Мотор оказался очень небольшим, мощным и имел мало деталей. В Европе начались продажи машин с роторными двигателями, но как оказалось у них мал моторесурс, они потребляли много топлива и имели очень токсичный выхлоп. Нефтяной кризис 1973 года из-за очередной арабо-израильской войны, когда цены на бензин увеличились в несколько раз, резко поставил вопрос об экономичности автомобильных моторов. Из-за этого в Европе и Америке попытки довести роторный двигатель Ванкеля до нужной степени совершенства были прекращены. И только японская компания Mazda упорно продолжала работы в этом направлении.

.

После краткого обзора истории роторного двигателя с планетарным движением ротора остановимся на рассмотрении его преимуществ и недостатков.   ПРЕИМУЩЕСТВА роторного двигателя Ванкеля по сравнению с традиционными поршневыми моторами:   1) Повышенная удельная мощность (л.с./кг), она практически в два раза превышает этот показатель поршневых 4-х тактных двигателей. Масса неравномерно движущихся частей в двигателе Ванкеля гораздо меньше, чем в аналогичных по мощности поршневых двигателях, и амплитуда таких неуравновешенных движений заметно меньше. Это происходит из-за того, что в «поршневике» осуществляются возвратно- поступательные движения, а в двигателе Ванкеля- вращательные, планетарной схемы. К тому же в двигателе Ванкеля отсутствуют коленчатый вал и шатуны.

На повышенную мощность Ванкеля играет и то, что такой двигатель однороторной конструкции выдаёт мощность в течение трёх четвертей каждого оборота выходного вала. В отличие от одноцилиндрового 4-х тактного поршневого двигателя, который выдаёт мощность только в течение одной четверти каждого оборота выходного вала.   Именно по этим причинам с единицы объема камеры сгорания в серийном роторном моторе Ванкеля снимается гораздо большая мощность. При объёме рабочей камеры 1300 см Mazda RX-8 имеет мощность 200 л.с – 250 л.с., а прежняя модель Mazda RX-7, с мотором такого же объема, но с турбокомпрессором выдавала 350 л.

Именно поэтому особым признаком Mazda RX являются отличные динамические характеристики:

• на низкой передаче возможно без излишней нагрузки на двигатель разогнать машину выше 100 км/ч на более высоких оборотах двигателя (8000 об/мин и более).
•  двигатель Ванкеля гораздо легче механически уравновесить и избавиться от вибрации, что позволяет повысить комфортность лёгких транспортных средств типа микроавтомобилей;
•  габаритные размеры роторно-поршневого двигателя меньше в 1,5—2 раза в соотношении со сравнимым по мощности поршневым мотором.

В двигателе Ванкеля на 35 — 40 % меньшее количество деталей.

 Недостатки:

1) Малая длина рабочего хода грани треугольного ротора, Хотя эти показатели напрямую с поршневым мотором сравнивать сложно – слишком различны типы движений поршня и ротора, но у двигателя Ванкеля примерно на пятую часть меньше длина рабочего хода. Тут есть одно коренное отличие Ванкеля от поршневого мотора- у «поршневика» идет увеличение объема в направлении одного линейного направления, которое совпадает с направлением рабочего хода. А у Ванкеля – это движение сложное и только часть траектории перемещения треугольного ротора с планетарным движением становится собственно линией рабочего хода. (РИС.) Именно поэтому у двигателя Ванкеля топливная эффективность хуже, чем у поршневых моторов. Поэтому из-за малой длины рабочего хода очень высока температура выхлопных газов – рабочие газы не успевают передать основное свое давление на ротор, как уже открывается выхлопное окно и горячие газы высокого давления с еще не прекратившими горение объемными фрагментами рабочей смеси выходят в выхлопную трубу. Поэтому температура выхлопных газов у двигателя Ванкеля очень высока.

2) Сложная форма камеры сгорания «серповидной» формы. У такой камеры сгорания большая поверхность контакта газов со стенками корпуса и ротором. Поэтому значительная честь тепла уходит на нагрев деталей мотора, а это снижает тепловой КПД и усиливает нагрев мотора. Кроме того, такая форма камеры сгорания приводит к ухудшению смесеобразования и замедлению скорости горения рабочей смеси.

3) Потенциально невысокий для роторного мотора крутящий момент. Для того чтобы снять вращение с движущегося ротора, центр вращения которого сам непрерывно осуществляет планетарное вращение по круговой траектории вокруг геометрического центра рабочей камеры, в этом двигателе применяется эксцентрично расположенные на главном валу диски. По сути дела – это элементы кривошипного устройства. То есть двигатель Ванкеля так и не смог полностью избавиться от главного недостатка классических поршневых ДВС – кривошипно – шатунного механизма. Хоть он и представлен в моторе Ванкеля в своем облегченном варианте – в виде эксцентрикового вала, но самые главные пороки этого механизма: рваный, пульсирующий режим крутящего момента и малое плечо главного элемента, воспринимающего крутящий момент – так и остались «не излеченными». (РИС.) Именно поэтому односекционный Ванкель малоработоспособен и нужно делать 2 или 3 роторные секции для получений нормальных рабочих характеристик, еще желательно ставить на вал дополнительно и маховик.

Подробно о принципе возникновения крутящего момента в роторном двигателе Ванкеля Смотри на страничке сайта КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ

4) Присутствие в корпусе вибраций. Дело в том, что система роторного мотора с планетарным движением рабочего элемента предполагает неравновесное движение этого органа. Т.е. при вращении центр масс ротора совершает непрерывное вращательное движение вокруг центра масс корпуса и радиус этого вращения равен плечу эксцентрика главного вала мотора. Именно поэтому на корпус мотора действует изнутри постоянно вращающийся вектор силы, равный центробежной силе, возникающей на роторе. То есть ротор при вращении на вращающемся в свою очередь эксцентриковом валу имеет в характере своего движения неизбежные и выраженные элементы колебательного движения. Что и приводит к неизбежности вибраций. (РИС.)

5) Быстрый износ торцевых радиальных уплотнений на углах треугольника ротора, так как на них идет сильная радиальная нагрузка, неизбежная в двигателе Ванкеля по самому его принципу работы. (РИС.)

6) Постоянная угроза прорыва газов высокого давления из полости одного рабочего такта в полость другого такта. Это происходит потому, что контакт радиального уплотнения ребра ротора и стенки камеры сгорания происходит по одной тонкой линии. При этом еще существует проблема прорыва газов через гнезда установки свечей, когда над ними проходит ребро ротора.

7) Сложная система смазки вращающегося ротора. В моторе Mazda RX-8 специальные форсунки впрыскивают масло в камеры сгорания для смазки трущихся при вращении о стенки камеры сгорания ребер ротора. Это усиливает токсичность выхлопа и одновременно делает мотор очень требовательным к качеству масла. Кроме того, при высоких оборотах возникает повышенные требования к смазке цилиндрической поверхности эксцентриковой части главного вала, вокруг которой вращается ротор, и которая снимает главное усилие с ротора и переводит во вращение вала. Именно эти две технические трудности, решить которые весьма непросто, приводили к недостаточной смазке на высоких оборотах наиболее нагруженных трением деталей такого мотора, а это, соответственно, резко уменьшало моторесурс двигателя. Именно недостаточное решение таких технических задач приводило к очень малому ресурсу моторов Ванкеля, которые выпускал отечественный АвтоВАЗ. (РИС.- указать цилиндрическую поверхность контакта внутреннего гнеда ротора и эксцентр диска вала)

8) Высокие требования к точности исполнения деталей сложной формы делают такой мотор сложным в производстве. Такое производство требует высокоточного и дорогого оборудования — станков, способных создавать сложные объемы рабочей камеры с криволинейной эпитрохоидальной поверхностью. Сам ротор так же имеет форму сложного треугольника с выпуклыми поверхностями.

***

Как видно из содержания этого раздела сайта, роторный двигатель Ванкеля имеет выраженные преимущества, так и большое количество практически непреодолимых недостатков, которые так и не позволили этому типу двигателей вытеснить поршневые моторы из арсенала современной техники. Хотя такие перспективы всерьез обсуждались в конце 60-х и начале 70-х годов прошлого века, и в аналитических обзорах высказывались мнения, что к концу 80-х годов 20-го века более половины автомобилей планеты будут уже иметь роторные двигатели разных типов….   И, несмотря на наличие отрицательных черт и технических трудностей, роторный двигатель Ванкеля смог появиться технически и состоятся как коммерчески дееспособный вид продукции, потому что недостатки его главных конкурентов – поршневых моторов с кривошипно – шатунными механизмами оказываются еще серьезнее и многочисленнее.И это, не смотря на более века попыток их совершенствования.

*** 

ПРОДОЛЖЕНИЕ РАЗГОВОРА О РОТОРНОМ ДВИГАТЕЛЕ ВАНКЕЛЯ

сентябрь 2016г.    Одна из самых трудных проблем всех типов роторных двигателей- это создание эффективной системы уплотнений, которая должна создавать замкнутый объём в рабочих камерах роторного двигателя. Пока в схеме типа Тверской это является одной из главных трудностей. Там предстоит сделать эффективную и непростую в изготовлении систему уплотнений.И чтобы потренировать руку и получить положительный опыт в таком деле, я решил создать небольшой рабочий экземпляр двигателя Ванкеля прямо с «ноля». Работа уже идет к концу- прилагаю фото такого моторчика.

Ориентировочная мощность одной такой роторной секции предполагается около 35-40 л.с.. Мотор из 2-х роторных секций ожидается мощностью в 70-80 л.с..

***

ДВИГАТЕЛЬ ВАНКЕЛЯ — ДЕКАБРЬ
25 декабря 2016г    Изготовлене малого Ванкеля идет в оптимальном ритме. Двигатель готов на 95%, остаются небольшие мелочи.
Так как на некоторых площадких в интернете эти мои фото уже обсуждаются и вокруг них накручиваются немало фантазий- сообщаю.
Двигатель создан с «НОЛЯ», ни одной детали из посторонних моделей в нем нет. В нем нет ни деталей от Sachs Wankel, которые уже не выпускаются лет 30, ни от современных малых современных aixro и пр. и др.
Кормпус двигателя выполнен из конструкционной легированной термостойкой стали, подвергнутой термохимическому упрочнению.Твердость поверхностного слоя имеет показатель в 70 HRC. Глубина термоупроченного слоя состовляет в среднем 1,5 мм.Точно так же обработаны и до таких же показателей твердости и износоустойчивости доведены радиальные и торцевые уплотнения.Двигатель имеет воздушное охлаждение, масло для смазки будет подаваться в камеру сжатия через 2-е специальные форсунки. Т.е. не нужно будет мешать масло с бензином как в 2-х тактных моторах.

Двиигатель Ванкеля

Двигатель Ванкеля на холодной обкатке.

Двигатель поставлен на токарный станок и в течение нескольких часов подвергался холодной обкатке. Это позволило оценить работу уплотнений и герметичность получаемых секций в двигателе как вполне благополучную. В ближайшее время будет замеряно давление, которое получается в секторе сжатия мотора.
Запуск двигателя планируется на конец января.

ВОЗОБНОВЛЕНИЕ РАБОТЫ ПОСЛЕ  ПАУЗЫ

После некоторого перерыва активные работы возобновлены. Сейчас (март-май 18г) идут активные пробные прокрутки малой опытной модели двигателя. По ее итогам идет доработка уплотнений — самого трудного и деликатного элемента в роторных двигателях. Результаты весьма обнадеживающие.

«Жигули» Ванкеля. 40 лет назад ВАЗ показал машину с роторным мотором | Об автомобилях | Авто

16. 09.2022 18:57

Владимир Гаврилов

Примерное время чтения: 6 минут

4756

Марк Редькин / РИА Новости

Сорок лет назад на выставке Научно-Технического Творчества Молодежи 1982 года Волжский автомобилестроительный завод ВАЗ показал первый отечественный мотор Ванкеля. Эта необычная конструкция отличалась чрезвычайно высокой эффективностью и обещала переворот в автомобилестроении. Было выпущено несколько двигателей подобной конструкции, которые полюбились сотрудникам советской милиции и Комитета государственной безопасности КГБ за высокую мощность и яркие динамические характеристики. Однако в массовое производство этот тип силового агрегата не пошел. Почему же мотор, считавшийся перспективным, не нашел понимания у автомобилистов?

Что такое мотор Ванкеля?

Немецкий инженер-самоучка Феликс Ванкель разработал принципиально иной двигатель внутреннего сгорания (ДВС), в котором вместо обычных поршней работали трехгранные роторы с эксцентриковым механизмом. Все такты обычного ДВС протекали внутри одной камеры, благодаря чему роторно-поршневой мотор (РПД) развивал высокую мощность и крутящий момент при относительной простоте конструкции. Сначала Феликс Ванкель попытался предложить свои разработки в авиастроение, но совместные эксперименты с BMW в 30-е годы показали, что конструкция силового агрегата несовершенна и требует доработок. Несмотря на это, инженер не прекращал работу над собственным РПД и к середине 1950-х годов совместно с компанией NSU ему удалось представить серийный мотор для заднемоторного автомобиля Prince Spyder, который стал предтечей компактных Audi. Концерн Volkswagen приобрел фирму NSU и даже выпустил прототип Audi KKM с мотором Ванкеля. Однако в серию машина не пошла, так как немцы посчитали более перспективным рядный 5-цилиндровый двигатель.

Зато Audi KKM прогремела на многих автосалонах и сделала Ванкеля знаменитым.

Начало работ на ВАЗе

В начале 1970-х годов вслед за Audi многие автопроизводители начали экспериментировать с моторами Ванкеля. И хотя Audi отказалась от развития этой темы, мотор Ванкеля подкупал инженеров по всему миру выдающимися характеристиками. При малом весе и компактных размерах он мог поспорить по мощности с крупными V-образными агрегатами. Двухсекционный РПД по характеристикам был аналогичен 6-цилиндровому бензиновому двигателю. Наибольших успехов в доводке РПД достигли Mazda и Ford.

Инженеры Волжского автозавода тоже соблазнились перспективной разработкой и решили создать свой РПД. В 1976 году предприятии было сформировано конструкторское бюро СКБ РПД. Инженеры взяли за основу роторно-поршневой агрегат Mazda RX-2 и после его глубокого изучения сделали свой вариант под индексом ВАЗ-311. Мотор имел одну секцию Венкеля мощностью 70 л. с.

В 1978 был готов опытный образец мотора. Его растиражировали в количестве 50 штук и установили на серийные автомобили ВАЗ-2101. Пятьдесят экспериментальных машин отправилось на дороги общего пользования для всесторонних испытаний. «Сырой» мотор показал себя не с лучшей стороны. Испытатели фиксировали частые поломки уплотнителей и подшипниковых узлов. Появились проблемы с балансировкой роторно-эксцентрикового механизма (РЭМ), что приводило к вибрациям. В итоге первый советский РПД отправили на доработку.

Машины — «догонялки»

В течение трех лет инженеры исправляли недостатки РПД и к началу 80-х добились существенного прогресса. Мотор уже мог сравнительно бесперебойно работать в течение нескольких лет эксплуатации, выдавая хорошие характеристики.

В 1982 году роторный ВАЗ 21018 был показан на выставке «Научно-Технического Творчества Молодежи» в Москве. Это был серийный автомобиль, который предполагалось запустить в производство.

Хотя автомобилисты при всей любви к инновациям отнеслись к новинке прохладно. Мотор имел склонность к высокому потреблению масла, да и запчасти на него было не достать.

Однако нашлись потребители, которые спасли проект. Это были МВД и КГБ, для которых требовались быстрые автомобили для преследования нарушителей и перехватов на автодорогах. Специально для спецслужб был разработан мотор с двумя секциями Венкеля РПД ВАЗ-411 суммарной мощностью 120 л. с. Благодаря ему «Жигули» разгонялись до 100 км/ч за 9 секунд, а максимальная скорость достигала 160 км/ч. В 1986 году была выпущена первая партия спецавтомобилей для милиции ВАЗ 21059, которые в народе тут же окрестили «догонялками».

«Волги», «Чайки» и «Самары»

Третья генерация роторно-поршневого мотора пошла в серию в начале 90-х годов под индексом РПД ВАЗ-413. Этот мотор после модификации получил систему впрыска, и его мощность поднялась до 140 л. с. В 1991 году был выпущен ВАЗ 21079 с таким усовершенствованным мотором. Максимальная скорость машины достигла уже 180 км/ч. Тем самым, роторные ВАЗы могли догонять и преследовать любые иномарки той поры.

В последние годы существования СССР роторные моторы проходили тесты на «Волгах» и «Чайках». Подкупала высокая мощность и компактные размеры двигателя. К примеру, на ГАЗ 31028 стоял уже усовершенствованный трехсекционный РПД ВАЗ 431, который развивал мощность 210 л. с. Для «Чайки» подготовили уже четырехсекционный ВАЗ 441 мощностью 280 л. с.

Правда, ресурс роторно-поршневых двигателей был невысок. Уже после пробега 40-50 тыс. км начинались проблемы с балансировкой роторно-эксцентрикового механизма.

Последняя модификация роторно-поршневого мотора была выпущена в 1997 году под индексом РПД ВАЗ 415. Силовой агрегат развивал 135 л. с. и шел на «Самары— ВАЗ 2109–91, ВАЗ 21099-91 и ВАЗ 2115-91. Но в те годы главный заказчик уже потерял интерес к устаревшим машинам. В качестве «догонялок» спецслужбы стали закупать мощные немецкие модели BMW.

Роторные «Самары» поступили в свободную продажу, но понимания у автомобилистов не нашли. По сравнению с обычными 4-цилиндровыми моторами, РПД имел существенные недостатки, а именно большой расход топлива, высокую токсичность выбросов, а главное, высокую стоимость запчастей и низкий ресурс. Хотя еще какое-то время завод продолжал развивать направление роторно-поршневых двигателей, пока в 2004 году окончательно не закрыл конструкторское бюро СКБ РПД. Эпоха отечественных роторно-поршневых моторов закончилась.

ЖигулиВАЗРПД ВАЗмотор Ванкеля

Следующий материал

Новости СМИ2

Информация о продукте Решения Техническая информация Размер двигателя Загрузки Виртуальный выставочный зал Свяжитесь с нами

αSTEP Шаговые двигатели Бесщеточные двигатели постоянного тока Серводвигатели Редукторные двигатели переменного тока Линейные приводы Поворотные приводы Сетевые продукты Вентиляторы охлаждения

Бесплатная доставка для онлайн-заказов. Принять условия.

Поворотные приводы

Серия DGII представляет собой линейку интегрированных продуктов, в которых полый поворотный стол сочетается с шаговым двигателем с обратной связью AlphaStep. Поворотный привод имеет внутренний механизм снижения скорости, что делает возможным привод с высокой мощностью.

Поворотные приводы обеспечивают высокую мощность и высокую жесткость за счет использования подшипников с перекрестными роликами на полом выходном столе.

Узнайте больше о семействе продуктов AlphaStep

Поворотные приводы имеют упрощенную конструкцию, позволяющую сократить время и затраты на проектирование и установку необходимых деталей.

• 60 мм (2,36 дюйма) до 200 мм (7,87 дюйма) Типоразмеры
• Вертикальные или горизонтальные типы крепления двигателя
• Опции электромагнитного тормоза
• Драйверы переменного или постоянного тока

Подробнее…

• Поворотные приводы
• Контроллеры и сетевые шлюзы

Полые поворотные приводы

Серия DGII представляет собой линейку продуктов, в которых высокопрочный полый поворотный стол сочетается с шаговым двигателем с обратной связью AlphaStep и комплектом привода. Он сохраняет простоту использования шагового двигателя, а также обеспечивает высокоточное позиционирование больших инерционных нагрузок.

• Встроенный привод и шаговый двигатель упрощают проектирование
• Вертикальные или горизонтальные типы крепления двигателя
• Полый выходной стол большого диаметра
• Вход переменного или постоянного тока

Драйверы

Драйверы шаговых двигателей преобразуют импульсные сигналы от контроллера в движение двигателя для достижения точного позиционирования.

• Вход переменного или постоянного тока
• Типы драйверов:
  • Импульсный вход
  • Импульсный вход со связью RS-485
  • Встроенный контроллер
  • EtherNet/IP™ и версии, совместимые с EtherCAT

• Подробнее

_{EtherNet/IP™ является товарным знаком ODVA}

Контроллеры/сетевые шлюзы

Контроллеры и сетевые шлюзы для использования с системами управления движением.

• Контроллеры для использования с драйверами импульсного ввода
Сетевые преобразователи/шлюзы
• (связь RS-485)
  • EtherCat
  • CC-Link
  • МЕХАТРОЛИНК

• Подробнее
• Контроллеры
• Сетевые шлюзы

Поворотные приводы

Полые поворотные приводы

В редукторе используются прецизионные шестерни, а также запатентованный механизм регулировки, исключающий люфт. Повторяющаяся точность позиционирования с одного направления составляет ±15 с, а потеря движения при позиционировании с двух направлений составляет 2 угловые минуты. Эти характеристики делают серию DGII идеальным выбором для задач, в которых требуется точное позиционирование.

Примеры применения

Гибридная система управления

Продукты AlphaStep представляют собой гибридные двигатели на базе шаговых двигателей с уникальной гибридной системой управления, сочетающей в себе преимущества «управления с разомкнутым контуром» и «управления с замкнутым контуром».

Положение мотора всегда отслеживается, а затем водитель автоматически переключается между 2 типами управления в зависимости от ситуации.

Обычно работает в режиме управления с разомкнутым контуром, обеспечивая такую ​​же простоту использования, как и шаговый двигатель

High Response

Благодаря высокой чувствительности шагового двигателя возможно перемещение на небольшое расстояние за короткое время. Моторы могут выполнять команды без задержки.

Удержание положения остановки без рысканья

Во время позиционирования двигатель останавливается за счет собственного удерживающего усилия без рысканья. Из-за этого он идеально подходит для приложений, где низкая жесткость механизма требует отсутствия вибрации при остановке.

Без настройки

Поскольку обычно он работает с управлением без обратной связи, позиционирование по-прежнему возможно без регулировки усиления, даже когда нагрузка колеблется из-за использования ременного механизма, кулачкового или цепного привода и т. д.

Переключение на управление с обратной связью во время Перегрузка для более надежной работы, как у серводвигателя

Продолжает работу даже при внезапных колебаниях нагрузки и резком ускорении

В нормальных условиях работает синхронно с командами, использующими управление без обратной связи. В состоянии перегрузки он немедленно переключается на управление с обратной связью, чтобы скорректировать положение.

Вывод сигнала тревоги в случае неисправности

Если перегрузка продолжается постоянно, выдается сигнал тревоги. Когда позиционирование завершено, выводится сигнал END. Это обеспечивает тот же уровень надежности, что и серводвигатель.

• Поиск по артикулу

• Слайд с содержимым

• Слайд с содержимым

Картридж DDR Роторные двигатели с прямым приводом | Коллморген

Наши эксклюзивные серводвигатели Cartridge DDR® сочетают в себе преимущества бескорпусных двигателей с простотой установки полноразмерных двигателей. Они оснащены встроенным устройством обратной связи с высоким разрешением, настроенным на заводе, и уникальной безопорной конструкцией, которая взаимодействует непосредственно с нагрузкой, используя собственные подшипники машины для поддержки ротора. Большинство моделей можно установить менее чем за пять минут.

Характеристики

Характеристики

Технические характеристики

Технические характеристики

Начало работы

Начало работы

Вы можете рассчитывать на поддержку Kollmorgen, которая поможет вам спроектировать и построить успешную машину и обеспечить ее надежную работу в любой точке мира. Наши специалисты по совместному проектированию будут работать с вами, чтобы разработать идеальное решение для ваших требований к движению.

Поговорите со специалистом по движению

Мультимедиа и загрузки

Руководства Литература 2D/3D интерактивные рисунки Поддерживать Сертификаты

Язык

Китайский, упрощенный английскийНемецкийИтальянскийТурецкий

Ключевое слово(я)

Эти 3D-модели предназначены для руководства вашей деятельностью по проектированию и могут использоваться в качестве справочной информации. Обязательно проконсультируйтесь со специалистом Kollmorgen, чтобы получить самую последнюю и точную информацию по важнейшим аспектам проектных работ.

Ключевое слово(я)

Статья
Разрешение вариантов обратной связи сервопривода	В этой презентации PowerPoint объясняются различия между различными типами устройств обратной связи серводвигателей, в том числе: Различия между абсолютными и инкрементными устройствами.