1.29. Інші типи двигунів
Існують і інші типи двигунів, які можуть застосовуватися на транспортних засобах:
• бензиновий двигун, у якому, залежно від навантаження, запалювання горючої суміші відбувається або від іскрової свічки, або від стиснутого повітря. Такий двигун при часткових навантаженнях працює як дизельний, що забезпечує йому на 20 % більшу економічність. А при повному навантаженні – як іскровий, що забезпечує йому більшу, ніж у дизеля, потужність. Такі двигуни інколи називають бизелями (тобто бензиновими дизелями).
• роторно-поршневий двигун Ванкеля;
• двигун Стирлінга;
• паровий двигун;
• пневматичний двигун;
• маховичний;
• електродвигун.
У останній час широкого розповсюдження набувають гібридні силові установки, які являють собою поєднання двох типів двигунів, як правило, поршневого двигуна внутрішнього згоряння і електродвигуна.
1.30. Принцип роботи роторно-поршневого двигуна Ванкеля
Головна відмінність роторно-поршневого двигуна від звичайного поршневого – тригранний ротор. Він обертається у блоці циліндрів (у статорі), внутрішня поверхня якого являє собою складну криву – подвійну епітрохоїду.
|
У
центрі ротора виконано отвір, у якому
є шестерня із внутрішніми зубцями і
втулка підшипника ковзання. Зубці
шестірні знаходяться у зачепленні із
зовнішніми зубцями іншої шестірні, яка
закріплена нерухомо. Під час обертання
ротора він обкочується своїми внутрішніми
зубцями по зубцях нерухомої шестірні
статора, при цьому центр втулки описує
коло. У втулці розміщено ексцентрик
колінчастого вала, який виконує функцію
шатунної шийки. Під час обертання
колінчастого вала ексцентрик примушує
обертатись ротор: один оберт колінчастого
вала супроводжується поворотом ротора
на 1/3 оберту. При цьому у кожній з трьох
порожнин між зовнішніми гранями ротора
і внутрішньою поверхнею статора
відбуваються такі ж процеси роботи, як
і у окремих циліндрах поршневого двигуна
(див. рис. а):
• об’єм порожнини Д мінімальний, у ній відбувається запалювання паливно-повітряної суміші, тобто починається робочий хід;
• у порожнині Е у цей час відбувається процес випуску відпрацьованих газів;
• об’єм порожнини Г зростає, у ній відбувається процес впуску паливно-повітряної суміші;
а б |
Під час подальшого повороту ротора, який відбувається за годинниковою стрілкою, відбувається наступне (рис. б):
• у порожнині Д відбувається робочий хід: продукти згоряння тиснуть на бічну грань ротора, повертаючи його, об’єм порожнини при цьому зростає;
• об’єм порожнини Е зменшується, у ній продовжується процес випуску відпрацьованих газів;
• об’єм порожнини Г зростає, у ній закінчується процес впуску паливно-повітряної суміші.
П
ід
час подальшого повороту ротора
відбувається наступне:
• у порожнині Д закінчується процес розширення: через кілька градусів повороту ребро ІІІ ротора відкриє випускний канал і почнеться випуск відпрацьованих газів;
• у порожнині Е закінчився процес випуску і почався процес впуску свіжого заряду;
• у порожнині Г закінчується процес стискання паливно-повітряної суміші.
Таким чином функція ротора аналогічна тій, яку виконує поршень з шатунами у звичайному поршневому двигуні. За один оборот ротора відбувається три повних цикли робочого процесу, і колінчастий вал здійснює три повних оберти. Тобто один ротор виконує функції трьох поршнів звичайного двигуна.
Переваги такого двигуна – надзвичайна компактність і простота конструкції – ні шатунів, ні клапанів, дуже плавна робота і висока потужність. На рис. справа для порівняння зображено два двигуна однакової потужності – Ванкеля і поршневий.
А
ле
двигун має і істотні недоліки – велика
кількість і малий ресурс ущільнювальних
деталей, підвищена витрата оливи і
палива, а також шумна робота на високих
обертах.
У останні роки роторно-поршневі двигуни виробляв лише концерн Mazda, їх встановлювали на автомобілі Mazda RX8 – див. рис. Але у 2012 році ця модель була знята з виробництва.