Ванкеловият двигател е наричан още роторен двигател. Той има четиритактов цикъл на работа, но има и много общо с конструкцията на двутактовите.
През 1957 г. немският инженер Феликс Ванкел (Felix Heinrich Wankel) представя пред света иновативен двигател с вътрешно горене, чиито бутала не извършват възвратно постъпателни движения, а се въртят и имат триъгълна форма.
Устройство
Ванкеловият двигател, както и двутактовите няма клапани, няма и разпределителен вал. Всъщност при въртенето си буталото засмуква прясно работно вещество, сгъстява го, като го изтласква до зоната, където се поставени свещите. Там сместа се възпламенява, след това се извършва работния ход и отработените газове се изтласкват през изпускателния отвор.
Тъй като буталата не се въртят около геометричната си ос, то техните върхове описват геометрична фигура наречена епитрохоида, която наподобява осмица. Ванкеловият двигател няма класически колянов вал, а работният му вал е изработен с ексцентрични сектори, около които се поставят буталата.
Благодарение на факта, че при всяко завъртане на ексцентричния вал има по един работен ход този тип двигатели се отличава с много голяма литрова мощност. При мазда RX8 двигателят е с работен обем от 1300 см3 (със само два цилиндъра) и има мощност от 189 до 238 к.с.
Преимущества
Поради по-малкия брой елементи Ванкеловият двигател е много по-компактен. Това го прави съответно по-лек и е способен да развива високи обороти без големи вибрации. Ванкеловият двигател е 3 пъти по-лек от класически четирицилиндров двигател със същата мощност. По-евтини са за изработка поради по-малкия брой детайли. Могат да работят с по-ниско октоново число на горивото, заради ниската си степен на сгъстяване.
Роторните двигатели се оказват много подхдящи за работа с водород. Това е така защото при конвертирането на обикновен бензинов двигател във водороден всички цикли на работа се извършват в една камера и горещи елементи, като клапани и свещи създават нежелано възпламеняване на горивото в неподходящи моменти.
При ванкеловия двигател различните цикли се извършват в различни камери, с което се поддържа и по-ниска температура. При него отделните цикли протичат и по-дълго, което позволява създаване на напълно хомогенна гориво-въздушна смес и пълното ѝизгаряне с на практика нулеви емисии, дори при подаване на масло за смазване на сегментите.
Ванкеловият двигател – недостатъци
Въпреки високата литрова мощност Ванкеловият двигател е с много нисък КПД, което води до висок разход на гориво. Роторните двигатели не могат да работят с дизелово гориво, а само с бензин. Маслото за смазване на ексцентричния вал практически няма достъп до горивния процес и смяната му може да се извършва на по-големи интервали.
Въпреки по-малкия брой подвижни елементи този тип двигатели не са издръжливи колкото конвенционалните, заради проблемите при уплътняване на буталата. Във върхвете на буталата и стените им се поставят пластини, изпълняващи функцията на сегменти, които трябва да се подменят при сравнително малък пробег, защото двигателят започва да губи компресия.
Поради сравнително ниските температури при изгаряне и ниското работно налягане ванкеловият двигател има ниски емисии на азотните окиси. Нивата на други вредни вещества в отработените газове обаче са сравнително високи и трудно покриват съвременните екологични изисквания. Поради липсата на клапани и разпределителен вал не могат да се регулират фазите на газорзпределение. Това до някъде може да се компенсира с директно впръскване на гориво в „цилиндрите”.
В момента се правят изпитания с керамични сегменти, но резултатите все още не са достатъчно задоволителни. Всички експерти са на мнение, че малко количество масло в горивната смес се отразява много добре на експлоатацията на двигателя.
Приложение
Ванкеловият двигател се монтира в автомобили, самолети, моторни триони и т.н., но е много по-слабо разпространен от конвенционалните бутални двигатели. Въпреки, че всеки голям производител на автомобили разполага с патента за този двигател, малко са фирмите, които са въвели серийни автомобили с него.
В Съветския съюз са използвани Лади с ванкелов двигател за нуждите на милицията, но ниската надеждност не позволява по-нататъшното им развитие. Поради лошите “токсични” показатели този двигател няма бъдеще за работа с конвенционално гориво. Единственият му шанс да се завърне на пътя е да заработи с водордно гориво, но за това е нужна и инфраструктура, която да позволява зареждането с водород.
Няма коментари