OldFeld писал(а):дело в том, что роторно-лопастной двигатель изобретен очень давно, но до "ума" его так и не сумели довести или это слишком дорого.
Проблема непосредственного преобразования давления газа (пара) во вращательное движение вала вот уже несколько столетий не дает покоя честолюбивым инженерам. Вплоть до середины ХХ века попытки создания работоспособных двигателей такого типа оставались безуспешными.
Только в 1957 г. Феликс Ванкель (F. Wankel) и Вальтер Фройде (W. Froude) продемонстрировали на конференции Общества германских инженеров работающий четырехтактный двигатель DKM 54 с поршнем-ротором, снабженным механическими уплотнениями. Несколько ранее основные технические решения прошли апробацию в конструкции компрессора, применявшегося для наддува мотоциклетного двигателя рекордного гоночного мотоцикла фирмы NSU (в 1955 г. эта фирма являлась крупнейшим в мире изготовителем мотоциклов). А совместная деятельность Ванкеля и Фройде началась после подписания соглашения между фирмами NSU Motorenwerke AG и Wankel GmbH еще в 1951 г., поэтому 2001 г. вполне можно рассматривать как год полувекового юбилея "роторно-поршневой" тематики в двигателестроении.
...
Отечественный "ванкель"
История отечественного "ванкеля" началась в 1961 г., когда Минавтопром и Минсельхозмаш СССР поставили соответствующую задачу перед научно-испытательными институтами - НАМИ, НАТИ и ВНИИмотопромом. Параллельно по линии Минобороны изучением РПД занялся НИИД. В числе создателей отечественных конструкций роторно-поршневого двигателя следует назвать Чистозвонова, Ханина, Турянского, Зиновьева (НАМИ), Гостева и Бениовича (НАТИ), а также Иваницкого, Карманова и Александрова (ВНИИмотопром).
В период 1961-78 гг. в отраслевых НИИ и учебных институтах СССР были проведены исследовательские и опытно-конструкторские работы, которые завершились созданием опытных образцов РПД различного назначения и технологий для их производства.
В 1974 г. решением правительства дальнейшие работы по РПД были поручены Волжскому автозаводу, где развертывалось специальное конструкторское бюро (СКБ РПД). Это решение, с одной стороны, придало новый импульс разработке отечественного варианта РПД (начались, в частности, проектные работы по строительству цехов для серийного производства "ванкелей"), а с другой - привело к фактической утрате многого из того, что наработали институты, поскольку в качестве прототипа специалисты ВАЗа решили ориентироваться на двигатель фирмы Mazda и опыт его массового производства. У истоков РПД стояли такие руководители как В.Н. Поляков, Е.А. Башинджагян, А.А. Житков, Б.С. Поспелов и М.А. Коржов. Ныне СКБ РПД ВАЗа возглавляет В.А. Шнякин.
СКБ РПД сумело разработать семейство двигателей мощностью 40…200 л.с. различного назначения. Наибольшие усилия были сосредоточены на доводке агрегатов мощностью 120 и 140 л.с. Удалось успешно решить проблемы РПД, связанные с работоспособностью подшипников, газовых и маслосъемных уплотнений, отладить эффективный рабочий процесс в камере неблагоприятной формы. Кроме того, была снята проблема коробления корпусных деталей из-за их неравномерного прогрева, а также создана многоканальная цифровая система зажигания.
Российским исследователям (И.В. Зиновьеву) удалось уточнить особенности процессов сгорания в РПД, влияние систем зажигания и добиться значительного улучшения экономичности РПД, применив послойное сжигание топлива в камере сгорания и динамический наддув за счет отраженной волны от смежной секции. Проблема снижения токсичности РПД решается преимущественно путем внедрения усовершенствований, обычных для поршневых двигателей - оптимизации смесеобразования и процесса сгорания, а также применения средств обезвреживания отработавших газов. Кроме того, получила экспериментальное подтверждение высокая эффективность подачи водорода в топливо-воздушную смесь.
В резерве сохраняется и такой способ улучшения экономических и экологических показателей автомобиля с РПД при обеспечении высоких динамических качеств, как полное отключение одной или нескольких секций многосекционных РПД на частичных нагрузках. С таким экспериментальным двухсекционным РПД (изготовленным из двух двигателей ВАЗ-311) на автомобиле ГАЗ-24 экипаж НАМИ занимал первые места на Всесоюзных ЭКО-ралли в 1989-1990 гг.
В настоящее время РПД оснащаются малые партии автомобилей ВАЗ-2105, -2107, -2108, -2109, -21099, проходит испытания ВАЗ-2110 с "ванкелем" ВАЗ-415. Максимальная скорость роторной "семерки" составляет 180 км/ч, а "восьмерка" способна выжать и 200 км/ч, причем для разгона до скорости 100 км/ч ей необходимо всего 8 с. Двухсекционный двигатель ВАЗ-415 при массе 113 кг развивает мощность 140 л.с. Минимальный расход топлива - 230 г/л.с.·ч, а ресурс до первого капитального ремонта - 125 тыс. км. Кстати, в эксплуатации имеются автомашины с "ванкелями", успешно отработавшими без капремонта и обеспечившими пробег свыше 300 тыс. км.
И все же, сегодня отнюдь не автомобильные двигатели находятся в центре внимания конструкторов СКБ РПД Волжского автозавода. Со второй половины восьмидесятых годов в конструкторское бюро зачастили визитеры из смежной отрасли промышленности - авиационной. Важнейшими причинами, побудившими авиаторов приглядываться к РПД, являются его малая удельная масса и… отсутствие в стране отечественных авиационных двигателей мощностью 40…270 л.с. На первом этапе слегка модернизированный автомобильный "ванкель" ВАЗ-413 установили на самолет "Леший" и судно на воздушной подушке "Волга-2". Испытания подтвердили перспективность применения РПД на летательных аппаратах, но одновременно выявили необходимость определенной доводки двигателя для того, чтобы он удовлетворял авиационным требованиям.
В 1990 г. по заказу МВЗ им. М.Л. Миля началась разработка авиационного роторного двигателя ВАЗ-430, предназначавшегося для легкого вертолета Ми-34ВАЗ. Предполагалось, что доступ к авиационным технологиям позволит быстро создать качественный РПД, но эти надежды не оправдались. Камнем преткновения стало не только отсутствие государственного финансирования, но и утраченный авиационной промышленностью опыт создания малоразмерных двигателей внутреннего сгорания и соответствующих агрегатов.
Впоследствии по заказу частной фирмы был разработан легкий авиационный РПД ВАЗ-1187 мощностью 40 л.с. для дельталетов и его усовершенствованный вариант ВАЗ-1188 (60 л.с.). Основываясь на собственном опыте и учитывая зарубежную практику, руководство СКБ РПД сделало вывод о целесообразности создания авиационных роторно-поршневых двигателей в диапазоне мощности 40…300 л.с., где они конкурентоспособны с классическими "поршневиками". В настоящее время усилия СКБ сосредоточены на разработке авиационного трехсекционного РПД ВАЗ-426 мощностью 210…240 л.с. Об уровне совершенства современных РПД конструкции Волжского СКБ свидетельствуют следующие факты: масса двигателя составляет всего 145 кг, а удельный расход топлива при работе на автомобильном бензине на крейсерской мощности не превышает 205 г/л.с.·ч.
Возвращаясь к автомобильной тематике, следует сказать еще об одном произведении СКБ РПД - односекционном двигателе ВАЗ-1185 мощностью 40 л.с. Актуальность этого двигателя обусловлена устойчивой тенденцией к росту количества ежегодно выпускаемых микроавтомобилей (легковых автомобилей класса "А"). Как правило, такие машины выполняются четырехместными, имеют передний привод колес и оснащаются двигателями мощностью 30...50 л.с. Наблюдается тенденция к повышению мощности двигателя микроавтомобилей до уровня 80…90 л.с. Основными причинами повышения интереса к автомобилям этого класса являются стремление снизить затраты на топливо, уменьшить транспортную напряженность в центре больших городов и улучшить условия парковки.
Объемы мирового производства микроавтомобилей можно охарактеризовать следующими цифрами: в 1996 г. в Японии было построено более 900 тыс., а в западноевропейских странах - около 700 тыс. таких автомобилей. Масштабы выпуска легковых автомобилей класса "А" в России крайне невелики (серийно производится только "Ока"; в 1999 г. построено около 40 тыс.), в то время как платежеспособный спрос, по мнению специалистов, оценивается в 150...160 тыс. автомашин ежегодно. Наращивание выпуска "Оки" сдерживается возможностями ВАЗа по изготовлению двигателей, и в ближайшие пять лет объемы ее производства вряд ли превысят 80 тыс. в год.
Таким образом, вот она - ниша для РПД ВАЗ-1185. Создание нового недорогого автомобиля с роторно-поршневым двигателем, малогабаритным, неприхотливым и надежным, обеспечивающим комфорт в транспортном средстве ограниченных размеров (низкие шум и вибрации), в силу особенностей современной экономической ситуации в стране является весьма привлекательным проектом. Следует подчеркнуть особую актуальность развертывания массового производства легких автомобилей класса "А" для Москвы, обильно хлебнувшей лиха от пробок на дорогах, высокой загазованности в центре города и нехватки зон для парковки.