием (SI), сокращенно HCSI. Дизельные двигатели сочетают в себе стратифицированный заряд (SC) с воспламенением от сжатия (CI), сокращенно SCCI. Двигатели HCCI обеспечивают выбросы, подобные бензиновым, с КПД двигателя с воспламенением от сжатия и низким уровнем выбросов оксидов азота (NO _x ) без каталитического нейтрализатора. Тем не менее, несгоревшие выбросы углеводородов и окиси углерода по-прежнему требуют обработки в соответствии с правилами выбросов от автомобилей.

Mazda провела исследование системы зажигания HCCI для своего проекта роторного двигателя SkyActiv-R, используя исследования своей программы SkyActiv Generation 2. Ограничением роторных двигателей является необходимость располагать свечу зажигания вне камеры сгорания, чтобы ротор мог пролететь мимо. Mazda подтвердила, что проблема решена в проекте SkyActiv-R. Роторы обычно имеют высокую степень сжатия, что делает их особенно подходящими для использования HCCI. ^{[75] [76] [77]}

Компрессионное зажигание с контролем искры (SPCCI) [ править ]

Mazda провела успешные исследования системы зажигания с контролируемым сжатием свечи зажигания ( SPCCI ) на роторных двигателях, заявив, что недавно представленные роторные двигатели будут включать SPCCI. SPCCI включает искровое зажигание и воспламенение от сжатия, сочетающее в себе преимущества бензиновых и дизельных двигателей для достижения экологических целей, 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.

Аспект воспламенения от сжатия в SPCCI делает возможным сжигание сверхнормативной обедненной смеси, повышая эффективность двигателя до 20-30%. SPCCI обеспечивает высокую 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 на обедненной смеси около 80% времени работы. Свечи зажигания воспламеняют небольшой импульс обедненной 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 регулируется пламенем свечи зажигания. Это позволяет SPCCI сочетать преимущества как бензиновых, так и дизельных двигателей.

В сочетании с нагнетателем воспламенение от сжатия обеспечивает увеличение крутящего момента на 20–30%. ^{[78] [79]}

Роторные с воспламенением от сжатия [ править ]

Были проведены исследования роторных двигателей с воспламенением от сжатия и сжигания тяжелого дизельного топлива с использованием искрового зажигания. Основные конструктивные параметры двигателя Ванкеля не позволяют получить степень сжатия выше 15: 1 или 17: 1 в практическом двигателе, но постоянно предпринимаются попытки создать двигатель Ванкеля с воспламенением от сжатия. Подход Rolls-Royce ^[80] и Yanmar с воспламенением от сжатия ^[81] заключался в использовании двухступенчатого блока, в котором один ротор действует как компрессор, а сгорание происходит в другом. ^[82] Преобразование стандартного блока искрового зажигания с камерой 294 куб. См для использования тяжелого топлива было описано в документе SAE 930682 Л. Лаутаном. Документ SAE 930683, подготовленный Д. Эйерманом, привел к созданию линейки роторных двигателей Wankel SuperTec с воспламенением от сжатия.

Исследования двигателей с воспламенением от сжатия проводятся компанией Pratt & Whitney Rocketdyne , которой DARPA поручило разработать двигатель Ванкеля с воспламенением от сжатия для использования в прототипе летающего автомобиля с вертикальным взлетом и посадкой под названием "Трансформатор". ^{[83] [84] [85] [86]} Двигатель, основанный на более ранней концепции, включающей беспилотный летательный аппарат под названием «Endurocore», работающий на дизельном двигателе Ванкеля. ^[87] планирует использовать роторы Ванкеля различных размеров на общем эксцентриковом валу для повышения эффективности. ^[88]Двигатель заявлен как «двигатель полного сжатия, полного расширения 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 требовался внешний воздушный компрессор для достижения достаточно высокой степени сжатия для сгорания с воспламенением от сжатия. ^{[89] [90]} Конструкция отличается от роторных двигателей Rolls-Royce с воспламенением от сжатия, в основном за счет наличия инжектора в выхлопном канале между ротором камеры сгорания и ступенями расширительного ротора, а также инжектор в камере расширения расширительного ротора 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 новшество - распространение пламени, обеспечивающее плавное горение пламени по всей камере сгорания. Топливо предварительно нагревается до 98 градусов Цельсия перед впрыском в камеру сгорания. Используются четыре свечи зажигания, выровненные по две пары. Две свечи зажигания воспламеняют топливный заряд в передней части ротора, когда он движется в зону сгорания корпуса. Когда ротор перемещает топливный заряд, вторые два выстреливают на долю секунды позади первой пары свечей, воспламеняясь около задней части ротора позади топливного заряда. Приводной вал охлаждается водой, что также оказывает охлаждающее воздействие на внутренние части ротора. Охлаждающая вода также обтекает двигатель снаружи через щель в корпусе.таким образом уменьшая тепло двигателя снаружи и внутри, устраняя горячие точки.^[91]

Водородное топливо [ править ]

Использование водородного топлива в двигателях Ванкеля повысило эффективность на 23% по сравнению с бензиновым топливом с почти нулевым уровнем выбросов. ^[57] Четырехтактные поршневые двигатели с возвратно-поступательным движением по циклу Отто плохо подходят для преобразования на водородное топливо . Топливная смесь водород / воздух может давать пропуски зажигания на горячих частях двигателя, таких как выпускной клапан и свечи зажигания, поскольку все четырехтактные операции происходят в одной камере.

Поскольку топливная смесь водород / воздух воспламеняется быстрее и быстрее, чем бензин, важной задачей водородных двигателей внутреннего сгорания является предотвращение преждевременного воспламенения и обратного воспламенения. В роторном двигателе каждый импульс цикла Отто происходит в разных камерах. Ротор не имеет выпускных клапанов, которые могут оставаться горячими и вызывать обратный огонь, который возникает в поршневых двигателях с возвратно-поступательным движением. Важно отметить, что впускная камера отделена от камеры сгорания, что защищает топливно-воздушную смесь от локальных горячих точек. Эти конструктивные особенности роторного двигателя позволяют использовать водород без предварительного воспламенения и обратного воспламенения.

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, что имеет решающее значение для сгорания водорода. ^[92] Топливные смеси водород / воздух воспламеняются быстрее, чем смеси бензина с высокой скоростью горения, в результате чего все топливо сгорает без выброса несгоревшего топлива 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 гидрогенизированного воздействия на смазочную пленку в поршневых двигателях. В двигателе Ванкеля проблему гидрогенизирования можно обойти за счет использования керамических уплотнений на вершине. ^{[93] [94]}

Все это делает 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 мгновенно переключаться с бензина на водород и обратно. ^{[95] [58]}

Преимущества [ править ]

Основными преимуществами двигателя Ванкеля являются: ^[18]

• Гораздо более высокое соотношение мощности и веса, чем у поршневого двигателя.
• Примерно треть размера поршневого двигателя эквивалентной выходной мощности.
• Легче упаковать в небольшие моторные отсеки, чем аналогичный поршневой двигатель
• Нет деталей, совершающих возвратно-поступательное движение
• Может развивать более высокие обороты в минуту, чем поршневой двигатель
• Работа практически без вибрации
• Не склонен к детонации двигателя
• Дешевле выпускать серийно, потому что двигатель содержит меньше деталей
• Превосходное дыхание, заполнение топливом сгорания при вращении главного вала на 270 градусов, а не на 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, обеспечивающий большую адаптивность
• Может использовать топливо с более широким октановым числом
• Не страдает «эффектом масштаба», ограничивающим его размер.
• Легко адаптируется и отлично 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 при сгорании через поршневые кольца. ^[96]

Двигатели Ванкеля значительно легче и проще, содержат гораздо меньше движущихся частей, чем поршневые двигатели эквивалентной выходной мощности. Клапаны или сложные клапанные механизмы устраняются за счет использования простых отверстий, вырезанных в стенках корпуса ротора. Поскольку ротор опирается непосредственно на большой подшипник выходного вала, нет ни шатунов, ни коленчатого вала . Устранение возвратно-поступательного движения массы и устранение наиболее нагруженных и подверженных отказам частей поршневых двигателей придает двигателю Ванкеля высокую надежность, более плавный поток мощности и высокое отношение мощности к массе .

Отношение площади поверхности к объему в движущейся камере сгорания настолько сложное, что невозможно провести прямое сравнение между поршневым двигателем с возвратно-поступательным движением и двигателем Ванкеля. Скорость потока и тепловые потери совершенно разные. Совершенно разные температурные характеристики поверхности; 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 удельной мощности,По физическим размерам или физическому весу поршневой двигатель с аналогичной выходной мощностью превосходит двигатель Ванкеля.

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. ^{[97] [98]} Таким образом, насос Ванкеля имеет более высокий объемный КПД и меньшие насосные потери из-за отсутствия дроссельных клапанов. ^[99]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, обычно встречающихся в поршневом двигателе, двигатель Ванкеля сконструирован с железным ротором в корпусе из алюминия , который имеет больший коэффициент теплового расширения . Это гарантирует, что даже сильно перегретый двигатель Ванкеля не сможет заедать, что может произойти 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 одно преимущество двигателя Ванкеля для использования в самолетах состоит в том, что он обычно имеет меньшую лобовую площадь, чем поршневой двигатель эквивалентной мощности, что позволяет создать более аэродинамическую носовую часть вокруг двигателя. Каскадным преимуществом является то, что меньший размер и меньший вес двигателя Ванкеля позволяет снизить затраты на конструкцию 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, двигатели Ванкеля имеют более низкие требования к октановому числу топлива, чем поршневые двигатели 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. ^[100] С точки зрения нефтепереработчиков это может быть преимуществом с точки зрения затрат на производство топлива. ^{[101] [102]}

Из-за того, что продолжительность хода на 50% больше, чем у поршневого четырехтактного двигателя, у него больше времени для завершения сгорания. Это приводит к большей пригодности для прямого впрыска топлива и режима послойного заряда .

Недостатки [ править ]

Хотя многие из недостатков являются предметом текущих исследований, текущие недостатки производимого двигателя Ванкеля следующие: ^[103]

Уплотнение ротора

Это все еще небольшая проблема, 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(четырехтактный) поршневой двигательподвергается воздействию топлива, позволяя маслу смазывать цилиндры с другой стороны. Компоненты поршневого двигателя также могут быть спроектированы для увеличения 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,и максимальная разница между более горячими и холодными областями двигателя от 159 ° C до 18 ° C.^[104]

Подъем уплотнения апекса

Центробежная сила прижимает верхнее уплотнение к поверхности 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 устранить отрыв уплотнения на вершине и делает его очень жизнеспособным в таких приложениях, как производство электроэнергии. В автомобилях двигатель будет пригоден для серийно-гибридных применений. ^[105]

Медленное горение

При использовании бензинового топлива сгорание топлива происходит медленно, потому что 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 предотвращает попадание пламени в заднюю кромку 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 никакого дополнительного «рычага» ротора на главном валу во время сгорания, и главный вал не имеет увеличенного рычага для приведения в действие ротора через фазы впуска, сжатия и выпуска его цикла.ротора на главном валу во время сгорания, и главный вал не имеет увеличенных рычагов для приведения в действие ротора через фазы впуска, сжатия и выпуска его цикла.ротора на главном валу во время сгорания, и главный вал не имеет увеличенных рычагов для приведения в действие ротора через фазы впуска, сжатия и выпуска его цикла.

Плохая экономия топлива при использовании бензинового топлива

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 поток выхлопных газов; 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 постоянными оборотами и нагрузкой исключает чрезмерный расход топлива. ^{[71] [106]}

Высокие выбросы

Поскольку несгоревшее топливо при использовании бензинового топлива находится в потоке выхлопных газов, соблюдение требований по выбросам затруднено. 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. ^[107] Двигатель Mazda Renesis с впускными и выпускными боковыми портами подавлял потерю несгоревшей смеси на выхлоп, которая раньше вызывалась перекрытием портов. ^[108]

Хотя в двух измерениях система уплотнений Ванкеля выглядит даже проще, чем у соответствующего многоцилиндрового поршневого двигателя, в трех измерениях верно обратное. Наряду с уплотнениями верхушки ротора, очевидными на концептуальной схеме, ротор также должен уплотняться по концам 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 соседних тактах цикла, а не между корпусом главного вала. Хотя уплотнение с годами улучшилось, неэффективное уплотнение Ванкеля, в основном из-за отсутствия смазки, остается фактором, снижающим его эффективность. ^[109]

В двигателе Ванкеля топливно-воздушная смесь не может быть предварительно сохранена, потому что есть последовательные циклы впуска. Продолжительность хода двигателя на 50% больше, чем у поршневого двигателя с возвратно-поступательным движением. Четыре цикла Отто длится 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 поршневого двигателя и соответствующая выходная мощность можно более точно сравнить с помощью перемещения на 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% приводят 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, потому что объем его воздушно-топливной смеси, проходящей полный рабочий ход за один оборот, напрямую отвечает за крутящий момент и, следовательно, производимую мощность.Измерение роторного двигателя Ванкеля таким образом более точно объясняет его удельную мощность, потому что объем его воздушно-топливной смеси, проходящей полный рабочий ход за один оборот, напрямую отвечает за крутящий момент и, следовательно, производимую мощность.Измерение роторного двигателя Ванкеля таким образом более точно объясняет его удельную мощность, потому что 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 сжимающую струю, которая отталкивает фронт пламени. При использовании обычной системы с одной или двумя свечами зажигания и гомогенной смеси этот сжимаемый поток предотвращает распространение пламени к задней стороне камеры сгорания в средних и высоких диапазонах оборотов двигателя. ^{[110] Компания} Kawasaki решила эту проблему в своем патенте США US 3848574  , а Toyota добилась 7% -ного улучшения экономии за счет размещения свечи накаливания в ведущем месте и использования язычковых клапанов во впускных каналах. ^[69] Это плохое сгорание в задней части камеры является одной из причин, почему в выхлопном потоке Ванкеля содержится больше окиси углерода и несгоревших углеводородов. Боковой выхлоп, как в Mazda Renesis., позволяет избежать одной из причин этого, потому что несгоревшая смесь не может улетучиться. Мазда 26B избежать этой проблемы путем использования системы зажигания три искровым. (В гонке на выносливость « 24 часа Ле-Мана» в 1991 году у 26B был значительно более низкий расход топлива, чем у конкурирующих поршневых двигателей с возвратно-поступательным движением. Из-за правила ограниченного количества топлива в Ле-Мане у всех участников было одинаковое количество топлива.) ^[111]

Периферийный впускной патрубок обеспечивает наивысшее среднее эффективное давление ; однако боковой впускной канал обеспечивает более стабильный холостой ход ^[112], поскольку 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 связан с ухудшением стабильности холостого хода и производительности при частичной нагрузке. Ранняя работа Toyota ^[69] привела к добавлению подачи свежего воздуха к выпускному отверстию, а также доказала, что язычковый клапан во впускном отверстии или каналах ^[113]улучшили характеристики двигателей Ванкеля на низких оборотах и ​​частичной нагрузке, предотвращая обратный выброс выхлопных газов во впускное отверстие и каналы, а также снижая высокую скорость рециркуляции отработавших газов, вызывающую пропуски зажигания, за счет небольшой потери мощности на максимальных оборотах. Дэвид В. Гарсайд, разработчик роторного двигателя Norton, предположил, что более раннее открытие впускного отверстия перед верхней мертвой точкой (ВМТ) и более длинные впускные каналы улучшают крутящий момент на низких оборотах и ​​эластичность двигателей Ванкеля. Это также описано в Кеничи Ямамото.книги. 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 выхлопного отверстия по сравнению с более ранними конструкциями, и было проведено специальное исследование влияния конфигурации впускного и выпускного трубопроводов на производительность двигателей Ванкеля. ^[114]

Все роторы Ванкеля производства Mazda, в том числе Renesis, установленный в RX-8., сожгите небольшое количество масла, дозированного в камеру сгорания, чтобы сохранить верхние уплотнения. Владельцы должны периодически добавлять небольшое количество масла, тем самым увеличивая эксплуатационные расходы. Некоторые источники, такие как rotaryeng.net, утверждают, что лучшие результаты достигаются при использовании топливно-масляной смеси, а не при использовании насоса-дозатора масла. Двигателям с жидкостным охлаждением требуется минеральное всесезонное масло для холодного пуска, а двигателям Ванкеля необходимо время 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. ^{[цитата необходима ]}

Приложения [ править ]

Автомобильные гонки [ править ]

В мире гонок Mazda добилась значительных успехов в производстве двух-, трех- и четырехроторных автомобилей. Частные гонщики также добились значительного успеха с серийными и модифицированными автомобилями Mazda Wankel с двигателями. ^[115]

Sigma MC74 с двигателем Mazda 12A был первым двигателем и единственной командой из-за пределов Западной Европы или США, которая финишировала все 24 часа гонки « 24 часа Ле-Мана» в 1974 году. Пилотом MC74 был Ёдзиро Терада. . 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 их 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.

В Formula Mazda Racing представлены 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 Series стала самым популярным форматом для спонсоров, зрителей и гонщиков. Все двигатели построены одним производителем двигателей, сертифицированы для выработки предписанной мощности и опломбированы для предотвращения несанкционированного доступа. Они находятся в относительно мягком состоянии гоночного настроения, поэтому они чрезвычайно надежны и могут годами не ремонтироваться. ^[116]

Сеть Гран-при Малибу , аналогичная по концепции коммерческим трекам для любителей картинга , управляет несколькими площадками в Соединенных Штатах, где клиент может приобрести несколько кругов по треку на автомобиле, очень похожем на гоночные автомобили с открытыми колесами , но с приводом от небольшого Curtiss. - Правый роторный двигатель.

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 серийном трехроторном двигателе Mazda 20B-REW , а также во 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 использовал разъемные подшипники.

Двигатели мотоциклов [ править ]

Небольшие размеры и привлекательное соотношение мощности и веса двигателя Ванкеля понравились производителям мотоциклов. Первым мотоциклом с двигателем Ванкеля был IFA / MZ KKM 175W 1960 года выпуска, построенный немецким производителем мотоциклов MZ по лицензии NSU . ^[117]

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 году компания Kawasaki представила прототип своего двухроторного роторного двигателя Kawasaki X99 (патенты США N 3848574 и 3991722). И Yamaha, и Kawasaki утверждали, что в ранних версиях Wankels решили проблемы низкой топливной экономичности, высоких выбросов выхлопных газов и низкого срока службы двигателя, но ни один прототип не был запущен в производство.

В 1974 году Hercules произвел мотоциклы W-2000 Wankel, но низкие производственные мощности означали, что проект был убыточным, и производство было прекращено в 1977 году. ^[118]

С 1975 по 1976 год Suzuki производила однороторный мотоцикл Wankel RE5 . Это была сложная конструкция с жидкостным и масляным охлаждением , а также с несколькими системами смазки и карбюратора . Он работал хорошо и плавно, но, будучи довольно тяжелым и имея скромную выходную мощность в 62 л.с. (46 кВт), продавался не очень хорошо. ^[119]

Голландский импортер и производитель мотоциклов Van Veen произвел небольшое количество двухроторного мотоцикла OCR-1000 с двигателем Ванкеля в период с 1978 по 1980 год, используя излишки двигателей Comotor . В двигателе OCR 1000 использовался переделанный двигатель, изначально предназначенный для автомобиля Citroën GS. ^[120]

В начале 1980-х, используя более ранние работы в BSA , Norton произвел двухроторный двигатель с воздушным охлаждением Classic , за которым последовали Commander с жидкостным охлаждением и Interpol2 (полицейская версия). ^[121] Последующие велосипеды Norton Wankel включали Norton F1 , F1 Sports, RC588, Norton RCW588 и NRS588. Norton предложил новую двухроторную модель с объемом двигателя 588 куб. См, названную «NRV588», и версию с объемом двигателя 700 куб. См, названную «NRV700». ^[122] Бывший механик Norton, Брайан Крайтон, начал разработку собственной линейки роторных мотоциклов под названием «Roton», которая выиграла несколько австралийских гонок.

Несмотря на успехи в гонках ^[123], с 1992 года мотоциклы с двигателями Ванкеля не выпускались для продажи широкой публике для использования на дорогах.

Полезно сравнить два разных подхода к дизайну, принятых Suzuki и BSA. Еще до того, как Suzuki выпустила RE5, в Бирмингеме инженер-исследователь BSA Дэвид Гарсайд разрабатывал двухроторный мотоцикл Ванкеля. Крах BSA остановил разработку, но машина Гарсайда в конечном итоге стала производиться как Norton Classic .

Двигатели Ванкеля очень сильно нагреваются на стороне зажигания и выпуска трохоидной камеры двигателя , тогда как впускная и компрессорная 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 охлаждали в камере повышенного давления внутри полумонокока.рама и после смешивания с топливом подается в двигатель. Этот воздух был довольно маслянистым после прохождения через внутреннюю часть роторов и, таким образом, использовался для смазки кончиков роторов. Выхлопные трубы сильно нагреваются, поэтому Suzuki выбрала ребристый выхлопной коллектор, выхлопные трубы с двойными стенками и охлаждающими решетками, термостойкие оболочки для труб и глушители с теплозащитными экранами. Гарсайд просто спрятал трубы под двигатель, чтобы они не могли причинить вреда, чтобы тепло рассеивалось 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 один ротор, который был довольно гладким,но с грубыми пятнами при 4000 об / мин; Гарсайд выбрал двухроторный двигатель с плавной регулировкой турбин. Сузуки установил массивный ротор высоко в раме, но Гарсайд поставил роторы как можно ниже, чтобы снизить центр тяжести мотоцикла.^[124]

Хотя было сказано, что он хорошо управляется, в результате Suzuki оказался тяжелым, чрезмерно сложным, дорогим в производстве и (при 62 л.с.) немного не хватало мощности. Конструкция Гарсайда была проще, плавнее, легче и при 80 л.с. (60 кВт) значительно мощнее. ^[125]

Авиационные двигатели [ править ]

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

1. Роторы не могут заедать, так как корпуса ротора расширяются больше, чем роторы;
2. Двигатель менее подвержен серьезному заболеванию, известному как "детонация двигателя", которое может вывести из строя поршневые двигатели самолета в середине полета.
3. Двигатель не подвержен «шоковому охлаждению» при спуске;
4. Двигатель не требует обогащенной смеси для охлаждения на большой мощности;
5. Отсутствие деталей, совершающих возвратно-поступательное движение, снижает уязвимость к повреждениям, когда двигатель вращается с более высокой скоростью, чем расчетный максимум. Ограничением оборотов является прочность коренных 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 дополнительно позволяет двигателю достичь рабочей температуры для полной мощности на взлете. ^[126] Авиадвигатель Ванкеля большую часть своего рабочего времени проводит 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 может стать проблемой, для предотвращения обледенения имеется много тепла, выделяемого двигателем.

Первый самолет Ванкеля с роторным двигателем был в конце 1960-х годов и был экспериментальной гражданской версией разведывательного самолета QT-2 армии США от Lockheed Q-Star , по сути, планера Schweizer с приводом от двигателя . Самолет был оснащен роторным двигателем Curtiss-Wright RC2-60 Wankel мощностью 185 л.с. (138 кВт) . Эта же модель двигателя использовалась в Cessna Cardinal и вертолете, а также в других самолетах. ^{[18] [127] [128]} В Германии в середине 1970-х годов самолет с толкающим воздуховодом, оснащенный модифицированным многороторным двигателем Ванкеля NSU, был разработан как в гражданской, так и в военной версиях Fanliner и Fantrainer.

Примерно в то же время , как первые опыты с полномасштабным самолета с двигателями Ванкеля, модель самолета -sized версии были впервые комбайном из хорошо известной японской OS Engines фирмы и тогда сохранившийся немецкий Graupner Aeromodeling продукции фирмы, под лицензия от НГУ / Авто-Союз. К 1968 году первый прототип с воздушным охлаждением, одновинтовой запальная свеча -ignition, метанол топливе 4,9 см ³ ОС смещения / Граупнер модель Ванкеля двигатель был запущен, и было произведено по меньшей мере , двух различных версий с 1970 по сей день, ^[129] исключительно фирмой OS после кончины Граупнера в 2012 году. ^[130]

Авиационные двигатели Ванкеля все чаще используются там, где важны компактный размер, высокая удельная мощность и бесшумность, особенно в дронах и беспилотных летательных аппаратах . Многие компании и любители адаптируют роторные двигатели Mazda, взятые из автомобилей, для использования в самолетах. Другие, в том числе сама Wankel GmbH, производят роторные двигатели Wankel, предназначенные для этой цели. ^{[131] [132]} Одно из таких применений - двигатели Rotapower в Moller Skycar M400 . Другим примером специально созданных роторных двигателей являются двигатели Austro Engine AE50R мощностью 55 л.с. (41 кВт) (сертифицированный) и AE75R (75 л.с. (56 кВт), находящиеся в разработке), оба прибл. 2 л.с. / кг. ^[133]

Двигатели Ванкеля устанавливались на самодельные экспериментальные самолеты, такие как ARV Super2 , некоторые из которых оснащались британскими авиадвигателями MidWest . Большинство из них - автомобильные двигатели Mazda 12A и 13B, переоборудованные для использования в авиации. Это очень экономичная альтернатива сертифицированным авиационным двигателям, предлагающая двигатели мощностью от 100 до 300 лошадиных сил (220 кВт) за небольшую часть стоимости традиционных поршневых двигателей. Эти преобразования были первоначально в начале 1970-х годов. С некоторыми из этих двигателей, установленных на самолетах, по состоянию на 10 декабря 2006 года Национальный совет по безопасности на транспорте имеет только семь отчетов об инцидентах с самолетами с двигателями Mazda, и ни один из них не был отказом из-за конструктивных или производственных недостатков. ^{[цитата необходима ]}

Питер Гаррисон, ответственный редактор журнала Flying , сказал, что «на мой взгляд ... наиболее многообещающим двигателем для использования в авиации является роторный двигатель Mazda». ^[134] Роторы Mazda хорошо зарекомендовали себя при переоборудовании для использования в самодельных самолетах. Однако реальная проблема в авиации состоит в том, чтобы производить сертифицированные FAA альтернативы стандартным поршневым двигателям, которыми оснащено большинство небольших 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 компания Mistral Engines надеялась на сертификацию FAA и JAA к 2011 году. По состоянию на июнь 2010 года.^{[Обновить]}, Разработка роторного двигателя G-300 была прекращена, компания сослалась на проблемы с денежным потоком. ^[135]

Mistral утверждает, что преодолел проблемы расхода топлива, присущие роторным двигателям, по крайней мере в той степени, в которой двигатели демонстрируют удельный расход топлива в пределах нескольких точек поршневых двигателей аналогичного объема. Хотя расход топлива все еще немного выше, чем у традиционных двигателей, его перевешивают другие положительные факторы. ^{[136] [137]}

Ценой повышенного усложнения системы впрыска дизельного типа под высоким давлением, многотопливные двигатели Curtiss-Wright со стратифицированным наддувом продемонстрировали расход топлива в том же диапазоне, что и у небольших форкамерных автомобильных и промышленных дизелей, при сохранении роторных преимуществ Ванкеля ^{[ 138]} В отличие от поршневого двигателя с верхним расположением клапанов, здесь нет клапанов, которые могут плавать при более высоких оборотах, что приводит к снижению производительности. Ванкель представляет собой более эффективную конструкцию на высоких оборотах без деталей, совершающих возвратно-поступательное движение, с гораздо меньшим количеством движущихся деталей и без головки блока цилиндров. ^[139]

Французская компания Citroën разработала Ванкеля приведенный в действие RE-2  [ пт ] вертолет в 1970 - е годы. ^[140]

Поскольку двигатели Ванкеля работают с относительно высокой частотой 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 понижения скорости воздушного винта для поддержания пропеллеров в пределах расчетного диапазона скоростей. В экспериментальных самолетах с двигателями Ванкеля используются винтовые редукторы, например, двухроторный двигатель MidWest имеет редуктор 2,95: 1. Скорость вращения вала двигателя Ванкеля высока по сравнению с поршневыми двигателями 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 гораздо медленнее 2500 об / мин. об / мин.

DARPA поручило компании Pratt & Whitney Rocketdyne разработать дизельный двигатель Ванкеля для использования в прототипе летающего автомобиля вертикального взлета и посадки под названием «Трансформатор». ^{[83] [84] [85] [86]} Двигатель, основанный на более ранней концепции дизельного беспилотного летательного аппарата Ванкеля под названием «Endurocore». ^[87]

Планера производитель Шляйхер использует австро Двигатели AE50R Ванкеля ^{[141] [142]} в его самостоятельно запускать модели ASK-21 Ми , ASH-26E , ^[143] ASH-25 М / Ми , ASH-30 Ми , ASH-31 Mi , ASW-22 BLE , и ПГС-32 Ми .

В 2013 году компания e-Go , базирующаяся в Кембридже , Соединенное Королевство, объявила, что ее новый одноместный самолет Canard, победитель конкурса на проектирование, отвечающий требованиям новой британской категории нерегулируемых одноместных мест, будет оснащаться двигателем Ванкеля от Rotron Power, специализированный производитель современных роторных двигателей для беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Первая продажа была 2016. самолетов , как ожидается , чтобы доставить 100 узлов (190 км / ч; 120 миль / ч) скорости круиз от 30 л.с. (22 кВт) двигателя Ванкеля, с экономией топлива 75 миль на галлон _-imp (3,8 л / 100 км; 62 миль на галлон _‑US ) на стандартном автомобильном бензине (MOGAS) мощностью 22 кВт (30 л.с.). ^[144]

DA36 E-Star, самолет, разработанный Siemens , Diamond Aircraft и EADS , использует серийный гибридный самолет.трансмиссия с гребным винтом, приводимым в движение электродвигателем Siemens мощностью 70 кВт (94 л.с.). 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 частоты вращения воздушного винта исключен. Электродвигатель использует электричество, хранящееся в батареях, при выключенном двигателе генератора, чтобы взлетать и набирать высоту, снижая 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 технологию, использующую двигатели Ванкеля, можно масштабировать до 100-местного самолета. ^{[145] [146]}

Расширитель запаса хода [ править ]

Из-за компактных размеров и высокого отношения мощности к весу двигателя Ванкеля он был предложен для электромобилей в качестве расширителей диапазона для обеспечения дополнительной мощности при низком уровне заряда аккумуляторной батареи. Было выпущено несколько концептуальных автомобилей с гибридной трансмиссией. 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. Мицуэо Хитоми, глава Mazda по трансмиссиям, заявил: «Роторный двигатель идеален в качестве расширителя диапазона, потому что он компактен и мощен, а также обеспечивает низкий уровень вибрации».^[147]

В 2010 году Audi представила прототип серийного гибридного электромобиля A1 e-tron с небольшим двигателем Ванкеля объемом 250 куб. мотор. ^{[148] [149]} В 2010 году FEV Inc заявила, что в их прототипе электрической версии Fiat 500 двигатель Ванкеля будет использоваться в качестве расширителя запаса хода. ^[150] В 2013 году финская Valmet Automotive представила прототип автомобиля под названием EVA, включающий серийно-гибридную трансмиссию с приводом от Ванкеля и двигатель, произведенный немецкой компанией Wankel SuperTec. ^[151]Британская компания Aixro Radial Engines предлагает расширитель запаса хода на основе картингового двигателя объемом 294 куб. См . ^[152]

Японская Mazda прекратила производство двигателей Ванкеля с прямым приводом в своем модельном ряду в 2012 году, в результате чего автомобильная промышленность во всем мире не имеет серийных автомобилей, использующих двигатель. Компания продолжает разработку следующего поколения двигателей Ванкеля SkyActiv-R. Mazda заявляет, что SkyActiv-R решает три ключевых проблемы с предыдущими роторными двигателями: экономия топлива, выбросы и надежность. ^{[22] [153] [154]} Такаши Яманучи , генеральный директор Mazda, сказал: «Роторный двигатель имеет очень хорошие динамические характеристики, но он не так хорош с точки зрения экономии при ускорении и замедлении. Однако с расширителем диапазона вы можете используйте роторный двигатель с постоянной скоростью 2 000 об / мин, на максимальной эффективности. К тому же он компактен ». ^[71]Никакой двигатель Ванкеля в такой компоновке еще не использовался в серийных автомобилях или самолетах. Однако в ноябре 2013 года Mazda объявила автомобильной прессе о серийно-гибридном прототипе Mazda2 EV с двигателем 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. ^{[155] [156] [157]} В октябре 2017 года Mazda объявила, что роторный двигатель будет использоваться в гибридном автомобиле с запланированными сроками выпуска 2019/20. ^{[158] [147] [159]}

Mazda провела исследование зажигания с контролируемым зажиганием от сжатия ( SPCCI ) на роторных двигателях, заявив, 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 по охране окружающей среды, мощности и расхода топлива. ^[79]

Mazda подтвердила, что роторный автомобиль с увеличенным запасом хода будет запущен в конце 2020 года. Архитектура двигателя / электродвигателя будет аналогична Toyota Prius Synergy Drive с полной тягой двигателя или полной тягой электродвигателя, или любым процентом от двух вместе взятых. между. Можно выбрать более крупный аккумуляторный блок, чтобы обеспечить полную 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 разгона и взлета с места. ^{[160] [24]}

Другое использование [ править ]

Малые двигатели Ванкеля все чаще используются в других приложениях, например, в картингах , ^{[161] [162]} личных плавсредствах и вспомогательных силовых установках для самолетов. ^{[163] [164]} Кавасаки запатентовал 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 сделал газонокосилку (Rotondor) с роторным двигателем Ванкеля. Для экономии производственных затрат ротор находился в горизонтальном положении и отсутствовали уплотнения с нижней стороны. Graupner /OS 49-PI - это 5-кубовый двигатель Ванкеля мощностью 1,27 л.с. (950 Вт) для использования в моделях самолетов , производимый практически без изменений с 1970 года. Даже с большим глушителем весь комплект весит всего 380 граммов (13 унций). ^{[165] [166]}

Простота двигателя Ванкеля делает его хорошо подходящим для мини-, микро- и микро-мини-двигателей. В Микроэлектромеханические системы (МЭМС) Лабораторные роторный двигатель в Университете Калифорнии, Беркли , ранее проведено исследование в направлении разработки двигателей Ванкеля пуха до 1 мм в диаметре, с перемещениями менее 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. ^{[167] [168]}Разработка миниатюрного двигателя Ванкеля остановилась в Калифорнийском университете в Беркли по окончании контракта DARPA. Миниатюрные двигатели Ванкеля изо всех сил пытались поддерживать 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 избыточным потерям тепла; относительно большая площадь поверхности стенок камеры сгорания отводит то небольшое количество тепла, которое выделяется в небольшом объеме сгорания, что приводит к гашению и низкой эффективности.

Компания 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 примерно один метр в диаметре. Двигатель был заимствован из предыдущей неудачной конструкции Кертисс-Райт , которая потерпела неудачу из-за хорошо известной проблемы со всеми двигателями внутреннего сгорания : фиксированная скорость, 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 роторной камеры, которые можно использовать. Эта проблема была решена путем ограничения частоты вращения двигателя до 1200 об / мин и использованияприродный газ в качестве топлива. Это было особенно удачно выбрано, поскольку одним из основных применений двигателя было приведение в действие компрессоров на трубопроводах природного газа . ^[169]

Компания Yanmar из Японии произвела несколько небольших роторных двигателей с наддувным охлаждением для бензопил и подвесных двигателей. ^[170] Одним из ее продуктов является двигатель LDR (выемка ротора в передней кромке камеры сгорания), который имеет улучшенный профиль выбросов выхлопных газов и впускные каналы с герконовым клапаном, которые улучшают характеристики при частичной нагрузке и низких оборотах. ^[171]

В 1971 и 1972 годах Arctic Cat производила снегоходы с двигателями Sachs KM 914 303 куб. См и KC-24 294 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 зарядным охлаждением и кожухами с жидкостным охлаждением. Другие производители: Wankel AG, Cubewano, Rotron и Precision Technology USA.

Американский танк M1A3 Abrams будет использовать роторную дизельную ВСУ, ^[172] разработанную американской лабораторией TARDEC. Он оснащен роторным двигателем с высокой удельной мощностью 330 куб. См, модифицированным для работы с различными видами топлива, такими как стандартное военное реактивное топливо JP-8 . ^[173]

Невнутреннее сгорание [ править ]

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 предлагает преимущества в надежности, основные преимущества Ванкеля в размер и вес по сравнению с четырехтактным двигателем внутреннего сгорания значения не имеют. В конструкции, использующей нагнетатель Ванкеля на двигателе Ванкеля, нагнетатель в два раза больше двигателя.

Конструкция Ванкеля используется в ремня безопасности системы предварительного натяжителя ^[174] в некоторых Mercedes-Benz ^[175] и Volkswagen ^[176] автомобилей. Когда датчики замедления обнаруживают потенциальную аварию, небольшие взрывные патроны срабатывают электрически, и образующийся под давлением газ подается в крошечные двигатели Ванкеля, которые вращаются, чтобы компенсировать провисание систем ремней безопасности, надежно закрепляя водителя и пассажиров на сиденье перед тем, как сработать. столкновение. ^[177]

См. Также [ править ]

Заметки [ править ]

Ссылки [ править ]

• 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: Издательство Св. Мартина. ISBN 0-312-69456-3.
• Норбай, 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. Архивировано из оригинального (PDF) 04.12.2020 . Проверено 5 мая 2018 .
• Ямамото, Кеничи (1981). Роторный двигатель . Toyo Kogyo.
• Grazen, Alfred EP, Патенты CA 602098 и CA 651826 (покрытие рабочей поверхности в Suzuki RE-5)
• Societé Anonyme Automobiles Citroën (1969), испанские патенты 0374366 и 0375053 по усовершенствованию процедур покрытия поверхности трения. (Никасил).
• Феллер и М.И. Мех: «Двухступенчатый роторный двигатель - новая концепция дизельной энергии», Rolls-Royce, Институт инженеров-механиков, Proceedings 1970–71, Vol. 185, стр. 139–158, D55-D66. Лондон
• Ансдейл, РФ (1968). Двигатель Ванкеля RC, конструкция 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 документ SAE 300010.
• П.В. Ламарк, «Конструкция ребер охлаждения для мотоциклетных двигателей», журнал Института автомобильных инженеров , Лондон, выпуск за март 1943 года, а также в «Институте трудов автомобильных инженеров», XXXVII, сессия 1942–1943, стр. 99–134 и 309–312.
• WM Holaday и John Happel (Socony-Vacuum Oil Co): «Взгляд нефтепереработчика на качество моторного топлива», документ SAE 430113
• Walter G Froede: «Вращающийся двигатель внутреннего сгорания NSU-Wankel», Технический документ SAE 610017
• MR Hayes и DP Bottrill: «NSU Spider -Vehicle Analysis», Mira (Исследовательская ассоциация автомобильной промышленности, Великобритания), 1965.
• К. Джонс (Кертисс-Райт), «Роторный двигатель внутреннего сгорания такой же аккуратный и аккуратный, как авиационная турбина», журнал SAE, май 1968 г., том 76, № 5: 67–69. Также в документе SAE 670194.
• Ян П. Норбай: «Соперники Ванкеля», Popular Science, январь 1967; «Двигатель Ванкеля. Дизайн, разработка, приложения »; Чилтон, 1972. ISBN 0-8019-5591-2 
• TW Rogers et al. (Mobil), «Смазка вращающихся двигателей», Automotive Engineering (SAE), май 1972 г., том 80, № 5: 23–35.
• К. Ямамото и др. (Mazda): «Свойства горения и выбросов роторных двигателей», Automotive Engineering (SAE), июль 1972: 26–29. Также в документе SAE 720357.
• LW Manley (Mobil): «Низкооктановое топливо 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 каталитическим нейтрализатором» и другие статьи в «Wankel News» (на немецком языке от Hercules Wankel IG)
• «Мировое обновление вращающегося устройства», Automotive Engineering (SAE), февраль 1978 г., том 86, № 2: 31–42.
• Б. Лоутон: «Дизельный двигатель Ванкеля с турбонаддувом», C68 / 78, из: «Публикации конференции инженеров-механиков. 1978–2, Турбонаддув и турбокомпрессоры, ISBN 0 85298 395 6 , стр 151–160. 
• Т. Коно и др. (Toyota): «Улучшенное 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: Двигатели Ванкеля от А до Я , Нью-Йорк, 1973. ISBN 0-913646-01-6 
• Лен Лаутан (AAI corp.): «Разработка легкого роторного двигателя на тяжелом топливе», документ SAE 930682
• G Bickle et al. (ICT co), R Domesle et al. (Degussa AG), «Контроль выбросов от двухтактных двигателей», Automotive Engineering International (SAE), февраль 2000 г., стр. 27–32.
• BOSCH, «Справочник по автомобилестроению», 2005 г., Механика жидкостей, таблица: «Разряд 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; US 3833321  , 1974; US 3981688  , 1976 г. - Ford; CA 1030743  , 1978; CA 1045553  , 1979, -Ford.
• Дун-Зен Дженг и др.: «Численное исследование производительности роторного двигателя с утечкой, различными видами топлива и размерами ниши», статья SAE 2013-32-9160 и тот же автор: «Влияние впускной и выхлопной трубы на роторный двигатель. Производительность », документ SAE 2013-32-9161
• Вэй Ву и др.: «Роторный двигатель Ванкеля с воздушным охлаждением и воздушным охлаждением 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 [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме двигателя Ванкеля .

• Патент США 2,988,008
• How Wankel Engines Work , How Stuff Works , получено 14 августа 2012 г.
• Двигатель Ванкеля , Анимированные двигатели, Кевени
• Как и почему двигатель должен работать ровно , Великобритания: Citroën Net , получено 14 августа 2012 г.
• Страница Аарона Кейка о двигателе Ванкеля , Калифорния
• JI Martin-Artajo SI Макет роторного двигателя , ES
• Роторный двигатель JC Lefeuvre Moto-Turbine-Radiale установлен на мотоцикле, FR
• Скотт, Дэвид (март 1960). «Автодвигатель без поршней» . Популярная наука : 82.
• Норбай, Ян П. (январь 1967). «Соперники Ванкеля: обзор роторных двигателей» . Popular Science : 80. Примеры Кауэрца, Чуди, Вирмеля, Мерсера, Селвуда, Джернаса.CS1 maint: postscript ( ссылка )
• Нортон Ротари ; резюме разработки серии двигателей Ванкеля Norton, Дэвид Гарсайд