Роторно-поршневые двигатели
Проблемы и перспективы
Как известно, основной проблемой при создании роторного двигателя любого типа является герметизация рабочих камер, так как именно надежность уплотнения зазоров определяет работоспособность роторной конструкции.
О трудности решения данной проблемы говорит тот факт, что бесчисленное множество изобретенных роторных двигателей оказывались неработоспособными именно из-за отсутствия эффективной системы уплотнения зазоров.
Достаточно сказать, что только в англоязычной базе за последние 250 лет накопилось порядка 450 тыс. патентов по роторным конструкциям со всего света, и весь этот бесценный опыт человеческой мысли лежит мертвым грузом.
История развития конструкции и основные проблемы
Наиболее удачной и выпускаемой ранее в промышленном масштабе явилась конструкция двигателя Вальтера Фройде и Феликса Ванкеля, более известная как роторно-поршневой двигатель Ванкеля (РПД Ванкеля). По сравнению с поршневыми ДВС аналогичной мощности РПД Ванкеля имеют в 1,5–2 раза меньший вес и габариты, отсутствует газораспределительный механизм в его стандартном исполнении, практически отсутствует вибрация на различных режимах работы.
В то же время РПД Ванкеля присущи следующие недостатки: малый ресурс двигателя, повышенный расход топлива и масла, грязный выхлоп. Малый ресурс двигателя связан прежде всего с быстрым износом радиальных уплотнений (апексов), расположенных в вершинах трехгранного ротора, при этом на статоре появляются поперечные бороздки, не подлежащие ремонту. Маслосъемные кольца и газовые уплотнения, расположенные на боковых сторонах трехгранного ротора, работают в более благоприятных условиях, сравнимых с работой поршневых компрессионных и маслосъемных колец.