Антиблокировочная тормозная система – ABS

Что такое антиблокировочная система или ABS

Резкое нажатие на тормозную педаль в условиях мокрой или обледенелой дороги приводит к тому, что колеса авто блокируются и покрышки утрачивают сцепление с дорожным покрытием. В результате транспортное средство не только не сбрасывает скорость, но и теряет управляемость, что приводит к аварии. В таких ситуациях профессиональные водители применяют прием прерывистого торможения, что позволяет снизить скорость авто при сохранении сцепления колес с дорогой.

Далеко не все автолюбители способны сохранить выдержку в аварийной ситуации и реагировать на критические дорожные ситуации. Поэтому для предотвращения блокировки ведущих колес при торможении автомобили оснащаются антиблокировочной системой или ABS. Главная задача АБС заключается в том, чтобы сохранить устойчивое положение транспортного средства на всем пути торможения и сократить его длину до минимума.

Сегодня система устанавливается практически на всех автомобилях даже в базовой комплектации, не говоря уже о топовых версиях. Первые модификации антиблокировочных систем появились еще в 1970-х годах, они являлись одним из вариантов улучшения активной безопасности транспортного средства.

Устройство АБС

Антиблокировочная тормозная система включает 3 основных блока:

• датчик скоростного режима (монтируется на ступицах колес и позволяет точно устанавливать начало торможения);
• клапаны управления (контролируют давление тормозной жидкости);
• электронный микропроцессорный блок (работает основываясь на сигналах датчиков скорости и передает импульс для повышения/понижения давления на клапаны).

Процесс получения и передачи данных через электронный блок происходит со средней частотой 20 раз за секунду.

Основной принцип действия антиблокировочной тормозной системы

Длина тормозного пути — это основная проблема в зимний период эксплуатации авто или по дороге с мокрым покрытием. Давно замечено, что при торможении с заблокированными колесами тормозной путь будет даже длиннее, чем торможение с вращающимися колесами. Только опытный водитель может почувствовать, что из-за чрезмерного нажатия на педаль тормоза колеса заблокировались и, слегка маневрируя педалью, изменить степень нажатия на нее. Однако и это не гарантирует, что тормозное давление будет распределено на ведущую пару колес в нужных пропорциях.

Антиблокировочная система призвана следить за вращением колесной базы. Если она вдруг заблокируется при торможении, ABS сокращает уровень давления тормозной жидкости, чтобы колесо смогло провернуться, а после этого снова нагнетает давление. Именно такой принцип работы АБС позволяет обеспечить «прерывистое торможение», которое считается наиболее эффективным для сокращения длины тормозного пути на любых дорожных покрытиях.

В момент, когда водитель нажимает на педаль тормоза, датчик скоростного режима определяет блокировку колеса. Сигнал поступает в электронный блок, а оттуда — на клапаны. Обычно они работают на гидравлике, поэтому после получения первого сигнала о начале скольжения колеса, клапан уменьшает подачу тормозной жидкости или вовсе перекрывает ее поступление. Таким образом, тормозной цилиндр прекращает свою работу настолько, чтобы дать колесу провернуться всего один раз. После чего клапан открывает доступ жидкости к нему.

Сигналы на растормаживание и повторное торможение на каждое колесо будут подаваться в определенном ритме, поэтому водители иногда могут почувствовать резкие толчки, которые возникают на педали тормоза. Они говорят о качественной работе всей антиблокировочной тормозной системы и будут ощутимы, пока автомобиль полностью не остановится или не исчезнет угроза для повторной блокировки колес.

Результативность торможения

Основная задача антиблокировочной системы заключается не только в сокращении длины тормозного пути, но и в сохранении контроля управлением для водителя. Эффективность торможения ABS давно доказана: машина не выходит из-под контроля водителя даже при резком, экстренном торможении, а длина пути гораздо ниже, чем при обычном торможении. Помимо этого, износ протектора шин увеличивается, если на автомобиле стоит антиблокировочная система.

Даже если в момент резкого нажатия на педаль тормоза автомобиль выполнял маневр (например, поворот), общая управляемость будет находиться в руках водителя, что делает систему ABS одной из важнейших опций в организации активной безопасности машины.

Специалисты ГК FAVORIT MOTORS рекомендуют выбирать водителям-новичкам транспортные средства, оборудованные системой помощи при торможении. Это позволит провести даже экстренное торможение сильным нажатием на педаль. АБС выполнит остальную работу в автоматическом режиме. В салоне FAVORIT MOTORS представлено большое количество автомобилей в наличии, которые оснащены ABS. Испытать работу системы в действии можно, записавшись на тест-драйв. Это позволит сравнить эффективность прохождения тормозного пути на автомобиле с ABS и без нее.

Важно помнить, что система показывает наибольшую результативность только при грамотной эксплуатации транспортного средства. Если в гололед ездить на летних шинах, то при торможении ABS будет только мешать. К тому же система медленно реагирует при езде по песку или снегу, так как колеса погружаются в рыхлую поверхность и не встречают сопротивления.

Сегодня автомобили выпускаются с такими антиблокировочными системами, которые в случае необходимости можно самостоятельно отключать.

Эксплуатация ABS

Все современные антиблокировочные системы считаются надежными. Они могут эксплуатироваться длительное время. Электронные блоки управления отказывают или дат сбои редко, так как инженеры ведущих компаний-автопроизводителей оснащают их предохранительными реле.

Однако у АБС есть слабое место — датчики скоростного режима. Это связано с тем, что они располагаются на ступицах в непосредственной близости от вращающихся деталей. Поэтому датчики могут подвергнуться загрязнениям и налипанию наледи. К тому же большое влияние на функционал системы может оказать и сокращение напряжения на клеммах аккумуляторной батареи. Например, если напряжение упадет ниже 10.5 В, может не произойти автоматическое включение ABS из-за недостаточности энергии.

В случае, если в работе антиблокировочной системы (или ее элемента) произошли сбои, на панели высветится соответствующий индикатор. Это не значит, что автомобиль будет неуправляемым. Обычная тормозная система продолжит действовать как на транспортном средстве без ABS.

Специалисты ГК FAVORIT MOTORS осуществляют диагностику неполадок в системе и полноценный ремонт всех составляющих АБС. Автосервис оснащен всем необходимым диагностическим оборудованием и узкопрофильными инструментами, позволяющим быстро и качественно восстановить работоспособность ABS на автотранспортном средстве любой марки и года выпуска.

АБС (Антиблокировочная система)

283 10 321k

АБС или ABS, уже из расшифровки английской аббревиатуры (Anti-lock braking system), становится ясно что, это не отдельная деталь, а система, предотвращающая блокировку колес при торможении. В двух словах, на вопрос: что такое АБС, можно сказать так – это система датчиков, которые контролируют скорость автомобиля и скорость вращения колес. Поэтому увидеть как выглядит ABS невозможно, можно лишь посмотреть на отдельные ее элементы и наглядный результат работы сделав несколько тестов торможения с включенной и выключенной функцией антиблокировки. В большинстве современных автомобилей ABS работает вместе с EBD – системой распределения тормозных усилий.

Основными компонентами составляющих систему ABS можно выделить:

• Датчик поворота;
• Датчик сдавливания в тормозах;
• Блок управления АБС;
• Гидравлический блок.

Полная схема расположения компонентов ABS выглядит так:

Компоненты антиблокировочной системы

Главной задачей ABS является регулировка скорости вращения колёс путём изменения давления в магистралях тормозной системы. Данная система предназначена дабы избежать аварийной ситуации при резком торможении, сохраняя управляемость транспортного средства.

Цена на датчик АБС в зависимости от марки автомобиля и производителя колеблется от 5 до 100 usd.

Основная часть системы (гидравлический блок и блок АБС) находятся под капотом автомобиля, они же в свою очередь работают в паре с датчиками расположенными на ступице. Блок управления АБС обрабатывает сигнал с датчика, а гидравлический блок распределяет давление на тормозные колодки.

Система АБС достаточно надежная. Электронные датчики и блоки системы имеют многие предохранители и спец. реле. Поломки в основном связаны с неправильной эксплуатацией. Наибольшее влияние имеют колесные датчики, поскольку больше всего подвергаются загрязнению, поэтому, время от времени требуется замена датчика АБС.

АБС: что это, зачем использовать и принцип работы

Как работает антиблокировочная система тормозов и нюансы ее использования

Когда анти блокировочная система имеет какую-то неисправность, то об этом будет сигнализировать соответствующий значок на приборной панели. Лампочка ABS загорается при запуске автомобиля и горит не дольше 6-ти секунд, но если данная сигнальная лампа загорелась при движении или индикатор не гаснет, то это свидетельствует об отключении системы, при этом не нужно паниковать, поскольку обычное торможение является возможным. Дабы разобраться что именно за поломка в АБС нужна диагностика.

Основными неисправностями АБС

1. Отказ колесных датчиков. Через механическое повреждение или изменение воздушного зазора между колесным датчиком и зубчатым ротором (норма 0,4-1 мм). Иногда обрываются провода или окислятся контакты.
2. Падение напряжения в борт сети ниже 10,5 В.
3. Выход из строя электродвигателя гидронасоса. Реже всего система отключается через выход из строя гидроклапанов или блока управления ABS. Также возможен выход системы из строя из-за неквалифицированного ремонта автомобиля.

Советы и рекомендации

1. Не разделять электрические разъёмы, при включенном зажигании или при работающем двигателе.
2. Электронный блок управления ABS чувствителен к колебаниям напряжения, поэтому нужно следить за исправностью аккумулятора, генератора и реле-регулятора – рабочее напряжение на борту должно находиться в диапазоне 12 – 14,2В.

Как АБС влияет на тормозной путь?

Как изменяется тормозной путь АБС

О том, как влияет на тормозной путь работа антиблокировки тормозов, зачастую складывается ошибочное мнение. Много водителей надеются на то, что эта система не только позволяет объехать препятствие, но сократить тормозную дистанцию.

Основная задача системы ABS – сохранить управляемость автомобиля, а не уменьшить тормозной путь! То есть тормозная дистанция, от нажатия педали до полной остановки, в большинстве случаев, меньше не станет, даже на оборот, часто может увеличится. Все будет зависеть от дорожного покрытия (мокрое, сухое, гравий, грунтовка, лед или снежная каша), а также типа резины (летняя, зимняя шипованная или липучка). Также на тормозной путь влияет тип и настройка самой системы.

Как выглядит торможение авто с ABS и без

Так в среднем можно ориентироваться на такие показатели:

• Сухой асфальт – выигрыша в дистанции нет ни в том, ни в другом случае при не высоких скоростях, но когда скоростной режим нарушен, то на 15% преимущество у тормозов с АБС.
• Брусчатка, кочки – торможение без дополнительной системы на 10% эффективнее.
• Грунтовка, гравий и снежная каша – без АБС можно остановится быстрее.
• Обледенелая дорога – срабатывание антиблокировки тормозной путь сократить значительно.

Однако в любом из этих случаев преимуществом тормозов с АБС является то, что вы сможете объехать препятствие и не стирать резину, а с тормозным расстоянием у кого как получится, все будет зависеть от настройки и типу работы антиблокировочной системы, а также навыков самого водителя.

С увеличением скорости тормозной путь станет длиннее, однако следует отметить, что если скоростной режим будет выше 60 км/ч, то результат длина тормозного пути с абс на сухом асфальте будет уже меньше чем без такой системы. Также учтите, что эти данные не являются точными ведь торможение, зависит от многих факторов.

Часто задаваемые вопросы

ABS как расшифровывается?

Дословно ABS (Anti-lock Brake System) расшифровывается как антиблокировочная система, которая применяется при экстренном торможении, когда приходится непредвиденно и резко сильно давить на педаль тормоза с целью избежать столкновения с препятствием. Предположительно можно сказать, что это в машине дополнительное устройство, которое помогает удерживать дорогу путем поочерёдного разблокирования колес от торможения с частотой несколько раз в секунду.

Кто изобрел АБС?

Один из тех, кто первый придумал такую систему, стал Гейнц Либер в 1964 году, однако первый работающий образец ABS сделал Ханс Шеренберг. И уже спустя 8 лет компанией Bosch была использована эта антиблокировочная система на люксовых автомобилях Daimler-Benz. Однако на тот момент она была очень огромной против той что сейчас, весила почти 7 килограммов.

Принцип действия АБС?

Принцип действия системы антиблокировки заключается в поочередном создании давления в тормозных контурах и прижимного усилия тормозных колодок к диску. Делается это специальным насосом, подавая тормозную жидкость из гидроблока к рабочим тормозным цилиндрам либо блокируя ее поступления электроклапанами.

Срабатывание происходить циклическим образом в 3 фазы. На основании данных от датчиков блок управления ABS подает команды на: удержание, сброс либо увеличения давления тормозной жидкости в контуре тормозного цилиндра определенного колеса.

Когда блок управления создал тормозное усилие до того момента что возникает уже опасность блокировки, впускной клапан гидроблока закрывается. Затем, при условии, что выпускной тоже перекрыт, держится усилие на рабочий тормозной цилиндр суппорта. Потом, дабы колодки отжались, происходит открытие выпускного клапана, чтоб жидкость пошла в аккумулятор давления и колесо могло прокручиваться. А чтобы сброс давления произошел быстрее, в демпфирующую камеру жидкость насосом подается в обратном направлении (в этот момент появляется вибрация на педали). После чего цикл повторяется, электроникой блока АБС закрывается магнитный выпускной клапан, а открывается впускной, чтобы снова создать давление в контуре. Система включается, когда скорость автомобиля превышает 10-15 км/ч, если она ниже, то не должна срабатывать.

Смысл работы заключается в том, чтобы держать колеса на грани блокировки давая возможность прокручиваться и замедлять их ход одновременно, регулируя и распределяя тормозное усилие по колесам, на которых установлены датчики.

Как АБС влияет на АКПП?

На многих современных автомобилях блок ABS завязан с АКПП, и если с ним проблемы, то машина может себя по-разному вести в зависимости от рода проблемы (перестанет работать спидометр, произойдет блокировка машины для диагностики, включится аварийный режим АКПП и т.д).

Как влияют датчики ABS? Косвенно. Передают данные про скорость непосредственно на колесах, чтобы обеспечить необходимые для коробки передач показатели работы. Давая возможность задействовать различные дополнительные функции движения при определенной дифференциальной разнице между скоростями вращения колес на разных осях или сторонах автомобиля и валах самой коробки. Если связь от датчиков к блоку АБС или на отрезку с блоком управления коробкой нарушена, либо поступают не корректные данные, то АКПП уходит в аварийный режим. Срабатывает такая защита на скорости свыше 40 км/ч.

Cистема ABS: принцип работы, плюсы и минусы

Рассмотрим устройство и принцип работы антиблокировочной системы тормозов. Так же наведены дополнительные механизмы, генерации, неисправности и нюансы работы. В конце статьи видео-обзор системы ABS. Рассмотрим устройство и принцип работы антиблокировочной системы тормозов. Так же наведены дополнительные механизмы, генерации, неисправности и нюансы работы. В конце статьи видео-обзор системы ABS.

Антиблокировочная система тормозов, или так же известная как ABS (Anti-lock braking system) на сегодня считается стандартной для современных автомобилей известных производителей. Основной предназначение системы предотвратить блокировку колёс транспортного средства в момент торможения. Таким образом, транспортное средство сохраняет курсовую устойчивость и управляемость. Стоит помнить, что в таком случае тормозной путь может быть больше, чем без использования ABS.

Когда появилась система ABS?

Впервые о антиблокировочном механизме тормозов заговорили еще в далеком 1920-ом году, когда подобным механизмом стали оборудовать самолеты. Первые разработки принадлежат французской компании Avions Vision, известный тогдашний производитель различной авиатехники и автомобилей.

Шестнадцать лет спустя компания Bosch запатентовала первую систему ABS, которая срабатывала при резком торможении. До реализации дело не дошло, так как не было цифровых технологий, позволяющих вести постоянный контроль. В 1960-ые года проект снова возобновили, благодаря появлению полупроводниковых технологий. Первые практичные образцы системы ABS появились в 1971 году, разработанные компанией General Motors.

Первые серийные образцы стали устанавливать на автомобили, в качестве опции, в середине 1970-ых годов. В качестве стандартного набора в 1978 году компания Mercedes ввела ABS для моделей Mercedes-Benz W116 (прототип современного S-Class). Эстафету мгновенно подхватила компания BMW, установив на модель 7-ой серии. На момент выхода система, её стоимость составляла порядка 10% от общей цены автомобиля. В наши дни, начиная с 2004 года всех авто производителей в Европе обязали устанавливать ABS, как стандартную опцию, даже для самой «бедной» комплектации.

Какие были генерации антиблокировочной системы?

Прогресс не стоял на месте и понятное дело, что с развитием цифровых технологий, и автомобилей, развивалась антиблокировочная система тормозов. Как уже говорили, первым поколением считается 1970 год, когда впервые создали ABS. Работоспособность оставляла ожидать лучшего, так как ведущая ось блокировалась, а сам механизм системы работал не долгое время и быстро приходил в негодность.

Второе поколение пришлось на 1978 год. Начиная с этого года, на автомобили Mercedes-Benz S-Class и BMW 7-Series начали устанавливать механизм ABS, как стандартную опцию. Стоит отметить, что работоспособность механизма была на высоте для тех лет и показывала отличные результаты работы. Теперь основной задачей инженеров было уменьшение габаритов и компонентов системы.

Третье поколение системы ABS выделяют выходом новой системы 2E в 1980-ом году. Основное отличие в том, что вес гидравлического блока уменьшился до 4,9 кг, а до этого был 6,3 кг. Аналогично уменьшилось и количество элементов, вместо 140 стало только 40 элементов.

Четвертая генерация антиблокировочной системы ABS приходится на 1995-ый год, когда появилась версия 5,3. Очередное уменьшение веса привело к показателям 2,6 кг и 25 компонентов вместо 40-ка. Пятое поколение считают в 2003 году, с выходом системы ABS 8. Инженеры обошли первую генерацию большим кругом, вес блока составил 1,6 кг, а количество элементов 16.

Последнее шестое поколение приходится на 2010 год. Именно в этом году компания Bosch производит ABS, где гидравлический блок весит 1,1 кг, а количество элементов составляет всего 9 деталей. Этот же год считается моментом старта компании Bosch в направлении систем безопасности (активных и пассивных). По всей вероятности, в 2022 году Бош представит доработанную систему, тем самым выделив новое поколение. Предполагают, что в основе будет только электроника, которая сможет паразитировать на существующих механизмах автомобиля.

Как устроена система ABS?

Рассматривать устройство каждой генерации антиблокировочной системы смысла нет. Каждая генерация только усложняла механизм, поэтому рассмотрим шестое поколение системы ABS. Несмотря на разные автомобили, марки и модели, устройство ABS одинаковое, аналогично, как и принцип работы. Среди основных элементов выделяют:

электронный блок управления;

Датчики системы ABS устанавливаются по одному на каждое колесо. Как правило, они отвечают за частоту вращения колес, а в основе работы лежит принцип Холла. Устанавливаются датчики на ступице каждого колеса. Электронный блок управления снимает информацию с них и на основе полученных данных определяет момент срабатывания тормозной системы.

Весомое значение в работе антиблокировочной системы играет электронный блок управления. По сути это голова всей системы, блок собирает, анализирует и посылает команды исполнительным устройствам. Сбор информации, вычисления и передача команд происходит непрерывно. Как правило, исполнительные сигналы блок управления посылает на гидравлический блок и насос.Исполнительным механизмом антиблокировочной системы считается гидравлический блок. В состав гидроблока входит электрический магнит с клапаном (впускной и выпускной), специальный гидроаккумулятор, насос кулачковый, демпфирующие камеры и электродвигатель. Срабатывание каждого элемента приводит к блокировке или деблокировке колес автомобиля.

Схема устройства антиблокировочного механизма

емкость для тормозной жидкости (бачок);

усилитель тормозной системы;

датчик педали сцепления;

датчик давления в тормозной системе;

блок управления ABS;

впускной клапан, передний левый;

выпускной клапан, передний левый;

тормозной цилиндр, передний правый;

Стоит учитывать, что для каждого колеса предусмотрен впускной и выпускной клапан, а так же тормозной цилиндр и датчик. На схеме наведены эти элементы, но для уменьшения повторений они не внесены в список.

Как работает система ABS?

Рассмотрев, с чего состоит антиблокировочная система, и её основные элементы, рассмотрим принцип работы. Работа ABS циклическая, каждый цикл состоит из трех основных фаз: увеличение давления в тормозной системе, удержание давления и сброс давления. Ходит такое мнение, что ABS самостоятельно повышает давление в тормозном механизме, на самом же деле это не так и давление повышается только с помощью водителя (если говорить о чистом виде ABS, без ESP).

Первый этап – это повышение давления водителем. В таком случае давление в тормозной системе повышается естественным путем, за счет нажатия водителем на педаль тормоза. Как правило, впускные клапана открыты, а выпускные закрыты. Система считывает данные с датчиков на колесах. Если скорость вращения колеса быстро замедляется, в сравнении с запрограммированными данными, то блок управления ABS переводит впускной клапан определенного колеса в закрытое положение, при этом выпускной клапан так же находится в закрытом режиме.

После закрытия впускного клапана, проходит второй этап. Определив, какое колесо тормозит больше всех, механизм отключает тормозной цилиндр от его рабочей задачи, а так же рабочий контур тормозной системы. Стоит понимать, что даже при более интенсивном нажатии на педаль тормоза, давление в системе не будет увеличиваться.

Антиблокировочная система самостоятельно подбирает максимально эффективное давление. Так же механизм ведет контроль скорости вращения колес, до момента стабилизации или полной остановки. В случае, когда вращение колес будет ниже допустимого, механизм автоматически откроет выпускной клапан и сбросит давление, тем самым полностью избавив определенных механизм от торможения.

Последний этап работы антиблокировочной системы – сброс давления. На данном этапе система открывает выпускной клапан, за счет чего давление в определенном контуре резко понижается (на определенное колесо или сторону). Жидкость из выпускного цилиндра сначала попадает в гидроаккумулятор, а далее за счет насоса выкачивается обратно в ресивер.

Впускной клапан должен быть закрытым, иначе насос не сработает. Все это время систем считывает частоту оборотов колеса, после стабилизации и возвращения к допустимым значениям, выпускной клапан автоматически закрывается. Отработав весь перечисленный процесс, впускной клапан вновь открывается и весь цикл начинается с начала.

Такой цикл работы антиблокировочной системы будет повторяться до полной стабилизации вращения колес. Чтоб понимать, за одну секунду механизм ABS может отработать до 6-ти циклов. Отключить работу ABS нельзя, не вмешиваясь в конструкцию тормозного механизма. Отключение ABS может привести к непоправим последствиям. Производитель изначально рассчитывал тормозную систему с использованием данного механизма.

Самые распространенные неисправности ABS

Первым признаком и наверное самым основным, выхода из строя системы ABS считается долгосрочная индикация на соответствующего значка на панели приборов. Все же, каждой поломке есть свое объяснение. Проблема может быть мелкой, засорились датчики или попросту слетел провод. Так же может быть более серьезная причина – в систему поступил воздух или поломка элементов. Стоит понимать, что рано или поздно даже сама совершенная система антиблокировки колес приходит в негодность.

Как показывает практика, специалисты выделяют несколько основных и самых частых поломок антиблокировочной системы тормозов. В первую очередь стоит проверить целостность предохранителей, не исключено, что со временем они могут перегореть. Далее по списку идут датчики вращения колес на ступицах, а так же масса. Датчики имеют свойство изнашиваться, так как в работе постоянно. Малейшее засорение так же может привести к выходу из строя всего механизма. Не стоит забывать, что еще одной причиной выхода из строя всей системы может быть элементарный обрыв провода или повреждение отдельных элементов ABS.

Плюсы и минусы системы ABS

Как и любой механизм, антиблокировочная система тормозов имеет свои плюсы и минусы. Для кого-то данный механизм весьма полезен в управлении автомобилем, другие же наоборот всячески норовят его снять с машины.

Каждый водитель может выделить для себя собственные плюсы и минусы антиблокировочной системы. Все же, как показывает практика, в большинстве случаев ABS спасает от непредсказуемых ситуаций, в том числе и ДТП.

С прогрессом автомобилей и механизмов безопасности, антиблокировочная система так же модернизируется. По словам разных производителей, последнее поколение ABS способно распознавать тип дорожного покрытия. Это не только позволило избежать ошибок работы механизма на песке, а так же поспособствовало развитию механизмов управления подвеской автомобиля. Смотрите так же принцип работы системы EBD.

Видео-обзор принцип работы механизма ABS:

Антиблокировочная тормозная система (ABS): что это такое, принцип работы

Подробнее о статусе «Принят АБС»

Статус «Принят АБС» является одним из последних на стадии обработки документа. Он означает, что платежное поручение в электронном виде проверено АБС, то есть автоматизированной банковской системой. После этого документ отправляется на исполнение. В случае выявления при проверке со стороны АБС каких-либо проблем, платежному поручению присваивается статус «Отказан АБС».

Что такое АБС?

Под АБС понимается автоматизированная банковская система, которая представляет собой масштабный комплекс технического и программного обеспечения работы кредитной организации. Необходимость его введения обусловлена тем, что банковский бизнес предусматривает составление большого объема отчетности, направляемой в Центробанк России, а также необходимостью надежной защиты проходящих через банк данных о его клиентах и работниках.

Основными целями внедрения АБС в банковский бизнес являются:

• увеличение производительности работы кредитной организации, которая заключается в росте количества проводимых финансовых операций;
• ускорение проверки и обработки получаемых данных;
• снижение количества сотрудников банковского учреждения;
• предоставление возможности непрерывного клиентского обслуживания;
• сокращение расходов банка за счет снижения себестоимости выполняемых финансовых операций;
• своевременное формирование и отправление предусмотренной действующим законодательством отчетности;
• надежная защита баз данных о клиентах и сотрудниках кредитной организации.

Структура системы

Автоматизированная банковская система представляет собой единый программно-технический комплекс. Однако, его с некоторой долей условности можно разделить на три составные части:

• модуль АБС по управлению банком;
• модуль АБС под названием «Операционный день»;
• модуль АБС по осуществлению банковских онлайн услуг.

При этом необходимо понимать, что существующие сегодня АБС постоянно совершенствуются и видоизменяются, в результате чего любое их структурирование является достаточно условным и не до конца точным.

Ремонт блока ABS

Конечно же можно попробовать диагностировать поломку ABS самостоятельно, благо в интернете есть уйма инструкций, а на YouTube — множество видео об этом процессе. Однако, стоит помнить, что для профессиональной диагностики современной автоэлектроники необходимо профессиональное оборудование, которое вряд ли есть под рукой в гараже обычного автовладельца.

Да и обращаться в «гараж-сервис» тоже не рекомендуется, ведь кустарное оборудование или сканер ELM327, купленный на «али», тоже не смогу 100% точно определить поломку АБС и диагностировать причину неработоспособности системы или отдельных модулей.

Эксперты сходятся во мнении: для профессионального ремонта и диагностики модулей АБС рекомендуется обращаться либо в официальный сервис, либо в компании, занимающиеся автоэлектрикой и электроникой.

Если вы живете в Краснодаре и столкнулись с проблемой с антиблокировочной системой вашего автомобиля, то рекомендуем обратиться в автоателье «Кварц-Авто». Обслуживание и ремонт блоков АБС — одно из основных направлений деятельности этой компании. Специалисты автоателье занимаются ABS автомобилей следующих марок: Mercedes, BMW, Audi, VW, Skoda, Toyota, Lexus, Nissan, Infinity, Ford, Mazda, Peugeot, Hyundai, Kia, Opel, Honda.

Внедрение в Сбербанке

Сбербанк одним из первых среди отечественных финансовых организаций начал внедрение АБС. Это вполне логично, учитывая его лидирующее положение на рынке. Первые автоматизированные системы были разработаны и применены на практике в 1993 году. Сначала использовались отдельные АБС для каждого подразделения кредитной организации. К 2006 году была завершена процедура создания единой для всего банка АБС. Сегодня действующая в банке система заслуженно считается одной из наиболее производительных и надежных. При этом финансовое учреждение ежегодно выделает средства по статье бюджета, предусматривающей дальнейшую доработку и совершенствование АБС.

Что такое ABS?

Антиблокировочная система (абс, ABS; от немецкого Antiblockiersystem) — это система, предотвращающая блокировку колес при торможении.

Разработки ABS начались ещё в 30-х годах ХХ века, однако за отсутствием достаточного уровня развития микроэлектроники, внедрение антиблокировочной системы тормозов было отложено в долгий ящик — вплоть до 60-х.

С появлением полупроводниковых технологий микропроцессоров разработкой ABS вплотную занялись инженеры компании Daimler-Benz. С привлечением помощи разработчиков электронных компонентов из компании Bosch, к началу 70-х годов был получен действующий прототип. А уже с первой половины того же десятилетия система ABS опционально устанавливалась на представительских автомобилях Mercedes.

К концу 70-х годов прошлого века два немецких автомобиля получили штатную антиблокировочную систему тормозов — это Mercedes Benz W116 (S-класс) и BMW 7-й серии. С 2004 года в Европейском Союзе ABS является обязательной системой любого нового автомобиля.

Система «Банк-Клиент»

Важной частью АБС выступает популярная и широко распространенная система «Банк-Клиент». Применительно к Сбербанку она постепенно трансформировалась в широко известный сегодня и популярный интернет сервис Сбербанк Онлайн. Он представляет собой программный комплекс, который предоставляет клиенту возможность дистанционно при помощи интернета проводить различные финансовые операции. Сегодня практически все предприятия используют подобную систему для ведения бизнеса, что объясняется ее удобством, простотой и эффективностью. Одним из основных принципов работы «Банк-клиента» является четко установленный порядок, при котором платежному документу присваивается определенный статус на всех стадиях его подготовки и исполнения.

Антиблокировочная тормозная система (АБС)

Добрый день, сегодня расскажем про очень важную систему современных автомобилей Антиблокировочная тормозная система (АБС). Процесс торможения должен быть плавным, в противном случае автомобиль может пойти юзом, и водитель потеряет контроль над его управлением. Причиной тому — скольжение заблокированных колес по дороге. Чаще всего возникает такая ситуация при резком торможении на мокрой или обледенелой поверхности.

Антиблокировочная тормозная система (АБС)

Как известно, эффективное торможение заключается в гашении скорости толчками, при которых педаль тормоза быстро нажимается и отпускается, но зачастую в момент опасности водитель об этом правиле забывает напрочь и “бьет” по тормозам со всей силы. Колеса моментально блокируются, снижается их сцепление с дорогой, начинается скольжение и автомобиль становится неконтролируемым.

Примерно 10% аварий приходятся как раз на этот случай. Чтобы предотвратить блокировку колес при экстренном торможении, была изобретена Антиблокировочная тормозная система ABS. Данное изобретение позволило спасти ни одну сотню тысяч человеческих жизней, предотвратив самые страшные аварии.

Антиблокировочная тормозная система состоит из ряда устройств, работающих в комплексе. Они передают колесам импульсы давления тормозной жидкости в самом оптимальном режиме. Это датчики на колесах, модуляторы или управляющие клапаны, а также электронный блок управления.

Датчики скорости

Эти устройства устанавливаются на ступицах колес. Происходит это следующим образом: зубчатый венец закрепляется на ступице, над торцом венца неподвижно зафиксирован датчик, состоящий из магнитного сердечника, что находится внутри катушки. Вращение колеса передает импульсы зубчатому венцу, а в его катушке индуцируется электрический ток, параметры которого отражают угловую скорость вращения колеса.

Блок управления

Вся информация с датчиков скорости поступает и обрабатывается в электронном блоке управления ЭБУ. В его задачу входит “отслеживание” тех моментов, когда может произойти блокировка колес. Как известно, это происходит при избыточном давлении тормозной жидкости в магистрали, что подводит ее к колесу. Как только электронный блок управления “заметит” это, то произойдет снижение давления.

Модуляторы или управляющие клапаны

Именно эти устройства регулируют давление в тормозной системе. Обычно команды от ЭБУ исполняют два электромагнитных клапана. При закрытии первого клапана происходит перекрывание доступа тормозной жидкости в магистраль. При открытии второго клапана тормозная жидкость беспрепятственно идет в резервуар гидроаккумулятора. Таким образом происходит регулирование давления в тормозной системе.

Антиблокировочная тормозная система

Антиблокировочная тормозная система различается по количеству каналов. Существует:

— одноканальная Антиблокировочная тормозная система ABS, в которой тормозное усилие ограничивается во всей системе; — двуканальная Антиблокировочная тормозная система ABS, когда тормозное усилие будет ограничиваться только по правым или левым колесам; — многоканальная Антиблокировочная тормозная система ABS с ограничением тормозного усилия на каждом из четырех колес.

ЕЩЁ Автостатьи,

Теория и навыки вождения

Движение накатом: мифы и реальность

Последняя Антиблокировочная тормозная система является самой дорогой и эффективной. Количество датчиков скорости, каналов и клапанов в такой системе равно количеству колес.

Автомобиль с ABS даже при экстренном торможении не уйдет с заданного курса, поможет объехать препятствие и избежать опасного заноса. Работе данной системы характерны импульсивные толчки на педали тормоза и своеобразный звук, исходящий из блока модуляторов. Важно знать, что торможение на автомобиле с антиблокировочной системой должно быть однократным и непрерывистым. Следует с усилием нажать на педаль тормоза и удерживать ее, пока ABS сама создаст наименьший тормозной путь.

Антиблокировочная тормозная система дает возможность одновременно тормозить и маневрировать, а при входе и выходе из поворота тормозить эффективно и безопасно. Стоит отметить, что при срабатывании ABS происходит небольшое увеличение тормозного пути.

На сегодняшний день ABS становится многокомплексной, состоящей из разнообразных систем активной безопасности. Ее удешевление и постоянное усовершенствование в ближайшее время приведет к тому, что ABS станет неотъемлемой системой всех легковых автомобилей.

Формирование документа

На этапе формирования платежного поручения применяются статусы «Ошибка контроля» (неправильно заполнены обязательные поля), «Создан» (оформление выполнено верно, документ может быть использован) и «Импортирован» (статус равнозначен типу документа «Создан»). Следующей стадией оформления платежного поручения выступает его подписание. При этом ему может быть присвоен статус «Частично подписан» или «Подписан». Очевидно, что в первом случае констатируется наличие части подписей, а во втором – готовность к обработке.

Торможение с АБС на видео

Напоследок привожу ролик, в котором тормозят автомобили с АБС и без нее, используя прерывистое и простое торможение:

Кстати отмечу, что в ролике прерывистое торможение выполняет опытный инструктор, который заранее знает, что ему придется тормозить. Уверен, в критической ситуации и он не сразу начнет тормозить прерывисто. И уж тем более в критической ситуации растеряется простой водитель, а выручить его сможет только АБС.

Задача каждого водителя — избежать ДТП, и антиблокировочная система оказывает в этом неоценимую помощь.

Удачи на дорогах!

Передача в обработку

На этой стадии статусы фактически представляют собой сообщения клиенту о том, каким образом происходит обработка отправленного им платежного поручения. При этом документу могут быть присвоены следующие обозначения, которые не требуют дополнительных пояснений: «Доставлен», «Принят», «Приостановлен» и «Выгружен». Последний статус означает отправление платежного поручения на проверку и обработку в АБС. По ее результатам документ отмечается либо как «Принят АБС», либо «Отказан АБС». В первом случае он отправляется на исполнение.

Принцип действия

Эффективность действия АБС основывается на следующем факте: протяжённость тормозного пути автомобиля с полностью заблокированными колёсами больше, нежели у авто с колёсами, вращающимися с небольшой скоростью.

Дело в том, что трение скольжения всегда меньше по коэффициенту трения покоя (в точке соприкосновения с дорожным покрытием вращающееся колесо находится в покое).

Для предотвращения блокировки требуется произвести усилие на педаль тормоза несколько меньшее, требующегося для полного схватывания колеса.

Опытный водитель способен интуитивно уловить данный момент, и регулировать силу торможения усилием ноги, давящей на педаль. Но водитель-новичок, либо шофёр, севший за руль чужого авто, не сразу сможет уловить необходимое усилие. В этом-то случае на помощь и приходит антиблокировочная система.

Антиблокировочная электроника следит за частотой вращения каждого колеса, и когда тормозная система «схватывает» их, и машина начинает двигаться по дороге юзом, АБС в доли секунды уменьшает тормозное усилие, возвращая водителю контроль над автомобилем.

Возникающее в результате действия АБС прерывистый характер торможения, позволяет шофёру в случае необходимости корректировать движение автомашины при экстренной остановке.

Дополнительные статусы

Помимо указанных, существует еще несколько типов статусов, которые могут быть присвоены платежному поручению на разных стадиях его проверки и обработки. В большинстве случаев их названия достаточно красноречивы и позволяют получить представление о возникшей проблеме, например, статусы «Ошибка реквизитов» или «Картотека №2». В первом случае клиентом неправильно указывается один или несколько обязательных банковских реквизитов, а во втором – на его счету недостаточно средств для исполнения данного платежного поручения. При своевременном отзыве платежа со стороны клиента присваивается статус «Отозван».

Торможение прерывистыми нажатиями на педаль тормоза

Существует еще один способ торможения, который может применяться как с АБС, так и без нее — торможение прерывистыми нажатиями на педаль тормоза. Заключается он в том, что водитель давит на педаль тормоза резко, сильно, но в течение коротких промежутков времени. Т.е. он то нажимает педаль, то отпускает ее.

При таком торможении колеса автомобиля блокируются-разблокируются. Такой способ позволяет уменьшить тормозной путь автомобиля. Это происходит за счет того, что при кратковременных нажатиях на педаль тормоза вес автомобиля переносится на его переднюю ось. Также в моменты отпускания педали тормоза автомобиль сохраняет управляемость.

Существует спорное мнение, что если человек умеет тормозить прерывисто, то ему не нужна система АБС. Хотя прерывистое торможение и позволяет снизить тормозной путь, у него есть недостаток. Для того, чтобы в критической ситуации затормозить таким способом, необходимо прерывисто тормозить постоянно. Это позволит выработать соответствующий навык. Но при прерывистом торможении автомобиль сильно раскачивается и, поэтому, постоянно тормозить таким способом некомфортно для водителя. И уж тем более постоянная раскачка не понравится Вашим пассажирам!

Ну а поскольку система АБС сама срабатывает в момент резкого торможения, она является незаменимым помощником в любом автомобиле.

Устройство и принцип работы роторного двигателя

Не все знатоки автомобилестроения знают, что в разное время в разных странах мира, включая СССР, на авто ставились необычные роторные двигатели внутреннего сгорания. Этот уникальный агрегат имеет свою большую историю и, возможно, хорошие перспективы на применение в будущем.

1. Что представляет собой роторный двигатель Ванкеля
2. История создания роторного двигателя
3. Применение двигателя Ванкеля на Западе и в СССР
4. Устройство и принцип работы роторного двигателя
5. Преимущества и недостатки

Что представляет собой роторный двигатель Ванкеля

Это простой по техническому решению силовой агрегат. Вместо нескольких поршней с кольцами и шатунами, он имеет один треугольный ротор, посаженный на вал. При этом вал не коленчатый, а эксцентриковый. Камеры сгорания расположены равномерно поочередно по всему кругу вращения ротора.

Роторный двигатель

В роторном ДВС в 2 с лишним раза меньше деталей в сравнении с поршневым вариантом. Нет головки блока цилиндров с системой клапанов в её привычном виде и самой поршневой группы. Значительно меньше вес и габариты.

В настоящее время известно 5 разных типов роторных ДВС. Между собой они имеют существенные конструктивные отличия. Но главный принцип един для всех типов – ротор на эксцентриковом вале вместо поршней на кривошипно-шатунном механизме.

История создания роторного двигателя

Силовые агрегаты с ротором вместо поршневой группы получили устойчивое название «двигатель Ванкеля», по фамилии изобретателя. На самом деле в мире было разработано несколько типов роторных моторов, отличных от изобретения Ванкеля. Но первым в этой области еще в 1920-ых годах начал работать именно немецкий инженер Фридрих Ванкель.

Для двигателя требовались узлы и детали, производство которых возможно только с применением высоких технологий металлообработки, точнейшей подгонки, с чем в то время были определенные трудности. Поэтому быстро запустить изделие в серию сразу не получилось. К тому же началась Вторая мировая война, когда требовались не экспериментальные, а серийные проверенные изделия.

Работы над двигателем были завершены уже во Франции, куда попало оборудования из побежденной Германии, в 1957 году, в компании NSU под руководством инженера Вальтера Фройде.

Применение двигателя Ванкеля на Западе и в СССР

Первый роторный двигатель мощностью 57 л.с. был установлен в 1957 году на спорткар фирмы NSU «Спайдер». Спорткар развивал невероятные для того времени и такой мощности ДВС скорость – 150км/час.

Автомобиль NSU Spider

С 1963 года роторные двигатели стали использовать на серийных автомобилях для населения. Несколько лет их ставили на «Мерседесы», «Шевроле» и «Ситроены». Но двигатель показал ряд существенных недостатков. В результате производители вернулись к использованию классических, проверенных поршневых ДВС.

Настойчивее остальных оказались японские автопроизводители. Они использовали роторные ДВС на некоторых моделях «Мазда». Устранялись слабые места, увеличивался моторесурс до капремонта, снижалось потребление топлива. Однако по ряду причин и японцы вернулись к классическим ДВС . Последняя Мазда RX Spirit R с роторным двигателем сошла с конвейера в 2012 году.

В СССР первый роторный двигатель отечественного производства ставился в 1974 году на легендарную «копейку» – ВАЗ 2101.

Для его создания было организовано специальное конструкторское бюро. Прообразом служил двигатель Ванкеля. Было изготовлено около 50 опытных образцов с маркировкой ВАЗ 311. ВАЗы с ними не продавались населению, а поступили в распоряжение сотрудников ГАИ и КГБ в качестве служебных машин.

Поначалу «копейки» с этим силовым агрегатом вызывали восхищение своей мощью, динамикой разгона, низким шумом и плавностью хода. Но уже через год на ходу осталась только одна машина. Двигатели остальных вышли из строя. Основной причиной поломок стала ненадежность уплотнений, обеспечивающих герметизацию камер сгорания во время вспышки топлива.

Работы над отечественным роторным ДВС продолжались, и были созданы мощные двухсекционные ВАЗ 411 и 413 мощностью 120 и 140 л.с. “Жигули” с этими двигателями снова попали на службу в силовые структуры.

Данное достижение советского автопрома не афишировалось. В народе лишь ходили слухи о том, что сотрудники КГБ ездят на скоростных авто с невероятными секретными двигателями.

Затем были разработаны роторные двигатели ВАЗ 414 и 415. Это были более совершенные универсальные агрегаты. Их можно было ставить как на вазовские «восьмерки» и «девятки», так и на не менее популярные в то время «Москвичи» и «Волги».

Последняя разработка ВАЗ 415 так и не была использована. Ее предшественник, ВАЗ 414 с 1992 года ставился на популярной модели авто ВАЗ 2109 («Спутник», «Самара»).

«Девятки» с этими двигателями обладали необычными характеристиками. Разгон до 100 км/ч за 8 секунд, возможность длительной работы на предельно высоких оборотах. ВАЗ 414 потреблял меньше топлива (14-15 л на 100 км), чем предыдущие роторные ДВС (18-20 л на 100 км). Но все равно больше, чем поршневой мотор.

Однако и на ВАЗе роторные ДВС не смогли конкурировать с традиционными, и вскоре их использование было прекращено.

Работы над усовершенствованием роторных ДВС ведутся в мотоциклетной отрасли. В начале 1980-ых был создан мотоцикл Norton с двигателем Ванкеля, который показал невероятные результаты. Сегодня компания выпускает байки с таким двигателем объемом 588 куб.см. Ведутся работы над новым мотором с объемом 700 куб.см.

Автомобилей в такими двигателями сегодня не выпускают. Не исключено, что автопроизводители могут вести конструкторские работы в этом направлении без афиширования, втайне от конкурентов.

Устройство и принцип работы роторного двигателя

Принцип работы и устройство роторного ДВС одновременно схож с работой обычного поршневого двигателя и электродвигателя. Так же, как поршневой ДВС роторный вариант имеет камеры сгорания, системы впрыска топлива, выхлопа и зажигания. Сходство конструкции с электродвигателем в том, что ротор получает энергию при вращении внутри корпуса. (Кроме роторного ДВС с возвратно-поступательным движением вала).

Электродвигатель получает кинетическую энергию за счет перемещения электромагнитного поля. Роторный ДВС – за счет воспламенения топливно-воздушной смеси и резкого роста давления в камерах сгорания, так же, как и поршневые ДВС.

На сегодня известны 5 типов роторных моторов:

1. С возвратно-поступательным движением вала. В таких типах ДВС ротор и вал не делают полных оборотов вокруг оси.
2. Классический двигатель Ванкеля с планетарным вращением вала.
3. Двигатели, в которых камеры сгорания расположены по спирали.
4. Двигатели с равномерным вращением вала с камерами сгорания, расположенными по спирали без уплотнительных элементов.
5. Двигатели с пульсирующим вращением.

Как и поршневые ДВС, роторные варианты имеют 4 рабочих такта:

1. Впрыск топливно-воздушной смеси.
2. Сжатие смеси.
3. Воспламенение.
4. Выпуск.

Рабочие циклы роторного двигателя

В обычных поршневых двигателях впрыск топлива и герметичность камеры сгорания обеспечиваются работой системы клапанов и поршневыми кольцами. В разных типах роторных ДВС последовательность тактов обеспечивается по-разному. В одних уменьшается объем камеры сгорания и обеспечивается сжатие смеси за счет перекрытия камеры вершиной ротора. В других – за счет уплотнений с механическим приводом. Но принцип работы един для всех типов.

1. Воспламенение топливной смеси многократно повышает давление в камере сгорания.
2. Давление дает кинетический импульс плоскости ротора и поворачивает его.
3. Ротор передает крутящий момент через вал и зубчатую шестерню далее к механизмам авто. Плоскость ротора доходит до окна выхлопа, окно открывается и в него сбрасываются отработанные газы.
4. Цикл повторяется.

Преимущества и недостатки

Роторный двигатель имеет набор больших преимуществ перед традиционным поршневым.

Главное преимущество – простота конструкции. Из-за отсутствия поршневой и кривошипно-шатунной группы узлов роторный двигатель почти в два раза легче и компактнее обычного. Легкий вес позволяет равномерно распределить нагрузку по всей базе автомобиля. Это улучшает управляемость, повышает динамические показатели автомобиля.

• Компактность позволяет увеличить размер салона.
• Ротор вращается плавно, без вибраций от взрыва топливной смеси в каждом цилиндре, равномерно выдает мощность.
• При том же объеме камер сгорания роторный двигатель значительно мощнее.
• Простота конструкции и минимум деталей облегчают ремонт.

Поэтому кажется, что весь мировой автопром давно и полностью должен был отказаться от поршневых двигателей в пользу роторных. Но этого не произошло. Следовательно, роторный вариант имеет ряд существенных недостатков, которые на сегодняшний день перевешивает все его плюсы. Недостатки в следующем:

• Роторный двигатель потребляет намного больше топлива. Это крупный минус в наше время, когда каждый автопроизводитель стремится сделать свое авто как можно более экономичным.
• Повышен расход масла – 0,5 литра на 1 тыс. км пробега. Долив масла требуется каждые 4-5 тыс. км. Отсутствие масла приводит к мгновенному выходу ДВС из строя.
• Производство ротора и криволинейных камер сгорания требуют высочайшей технологической точности на дорогом сверхточном оборудовании. Это повышает стоимость двигателя.
• Особенность линзовидных камер сгорания в том, что они поглощают больше тепла при работе. В итоге двигатель склонен к перегреву, закипанию охлаждающей жидкости в системе охлаждения, что мешает в эксплуатации авто и приводит к ускоренному выходу из строя деталей двигателя.
• Роторный двигатель имеет своё слабое место. Уплотнители, обеспечивающие герметичность камеры сгорания в момент воспламенения топливной смеси, не могут долго выдерживать нагрузки и выходят из строя. В итоге моторесурс самого совершенного роторного двигателя без ремонта не превышает 100 – 150 тыс. км пробега авто.

Кроме экономических и технических недостатков, роторный ДВС просто непривычен для водителей и механиков. Автомобиль с ним едет по-другому. Ввиду малой массы двигателя, у него нет запаса инерционной энергии. При малейшем сбросе педали газа машина быстро теряет скорость, что хорошо при торможении, но неудобно при движении. Приходится чаще переключать передачи. Таким двигателем нельзя тормозить, заглушенный двигатель даже на первой передаче легко проворачивается. Некоторым просто не нравится звук работающего роторного двигателя.

Возможно, у этого двигателя есть большое будущее. Поршневой мотор прошел долгий путь эволюции. Коленчатые валы и поршневые системы начали создаваться ещё на паровых двигателях.

У роторного варианта не было такой длительной эволюции и массовости производства, поэтому он имеет недоработки и слабые места. Важно то, что роторный двигатель может эффективно работать на газовом топливе, в том числе на водороде. Это может открыть ему большие перспективы в будущем.

Роторно-поршневой двигатель

Роторно-поршневой двигатель(РПД), или двигатель Ванкеля. Двигатель внутреннего сгорания, разработанный Феликсом Ванкелем в 1957 году в соавторстве с Вальтером Фройде. В РПД функцию поршня выполняет трехвершинный (трехгранный) ротор, совершающий вращательные движения внутри полости сложной формы. После волны экспериментальных моделей автомобилей и мотоциклов, пришедшейся на 60-е и 70-е годы ХХ века, интерес к РПД снизился, хотя ряд компаний по-прежнему работает над совершенствованием конструкции двигателя Ванкеля. В настоящее время РПД оснащаются легковые автомобили компании Mazda. Роторно-поршневой двигатель находит применение в моделизме.

Содержание

Принцип работы

Сила давления газов от сгоревшей топливо-воздушной смеси приводит в движение ротор, насаженный через подшипники на эксцентриковый вал. Движение ротора относительно корпуса двигателя (статора) производится через пару шестерен, одна из которых, большего размера, закреплена на внутренней поверхности ротора, вторая, опорная, меньшего размера, жестко прикреплена к внутренней поверхности боковой крышки двигателя. Взаимодействие шестерен приводит к тому, что ротор совершает круговые эксцентричные движения, соприкасаясь гранями с внутренней поверхностью камеры сгорания. В результате между ротором и корпусом двигателя образуются три изолированные камеры переменного объема, в которых происходят процессы сжатия топливо-воздушной смеси, ее сгорания, расширения газов, оказывающих давление на рабочую поверхность ротора и очищения камеры сгорания от отработанных газов. Вращательное движение ротора передается на эксцентриковый вал, установленный на подшипниках и передающий вращающий момент на механизмы трансмиссии. Таким образом в РПД одновременно работают две механические пары: первая – регулирующая движение ротора и состоящая из пары шестерен; и вторая – преобразующая круговое движение ротора во вращение эксцентрикового вала. Передаточное соотношение шестерен ротора и статора 2:3, поэтому за один полный оборот эксцентрикового вала ротор успевает провернуться на 120 градусов. В свою очередь за один полный оборот ротора в каждой из трех образуемых его гранями камер производится полный четырехтактный цикл двигателя внутреннего сгорания.
схема РПД
1 – впускное окно; 2 выпускное окно; 3 – корпус; 4 – камера сгорания; 5 – неподвижная шестерня; 6 – ротор; 7 – зубчатое колесо; 8 – вал; 9 – свеча зажигания

Достоинства РПД

Главным достоинством роторно-поршневого двигателя является простота конструкции. В РПД на 35-40 процентов меньше деталей, чем в поршневом четырехтактном двигателе. В РПД отсутствуют поршни, шатуны, коленчатый вал. В «классическом» варианте РПД нет и газораспределительного механизма. Топливо-воздушная смесь поступает в рабочую полость двигателя через впускное окно, которое открывает грань ротора. Отработанные газы выбрасываются через выпускное окно, которое пересекает, опять же, грань ротора (это напоминает устройство газораспределения двухтактного поршневого двигателя).
Отдельного упоминания заслуживает система смазки, которая в простейшем варианте РПД практически отсутствует. Масло добавляется в топливо – как при эксплуатации двухтактных мотоциклетных моторов. Смазка пар трения (прежде всего ротора и рабочей поверхности камеры сгорания) производится самой топливо-воздушной смесью.
Поскольку масса ротора невелика и легко уравновешивается массой противовесов эксцентрикового вала, РПД отличается небольшим уровнем вибраций и хорошей равномерностью работы. В автомобилях с РПД легче уравновесить двигатель, добившись минимального уровня вибраций, что хорошо сказывается на комфортабельности машины в целом. Особой плавностью хода отличаются двухроторные двигатели, в которых роторы сами являются снижающими уровень вибраций балансирами.
Еще одно привлекательное качество РПД – высокая удельная мощность при высоких оборотах эксцентрикового вала. Это позволяет добиться от автомобиля с РПД отличных скоростных характеристик при относительно небольшом расходе топлива. Малая инерционность ротора и повышенная по сравнению с поршневыми двигателями внутреннего сгорания удельная мощность позволяют улучшить динамику автомобиля.
Наконец, немаловажным достоинством РПД являются небольшие размеры. Роторный двигатель меньше поршневого четырехтактного мотора той же мощности примерно вдвое. И это позволяет рациональней использовать пространство моторного отсека, более точно рассчитывать расположение узлов трансмиссии и нагрузку на переднюю и заднюю ось.

Недостатки РПД

Главный недостаток роторно-поршневого двигателя – невысокая эффективность уплотнений зазора между ротором и камерой сгорания. Имеющий сложную форму ротор РПД требует надежных уплотнений не только по граням (а их четыре у каждой поверхности – две по вершинным, две по боковым граням), но и по боковой поверхности, соприкасающейся с крышками двигателя. При этом уплотнения выполнены в виде подпружиненных полосок из высоколегированной стали с особо точной обработкой как рабочих поверхностей, так и торцов. Заложенные в конструкцию уплотнений допуски на расширение металла от нагрева ухудшают их характеристики – избежать прорыва газов у торцевых участков уплотнительных пластин практически невозможно (в поршневых двигателях используют лабиринтовый эффект, устанавливая уплотнительные кольца зазорами в разные стороны).
В последние годы надежность уплотнений резко возросла. Конструкторы нашли новые материалы для уплотнений. Однако, говорить о каком-то прорыве пока не приходится. Уплотнения до сих пор остаются самым узким местом РПД.
Сложная система уплотнений ротора требует эффективной смазки трущихся поверхностей. РПД потребляет больше масла, чем четырехтактный поршневой двигатель (от 400 граммов до 1 килограмма на 1000 километров). При этом масло сгорает вместе с топливом, что плохо сказывается на экологичности моторов. В выхлопных газах РПД опасных для здоровья людей веществ больше, чем в выхлопных газах поршневых двигателей.
Особые требования предъявляются и к качеству масел, используемых в РПД. Это связано, во-первых, со склонностью к повышенному износу (из-за большой площади соприкасающихся деталей – ротора и внутренней камеры двигателя), во-вторых, к перегреву (опять же из-за повышенного трения и из-за небольших размеров самого двигателя). Для РПД смертельно опасны нерегулярная смена масла – поскольку абразивные частицы в старом масле резко увеличивают износ двигателя, и переохлаждение мотора. Запуск холодного двигателя и недостаточный его прогрев приводят к тому, что в зоне контакта уплотнений ротора с поверхностью камеры сгорания и боковыми крышками оказывается мало смазки. Если поршневой двигатель заклинивает при перегреве, то РПД чаще всего – во время запуска холодного двигателя (или при движении в холодную погоду, когда охлаждение оказывается избыточным).
В целом рабочая температура РПД выше, чем у поршневых двигателей. Самая термонапряженная область – камера сгорания, которая имеет небольшой объем и, соответственно, повышенную температуру, что затрудняет процесс поджига топливо-воздушной смеси (РПД из-за протяженной формы камеры сгорания склонны к детонации, что тоже можно отнести к недостаткам этого типа двигателей). Отсюда требовательность РПД к качеству свечей. Обычно их устанавливают в эти двигатели попарно.
Роторно-поршневые двигатели при великолепных мощностных и скоростных характеристиках оказываются менее гибкими (или менее эластичными), чем поршневые. Они выдают оптимальную мощность только на достаточно высоких оборотах, что вынуждает конструкторов использовать РПД в паре с многоступенчатыми КП и усложняет конструкцию автоматических коробок передач. В конечном итоге РПД оказываются не такими экономичными, какими должны быть в теории.

Практическое применение в автопромышленности

Наибольшее распространение РПД получили в конце 60-х и начале 70-х годов прошлого столетия, когда патент на двигатель Ванкеля был куплен 11 ведущими автопроизводителями мира.
В 1967 году немецкая компания NSU выпустила серийный легковой автомобиль бизнес-класса NSU Ro 80. Эта модель выпускалась в течение 10 лет и разошлась по миру в количестве 37204 экземпляров. Автомобиль пользовался популярностью, но недостатки установленного в нем РПД, в конце концов, испортили репутацию этой замечательной машины. На фоне долговечных конкурентов модель NSU Ro 80 выглядела «бледно» – пробег до капитального ремонта двигателя при заявленных 100 тысячах километров не превышал 50 тысяч.
С РПД экспериментировали концерн Citroen, Mazda, ВАЗ. Наибольших успехов добилась Mazda, которая выпустила свой легковой автомобиль с РПД еще в 1963 году, на четыре года раньше появления NSU Ro 80. Сегодня концерн Mazda оснащает РПД спорткары серии RX. Современные автомобили Mazda RX-8 избавлены от многих недостатков РПД Феликса Ванкеля. Они вполне экологичны и надежны, хотя среди автовладельцев и специалистов по ремонту считаются «капризными».

Практическое применение в мотопромышленности

В 70-е и 80-е годы с РПД экспериментировали некоторые производители мотоциклов – Hercules, Suzuki и другие. В настоящее время мелкосерийное производство «роторных» мотоциклов налажено только в компании Norton, выпускающей модель NRV588 и готовящей к серийному выпуску мотоцикл NRV700.
Norton NRV588 – спортбайк, оснащенный двухроторным двигателем общим объемом в 588 кубических сантиметров и развивающим мощность в 170 лошадиных сил. При сухом весе мотоцикла в 130 кг энерговооруженность спортбайка выглядит в буквальном смысле запредельной. Двигатель этой машины оснащен системами впускного тракта переменной величины и электронного впрыска топлива. О модели NRV700 известно лишь то, что мощность РПД у этого спортбайка будет достигать 210 л.с.

Любопытные факты

1. Роторно-поршневые двигатели получили распространение среди авиамоделистов. Поскольку в модельном двигателе требования к надежности и экономичности снижены до предела, производство этих моторов оказывается недорогим. В этих двигателях уплотнений ротора либо нет вообще, либо эти уплотнения имеют простейшую конструкцию. Главное достоинство авиамодельного РПД в том, что его можно легко встроить в летающую масштабную модель. В частности, модельные РПД применяются при создании копий реактивных самолетов.
2. Получив патент на РПД в 1936 году Феликс Ванкель стал изобретателем не только двигателя внутреннего сгорания, но еще и роторно-поршневых насоса и компрессора. И эти устройства можно встретить гораздо чаще, чем РПД – на производстве, в ремонтных мастерских, в быту. Например, портативные электрические компрессоры для автомобилистов очень часто устроены по принципу роторно-поршневого насоса.

Статья в журнале об РПД польского инженера Рожицкого, “За рулем” №12, 1961

Устройство автомобилей

Двигатель Ванкеля

Общие сведения

Поршневой двигатель внутреннего сгорания занял прочные позиции под капотом подавляющего большинства автомобилей и другой самоходной техники. Этому способствовала простота преобразования теплоты в механическую работу, а также достаточно высокий КПД по сравнению с другими тепловыми двигателями.

Тем не менее, конструкция с классическим кривошипно-шатунным механизмом и поршнем, совершающим во время работы возвратно-поступательные движения, не лишена серьезных недостатков.
Одним таких недостатков является высокая инерционная нагрузка на детали, обусловленная именно характером движения поршня (или поршней), имеющих знакопеременные скорости и ускорения, что при даже небольшой массе поршня приводит к появлению значительных сил инерции, и, как следствие, к повышенной вибрации двигателя во время работы и необходимости его уравновешивания.
Кроме этого, поршневой ДВС нуждается в сложной системе газообмена, которая решается применением газораспределительного механизма (ГРМ), существенно усложняющего конструкцию двигателя.

Поэтому конструкторы во всем мире продолжают поиск оригинальных решений для конструкций ДВС, пытаясь избавиться от недостатков поршневого двигателя.
В середине прошлого века инженеры немецкой компании NSU Motorenwerke AG (NSU) Вальтер Фройде и Феликс Ванкель вплотную занялись разработкой уникальной конструкции теплового двигателя, в котором поршень во время работы совершал бы не возвратно-поступательное, а вращательное движение. Если верить историкам, автором идеи являлся Феликс Ванкель, который в еще в далекой молодости задумался о замене поршня на ротор, но приступить к реализации своих замыслов из-за финансовых трудностей он смог лишь в зрелые годы.

Биография Феликса Ванкеля

Феликс Ванкель (нем. Felix Heinrich Wankel) родился в 1902 году в германском городке Лар. Детство и молодость Ванкеля были нелегкими – его отец погиб в Первую Мировую войну, и у Феликса не было средств не только на учебу в ВУЗе, но даже на обучение какой-либо рабочей специальности. Но любовь к технике и природный ум позволили юному изобретателю самостоятельно освоить грамотность и даже углубленно изучить многие технические дисциплины.

Идея конструкции роторно-поршневого двигателя (РПД) пришла к Ванкелю еще в 22 года (а по одной из легенд 17-летний Ванкель увидел РПД во сне), но для ее реализации нужны были исследования, опытные разработки и, конечно же, финансы.
Свой двигатель Ванкель назвал «машиной с вращающимися поршнями» и 1936 году получил на нее патент, а также приглашение от компании BMW перебраться в Баварию, в город Линдау, чтобы заняться разработкой авиационных моторов в условиях хорошо оснащенной лаборатории.
Мечты начинали сбываться, однако через несколько лет работа над двигателем была прервана войной.

Тем не менее, еще до начала войны Ванкель построил несколько рабочих прототипов роторно-поршневого двигателя, однако изобретатель никак не мог определиться с оптимальной формой ротора и внутренней поверхности статора. Экспериментируя с эллипсовидными и овальными формами, он не мог добиться нужной степени уплотнения между ротором и камерой сгорания. По-видимому, сказывались недостатки образования, полученного в молодые годы, особенно скупость познаний в математике и геометрии.

В 1942 году лаборатория Ванкеля в Линдау была распущена, а сам изобретатель был переведен на работу в конструкторское бюро DVL, занимавшееся разработкой моторов для военной авиации и быстроходных катеров.
В последние годы войны Ванкель тесно сотрудничал со специалистами японской компании Hitachi, благодаря чему в Японии было выпущено несколько моделей скоростных истребителей. Судьба довоенных и военных разработок Ванкеля неизвестна. По одной из версий все документы, касающиеся разработок и исследований лаборатории Ванкеля, были вывезены во Францию в качестве репарационного трофея после победы над фашистской Германией.

После войны в 1951 году роторно-поршневым двигателем заинтересовалась компания «Гётце» (Goetze), которая выделила средства на восстановление частной лаборатории Ванкеля в Линдау. В том же году Феликс Ванкель возобновил разработку РПД.
Главным заказчиком Ванкеля стала немецкая компания NSU, производившая мотоциклы и автомобили.

Безуспешные поиски оптимальной формы ротора и статора продолжались бы долго, если бы не помощь вдохновленного идеями РПД инженера компании NSU Вальтера Фройде. Именно он в 1957 году нашел оптимальное сочетание формы ротора и камеры сгорания.
Тем не менее, изобретателем роторно-поршневого двигателя справедливо считается Феликс Ванкель – ведь именно ему принадлежит сама идея РПД, над которой он упорно работал долгие годы. И двигатель, конструкции которого Ванкель посвятил практически всю свою сознательную жизнь, по праву носит его имя.
В 1958 году компания NSU выпустила первый в мире автомобиль с РПД, но конструкция была «сырой» и нуждалась в дальнейшей доработке.

После того, как в 1969 году компания NSU перешла под контроль концерна Volkswagen, Феликс Ванкель продолжил работу в своем центре в Линдау над совершенствованием РПД по заказам японской компании Toyo Kogyo, позднее сменившей имя на Mazda, и советской компании «ВАЗ».
Феликс Ванкель работал над конструкцией роторно-поршневого двигателя до самой смерти. Он умер 9 октября 1988 года в Хайдельберге в возрасте 86 лет.

Любопытно, но Феликс Ванкель никогда в жизни не садился за руль автомобиля. С раннего детства него было очень слабое зрение.
Известно также, что он старался избегать математических расчетов, полагаясь на интуицию. Здесь, очевидно, сказывается и недостаток образования, полученного в юности. Тем не менее, этот факт лишь подчеркивает уникальный природный талант изобретателя.

Конструкция двигателя Ванкеля

Конструкция роторно-поршневого двигателя не отличается высокой сложностью. На эксцентриковом валу установлен ротор треугольной формы (треугольник Рёло), каждая из граней которого имеет форму выпуклой дуги.

Треугольник Рёло ограничивает площадь, образуемую при пересечении трёх кругов одинакового диаметра с центрами в вершинах правильного треугольника и радиусами, равными стороне этого треугольника (см. рисунок).
Стороны такого треугольника, по сути, являются дугами окружностей одинакового диаметра.
Как геометрическая фигура, треугольник Рёло обладает рядом уникальных свойств, которые и используются в технике – на его основе были созданы кулачковые и грейферные механизмы, роторно-поршневой двигатель Ванкеля, и даже станки, позволяющие сверлить (фрезеровать) квадратные отверстия.
Название фигуры происходит от фамилии немецкого механика Франца Рёло, исследовавшего ее свойства и использовавшего этот криволинейный треугольник в своих механизмах.

Ротор вращается по принципу планетарного механизма вокруг центральной оси внутри неподвижного статора. Вершины треугольника при этом описывают сложную кривую, именуемую эпитрохоидой.
Каждая из трех вершин ротора скользит по внутренней поверхности статора, имеющей форму эпитрохоиды, при этом серповидные полости (камеры) между ротором и статором постоянно изменяются, последовательно увеличиваясь и уменьшаясь в объеме.

Эпитрохоидой называют плоскую кривую, образуемую точкой окружности, которая без скольжения перекатывается по наружной стороне другой окружности.

Для изоляции камер друг от друга используются специальные уплотнители – радиальные и торцевые подпружиненные пластины, называемые «апексами».

Газораспределение в двигателе Ванкеля осуществляется через специальные окна – впускное и выпускное, т. е. конструкция не нуждается в сложном клапанном механизме ГРМ, как у четырехтактного поршневого двигателя.

Рабочий цикл двигателя Ванкеля можно разложить на следующие такты:

• всасывание топливовоздушной смеси через впускное окно благодаря образованию разрежения в пространстве между ротором и статором. Может применяться впуск чистого воздуха с последующим впрыском топлива форсункой;
• сжатие смеси благодаря уменьшению объема между вращающимся ротором и статором, после чего смесь воспламеняется электрической искрой свечи зажигания;
• рабочий ход совершается благодаря высокому давлению продуктов горения на одну из криволинейных стенок ротора в камере сгорания, при этом ротор вращается и передает усилие на цилиндрический эксцентрик выходного вала;
• выпуск – пространство между статором и вращающимся ротором уменьшается в объеме, и отработанные газы вытесняются через выпускное окно.

Преимущества и недостатки двигателя Ванкеля

Перед поршневыми двигателями роторно-поршневой двигатель Ванкеля имеет ряд существенных преимуществ:

• хорошая механическая уравновешенность, низкий уровень вибрации;
• относительно нешумная работа;
• высокие динамические характеристики и уравновешенность позволяют очень быстро раскрутить вал двигателя до высоких оборотов;
• высокая удельная мощность благодаря малой массе, поскольку конструкция не содержит промежуточных паразитических элементов, в т. ч. для уравновешивания (шатуны, коленчатый вал, массивный маховик);
• меньшие габаритные размеры;
• меньшее число деталей и относительно простая конструкция.

К основным недостаткам двигателя Ванкеля можно отнести следующее:

• высокое давление между трущимися поверхностями приводит к интенсивному износу и нагреву двигателя, поэтому возникает потребность в частой замене уплотнителей и контроле над качеством и количеством моторного масла;
• относительно небольшой ресурс из-за интенсивного износа основных деталей;
• следствием износа уплотнителей являются высокие утечки между камерами и, как следствие, снижение динамики, падение КПД и увеличение токсичности выхлопа;
• меньшая экономичность по сравнению с поршневыми двигателями классической конструкции. Автомобили с РПД потребляют от 7 до 20 литров топлива на 100 км, в зависимости от режима движения, моторного масла – от 0,4 л до 1 л на 1000 км.
• высокие требования к геометрической точности изготовления деталей двигателя делают его сложным в производстве.

Первые роторные двигатели, устанавливавшиеся на автомобили, не произвели фурора среди потребителей. Особенно сильно по «репутации» РПД ударил топливный кризис 1973-74 года, когда цены на бензин резко взлетели, и покупатели машин стали прицениваться к моделям с экономным расходованием топлива. Роторно-поршневой двигатель расходовал до 20 литров бензина на сотню километров пробега, поэтому неудивительно, что продажи автомобилей с РПД во время кризиса упали до предела.
Единственной автомобильной компанией, не отказавшейся от «затеи» с роторно-поршневым двигателем, оказалась японская Mazda, где РПД использовался в различных моделях вплоть до 2012 года.
Достаточно долгое время автомобили с роторно-поршневыми двигателями выпускались и на советском ВАЗе (в СССР понятия «топливный кризис» не существовало).

Особенности эксплуатации роторно-поршневого двигателя

Роторно-поршневой двигатель требует особого ухода по сравнению с классическим поршневым ДВС.
РПД боится перегревов, боится масляного «голодания», и чувствителен к качеству топлива.

Расход масла РПД существенно выше, чем у исправного поршневого ДВС, поэтому необходимо внимательно следить за его уровнем в смазочной системе. Даже небольшой масляный «голод», способен вывести двигатель в капитальный ремонт или даже в утиль.
Для удаления нагара, образуемого на стенках статора, следует регулярно (но непродолжительно) форсировать двигатель (давать высокие обороты). Так же, нужно контролировать состояние масляных форсунок.

Признаки скорого отказа двигателя Ванкеля связаны чаще всего с износом рабочих поверхностей и уплотнителей, что обычно диагностируется заметным снижением компрессии. К таким признакам можно отнести неустойчивую работу на холостом ходу, и затрудненный пуск горячего двигателя.

Применение РПД в технике

Двигатель разрабатывался изначально именно для применения на автотранспорте. Первый серийный автомобиль с роторным двигателем – немецкий спорткар NSU Spider, первый автомобиль серийного производства – немецкий седан бизнес-класса NSU Ro 80.

К сожалению, ресурс двигателя Ванкеля на этих автомобилях оказался крайне малым (ремонт требовался уже после пробега порядка 50 тыс. км), поэтому первые автомобили, оснащенные РПД, заслужили плохую репутацию и даже скандальную известность.

Тем не менее, определенные и явные достоинства двигателей Ванкеля привлекали внимание конструкторов и инженеров, пытавшихся усовершенствовать конструкцию технически и технологически.

Наиболее настойчивыми и удачливыми оказались инженеры компании Mazda, создавшие роторно-поршневые двигатели серии «Renesis», которые оказались достаточно экономичными и экологичными по сравнению с немецкими предшественниками. Японским конструкторам удалось значительно сократить потребление масла и бензина, а также довести выброс вредных веществ до норм, соответствующих Euro IV.

Автомобили марки Mazda с индексом «RE» в наименовании (первые буквы от названия «Renesis») могут использовать в качестве топлива как бензин, так и водород (РПД менее чувствителен к детонации, чем поршневой двигатель). Это явилось очередным витком роста внимания к РПД со стороны разработчиков.

В 2019 году российские учёные из Центрального института авиационного моторостроения им. П. И. Баранова и Фонда перспективных исследований решили эту проблему, создав РПД на основе материалов нового поколения с использованием металло-керамических композитов.
Согласно результатам испытаний, износ этих элементов значительно ниже, чем у аналогичных металлических. Это подтвердило возможность и перспективность применения композиционных материалов для изготовления наиболее нагруженных и проблемных элементов конструкции РПД. В новом отечественном двигателе применена также специально разработанная для РПД система турбонаддува с охлаждением воздуха и новая система управления.
Каковы дальнейшие перспективы использования двигателя Ванкеля в автомобилестроении – покажет время.

Полезно знать. Роторно-поршневой двигатель Феликса Ванкеля

Двигатель Ванкеля всегда привлекал внимание тем, что он не такой как все остальные – он уникум. Можно только представить, насколько был обрадован и изумлен простотой идеи Феликс Ванкель, когда ему пришла в голову мысль превратить возвратно-поступательные движения во вращательные!? Простая и гениальная идея оказалась сложной в освоении – главным образом тем, что технология требовала огромной точности в производстве деталей, и, как оказалось позже – достижения еще большей, чем в стандартных двигателях, износоустойчивости. Кроме этого, конструкция обладала рядом других технических особенностей, обеспечивших Феликса головной болью на долгое время вперед.

В первые годы после появления первого автомобиля NSU Ro-80 с двигателем, работающим по схеме Ванкеля, десятки компаний на волне возросшего ажиотажа ринулись выкупать лицензии на право производства роторного двигателя, но только считанные единицы смогли разумно преобразовать дорогостоящие чертежи гениального Феликса Ванкеля в металл. Самым известным примером из мира авто остается компания Mazda, которая устанавливает “роторы” на некоторые автомобили серии RX. В мотоциклах этот двигатель тоже нашел применение, примеры которых далее в статье. Впрочем, давайте обо всем по порядку.

Зри в корень. Устройство двигателя Ванкеля

Так называемый двигатель Ванкеля был изобретен немецким инженером Феликсом Ванкелем в 1957 году. Этот тип двигателя внутреннего сгорания использует вращательные движения для создания напряжения вместо привычной поршневой системы. Особенность двигателя – применение трехгранного ротора (поршня), имеющего вид треугольника Рело, вращающегося внутри цилиндра специального профиля, поверхность которого выполнена по эпитрохоиде*.

* Эпитрохоида — плоская кривая, образуемая точкой, жёстко связанной с окружностью, катящейся по другой окружности.

Давление в РПД образуется за счёт вращения ротора. При этом происходит последовательное осуществление процессов – впуска, сжатия, сгорания, выпуска – в разных частях корпуса одного цилиндра. Такая конструкция даёт следующие преимущества: низкий уровень вибрации; отличные динамические характеристики; высокая мощность. Принципы процессов смесеобразования, зажигания, смазки, охлаждения, запуска принципиально ничем не отличаются от обычных поршневых двигателей внутреннего сгорания. Отсутствие громоздкого механизма газораспределения делает такой двигатель значительно проще четырехтактного поршневого за счёт меньшего количества деталей, обеспечивая необычайную компактность и высокую удельную мощность. Из минусов РПД отмечают крайне высокую критичность к регулярному сервисному обслуживанию (замена масла, уплотнителей) и высокий нагрев двигателя, а также большой расход топлива и токсичный выхлоп, что является следствием характерной для РПД узкой серпообразной камера сгорания (по краям камеры сгорание топлива затрудняется).

Соединение ротора с выходным валом через эксцентриковый механизм, являясь особенностью РПД Ванкеля, вызывает давление между трущимися поверхностями, что в сочетании с высокой температурой, приводит к дополнительному износу и нагреву двигателя.

В связи с этим возникает требование к частой замене масла. При правильной эксплуатации периодически производится капитальный ремонт, включающий в себя замену уплотнителей. Ресурс при правильной эксплуатации достаточно велик, но не заменённое вовремя масло неизбежно приводит к необратимым последствиям, и двигатель выходит из строя.

В таком моторе очень важно следить за состоянием уплотнителей. Площадь пятна контакта очень невелика, а перепад давления очень высокий. Следствием этого, неразрешимого для двигателей Ванкеля, противоречия являются высокие утечки между отдельными камерами и, как следствие, падение коэффициента полезного действия и токсичность выхлопа.

Есть еще две сложности у этой схемы мотора – малая длина рабочего хода и очень специфический режим работы кривошипного механизма – эксцентрикового вала в отношении движения поршневой поверхности ротора. От этого у однороторного мотора плохой график крутящего момента.

Подробнее об устройстве двигателя Ванкеля:
http://autorelease.ru/articles/automobile/946-rotornyj-dvigatel-princzip-raboty.html

Кстати, не везде об этом говорится, но двигатель Ванкеля является всего лишь одним из пяти подтипов роторных двигателей. Подробнее:
http://www.rotor-motor.ru

Интересно, что за счёт отсутствия преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, двигатель Ванкеля способен выдерживать гораздо большие обороты, и с меньшими вибрациями, по сравнению с традиционными двигателями. Роторно-поршневые двигатели обладают более высокой мощностью при небольшом объёме камеры сгорания, сама же конструкция двигателя сравнительно мала и содержит меньше деталей. Небольшие размеры улучшают управляемость, облегчают оптимальное расположение трансмиссии (развесовка) и позволяют сделать аппарат более компактным, либо освободить место под другие цели.

Итак, компактность, производительность, оборотистость – не это ли есть магическая формула идеального двигателя, к которой пытаются приблизиться все без исключения производители мотоциклов? Да, именно так. Но в мотомире роторный двигатель пока прижиться не смог – все ставки сделаны на классический поршневой мотор различных конфигураций, таких как рядные “четверки” и v-образные “двойки” и “четверки”. Правда, попадаются и редкие исключения:

Мотоциклы с РПД

Hercules

В 1974 году компания Hercules первой выпустила в массы мотоциклы серии Wankel (W-2000), с двигателями KC-27 от компании “Sachs”. Это были однороторные движки с воздушным охлаждением, объемом двигателя 294 см.куб. и мощностью 25 лошадиных сил, позже мощность была увеличена до 27 л.с. (20 кВт) при 6000 об/мин. Для смазки двигателя было необходимо вручную добавлять масло в топливный бак мотоцикла, а с 1976 года, после апгрейда конструкции двигателя, масло начало подаваться из специального бака с помощью насоса. В некоторых странах W-2000 продавался как DKW (Dampf-Kraft-Wagen).

Norton

В начале 1980-х годов этот же двигатель использовался для установки в немногочисленные мотоциклы Norton, не смотря на то, что опытные прототипы РПД появились на байках Norton еще в начале 70-х. Надо отдать должное инженерам Norton, которые достаточно успешно использовали РПД в спорте – в конце 80-х и начале 90-х им практически не было равных. Особенно нужно отметить модели RCW588 и сменивший его в 91-м году NRS588, которые принесли Norton множество побед на поприще мотоспорта. Так, один из болидов NRS588 обладал превосходным отношением мощности к весу 135 л.с. / 135 кг, был компактен и легок. Существовала и дорожная версия спортбайка – легендарный F1, мощность которого достигала 95л.с.@9500об/мин, а стоимость – 45 тысяч долларов США.

В настоящее время Norton производит 588-кубовую двух-роторную модель NRV588 и разрабатывает 700сс версию с названием NRV700. NRV588 – современный спортбайк со доработанным, теперь уже инжекторным 170-сильным двигателем Ванкеля с впускным трактом переменной величины и электронным управлением дросселя. Характеристики байка – 130кг / 170л.с., поэтому производительность мотоцикла просто феноменальная. Ожидается, что NRV700 сможет развивать уже 210 л.с. при схожем весе мотоцикла, однако в самой компании пока об этом не распространяются.

MZ

К 1963 году в рамках программы модернизации, отдел перспективных разработок завода MZ представил роторно-поршневой двигатель для мотоцикла. До 1965 года проводилось тестирование этого двигателя в нескольких прототипах MZ, но на этом все и закончилось.

Suzuki

На общей волне интереса к РПД, за разработку модели мотоцикла с роторно-поршневым двигателем взялась и японская компания Suzuki. Мотоцикл серии RE5 выпускался совсем недолго – с 1974 по 1976 г.г и вскоре стал предметом коллекционирования. Двигатель с рабочим объемом 497,5 см.куб. на 6500 об. мин. развивал мощность в 62 л.с. и максимальный крутящий момент в 54.9 Нм при 3500 об.мин.

Надо заметить, из Японцев, кроме Suzuki, планы по запуску в производство мотоциклов роторно-поршневыми двигателями были и у остальных компаний. Так, Honda тогда разрабатывала и тестировала свой прототип, а в 1972 году Yamaha даже показала на выставке Tokyo Motor Show готовую модель мотоцикла RZ-201 с двухроторным двигателем.

Henk van Veen

И настоящей экзотикой является этот мотоцикл OCR 1000 компании Van Veen – датского дилера марки Kreidler. После того, как Kreidler обанкротилась, в Van Veen приступили к разработке своего собственного дорожного мотоцикла с роторно-поршневым двигателем. С 1966 по 1968 год было выпущено всего 30 таких аппаратов. Двигатель рабочим объемом: 2 х 498 см.куб.и мощностью – 100 л.с. был позаимствован у автомобиля NSU-Citroen Comotor (Citroen GZ), трансмиссия в центре разработок Porsche, а рама – у Moto Guzzi.

Энтузиасты не обходят стороной двигатель Ванкеля. Установка РПД в раму кастом-мотоцикла сразу же выделяет байк на фоне остальных и привлекает внимание, при должном умении обеспечивая оригинальнейший образ мотоциклу. Ярким примером служит кастом Revelation Родни Агуэра (Rodney Aguiar) с роторно-поршневым двигателем Mazda RX-7, карданным приводом на заднее колесо от BMW R1100GS и передней вилкой от Suzuki GSX-R 750. Как утверждает владелец, на заднем колесе его кастома Revelation целых 250 л.с., и не верить ему причин у нас не имеется. Подробнее »

Мотоциклы с РПД – отечественные разработки от ВНИИмотопром

Интересно, что в Советском Союзе тоже существовали разработки в области РПД. И если о роторном автомобиле ВАЗ известно многим, то существование в прошлом отечественных мотоциклов с двигателями, построенными по схеме Ванкеля, до сих пор для многих остается секретом.

Еще в 1970 году начались дорожные испытания двигателя РД-350В, установленного в шасси от Днепр К-650. Динамика машины оказалась удовлетворительной, мощность двигателя была доведена до 30,5 л.с., но очень малый ресурс мотора (всего в 100 часов) не позволил увидеть разработке светлое будущее.

В 1972 году создается новый вариант РПД — РД-500В. Его корпус выполнен из алюминиевого сплава, с хромовым покрытием рабочей поверхности. Двигатель развивал мощность 40 л.с. при 6000 об/мин. Дорожные испытания мотора проводились в шасси мотоцикла Днепр МТ-9. На нем впервые опробовали систему впрыска топлива, но впоследствии отказались от нее из-за затрудненного запуска холодного двигателя (системы впрыска топлива тех времен были далеки от совершенства). Развитием РД-500В стал созданный в 1973 году РД-501, в котором применили износо-жаростойкое никасилевое покрытие алюминиевого корпуса, ротор двигателя был изготовлен из спеченного алюминиевого сплава, а воспламенение бензовоздушной смеси обеспечивалось электронной бесконтактной системой зажигания.

Решительным шагом стал переход на систему жидкостного охлаждения в 1976 году. Такой двигатель, получивший обозначение РД-510, развивал уже 48 л.с. при 6000 об/мин. Дальнейшие работы были направлены на повышение “живучести” двигателя, снижение расхода топлива и токсичности отработавших газов.

Односекционный РД-515, в середине 70-х предполагалось ставить на тяжелые мотоциклы. При весе 38 кг и объеме 491 см куб. он выдавал 38 л.с. (6000 об./мин.) и 51 Нм (3500 об./мин.). Торцевые уплотнители изготовляли из стали или чугуна. Специально для этого мотора разработали технологию нанесения износостойкого жаропрочного никель-кремниевого покрытия “никосил” на алюминиевую основу. Агрегат выхаживал до капитального ремонта 50 тыс. км.

Последними из известных нам проектов в области отечественных мотоциклов с РПД являются разработанные в середине 80-х аппараты РД – 660 и эскортный мотоцикл РД-601 (613 куб.см, мощность 52 л.с. при 6000 об./мин.)

Становится понятным, что к началу “перестройки” 90-х годов институт располагал несколькими отработанными конструкциями РПД. Но дальнейший разворот событий в нашей стране убил все надежды на какое-либо успешное продолжение разработок. На сегодняшний день разработки советских времен в области роторно-поршневых двигателей можно наблюдать в таком состоянии:

Как мы видим, эпоха роторного двигателя так и не смогла захватить мир более привычной поршневой системы и занять свою устойчивую позицию на рынке. Обладатели мотоциклов с РПД автоматически превратились в небольшой клуб с единым интересом, а их байки – раритетом и диковинкой, которую с удовольствием примет практически любой музей!
Но вполне возможно, что будущее, которое сулили разработчики и производители двигателю Ванкеля просто еще не настало. По крайней мере, возобновившийся к нему интерес марки Norton может развить новую спираль разработок и достижений, и тогда Феликс Ванкель еще себя покажет!

Устройство и принцип работы роторного двигателя

Что такое двигатель Ванкеля?

Как выглядит двигатель Ванкеля в разрезе.

Из курса физики средней школы все прекрасно помнят, что работа четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания состоит из:

• впуска топлива/воздуха;
• сжатия, где их смесь становится единым целым, а затем воспламенения искрой свечи зажигания;
• рабочего хода: поршень движется в обратном направлении, совершая полезную работу;
• выпуска: остатки отработанной смеси выбрасываются из мотора.

И всё помнят наглядное учебное пособие: цилиндр бензинового мотора в разрезе, на котором отлично видно все стадии при вращении ручки. Но, не все существующие/используемые в настоящее время двигатели имеют одинаковое устройство. Кроме всем известного классического ДВС есть и другие варианты конструкции.

Яркий пример — роторно-поршневой двигатель Ванкеля. Данная конструкция ДВС была разработана в 1957 году сотрудником компании NSU Вальтером Фройде в соавторстве с Феликсом Ванкелем.

Отличительная черта этого двигателя — использование трёхгранного ротора, имеющего форму треугольника Рёло, вращающегося внутри цилиндра особого профиля, поверхность которого выполнена по эпитрохоиде.

КПД роторно-поршневой конструкции

Не смотря на ряд недоработок, проведенные исследования показали, что общий КПД двигателя Ванкеля довольно-таки высокий по современным меркам. Его значение составляет 40 – 45%. Для сравнения, у поршневых двигателей внутреннего сгорания КПД составляет 25%, у современных турбодизелей – около 40%. Самый высокий КПД у поршневых дизельных двигателей составляет 50%. До настоящего времени ученые продолжают работу по изысканию резервов для повышения КПД двигателей.

Итоговый КПД работы мотора состоит из трех основных частей:

1. Топливная эффективность (показатель, характеризующий рациональное использование горючего в моторе).

Исследования в этой области показывают, что только 75% горючего сгорает в полном объеме. Есть мнение, что данная проблема решается путем разделения процессов сгорания и расширения газов. Необходимо предусмотреть обустройство специальных камер при оптимальных условиях. Горение должно происходить в замкнутом объеме, при условии нарастания температурных показателей и давления, расширительный процесс должен происходить при невысоких показателях температур.

1. КПД механический (характеризует работу, результатом которой стало образование переданного потребителю крутящего момента главной оси).

Порядка 10% работы мотора расходуется на приведение в движение вспомогательных узлов и механизмов. Исправить данную недоработку можно путем внесения изменений в устройство двигателя: когда главный движущийся рабочий элемент не прикасается к неподвижному корпусу. Постоянное плечо крутящего момента должно присутствовать на всем пути следования основного рабочего элемента.

1. Термическая эффективность (показатель, отражающий количество тепловой энергии, образованной от сжигания горючего, преобразующейся в полезную работу).

На практике 65% полученной тепловой энергии улетучивается с отработанными газами во внешнюю среду. Ряд исследований показал, что можно добиться повышения показателей термической эффективности в том случае, когда конструкция мотора позволяла бы осуществлять сгорание горючего в теплоизолированной камере, чтобы с самого начала достигались максимальные показатели температуры, а в конце эта температура понижалась до минимальных значений путем включения паровой фазы.

Практическое применение в автопромышленности

Наибольшее распространение РПД получили в конце 60-х и начале 70-х годов прошлого столетия, когда патент на двигатель Ванкеля был куплен 11 ведущими автопроизводителями мира. В 1967 году немецкая компания NSU выпустила серийный легковой автомобиль бизнес-класса NSU Ro 80. Эта модель выпускалась в течение 10 лет и разошлась по миру в количестве 37204 экземпляров. Автомобиль пользовался популярностью, но недостатки установленного в нем РПД, в конце концов, испортили репутацию этой замечательной машины. На фоне долговечных конкурентов модель NSU Ro 80 выглядела «бледно» — пробег до капитального ремонта двигателя при заявленных 100 тысячах километров не превышал 50 тысяч. С РПД экспериментировали концерн Citroen, Mazda, ВАЗ. Наибольших успехов добилась Mazda, которая выпустила свой легковой автомобиль с РПД еще в 1963 году, на четыре года раньше появления NSU Ro 80. Сегодня концерн Mazda оснащает РПД спорткары серии RX. Современные автомобили Mazda RX-8 избавлены от многих недостатков РПД Феликса Ванкеля. Они вполне экологичны и надежны, хотя среди автовладельцев и специалистов по ремонту считаются «капризными».

Практическое применение в мотопромышленности

В 70-е и 80-е годы с РПД экспериментировали некоторые производители мотоциклов — Hercules, Suzuki и другие. В настоящее время мелкосерийное производство «роторных» мотоциклов налажено только в компании Norton, выпускающей модель NRV588 и готовящей к серийному выпуску мотоцикл NRV700. Norton NRV588 — спортбайк, оснащенный двухроторным двигателем общим объемом в 588 кубических сантиметров и развивающим мощность в 170 лошадиных сил. При сухом весе мотоцикла в 130 кг энерговооруженность спортбайка выглядит в буквальном смысле запредельной. Двигатель этой машины оснащен системами впускного тракта переменной величины и электронного впрыска топлива. О модели NRV700 известно лишь то, что мощность РПД у этого спортбайка будет достигать 210 л.с.

Любопытные факты

1. Роторно-поршневые двигатели получили распространение среди авиамоделистов. Поскольку в модельном двигателе требования к надежности и экономичности снижены до предела, производство этих моторов оказывается недорогим. В этих двигателях уплотнений ротора либо нет вообще, либо эти уплотнения имеют простейшую конструкцию. Главное достоинство авиамодельного РПД в том, что его можно легко встроить в летающую масштабную модель. В частности, модельные РПД применяются при создании копий реактивных самолетов. 2. Получив патент на РПД в 1936 году Феликс Ванкель стал изобретателем не только двигателя внутреннего сгорания, но еще и роторно-поршневых насоса и компрессора. И эти устройства можно встретить гораздо чаще, чем РПД — на производстве, в ремонтных мастерских, в быту. Например, портативные электрические компрессоры для автомобилистов очень часто устроены по принципу роторно-поршневого насоса.

Принцип работы двигателя Ванкеля

В двигателе Ванкеля цикл работы точно такой же, как в классическом четырёхтактном агрегате внутреннего сгорания: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Вот только за него не поршень совершает два хода вверх-вниз (вперёд-назад), а вал делает всего один оборот трёхгранного ротора внутри эпитрохоидальной камеры цилиндра, являющейся сердцем двигателя.

Принцип работы двигателя Ванкеля: 1 — впуск топливо-воздушной смеси; 2 — сжатие смеси; 3 — зажигание и рабочий ход; 4 — выпуск отработанных газов;

Несмотря на кажущуюся сложность, принцип работы двигателя Ванкеля достаточно прост.

• На первом этапе цикла смесь из бензина и воздуха поступает в камеру мотора.
• Затем ротор проворачивается на 45 градусов, сжимая её: таком виде происходит поджиг смеси искрой от свечи зажигания.
• После чего следует рабочая фаза: сгоревшая топливно-воздушная смесь давит на ротор, обеспечивая тем самым его вращение.
• Наконец, на заключительном этапе ротор проворачивается и отработанные газы через выпускную систему попадают в выхлопную систему.

И так раз за разом. Но в отличие от классического ДВС, где 2-3 тысячи оборотов в минуту – рабочий режим, для двигателя Ванкеля даже 10 тысяч оборотов – не предел.

Эксцентриковое вращение вала обеспечивает его форма – с внутренним отверстием и зубцами, ротор вращается вокруг неподвижного вала с ответными зубьями. Именно они не дают ему проскользнуть и заклинить даже при особенно интенсивном вращении.

Преимущества и недостатки двигателя Ванкеля

У вас может возникнуть простой и предсказуемый вопрос, а почему под капотом большинства автомобилей находится не двигатель Ванкеля, а классический четырехтактный ДВС. Чтобы ответить на данный вопрос рассмотрим преимущества и недостатки двигателя Ванкеля. Так, двигатель Ванкеля:

• меньше весит и занимает меньше места в сравнении с аналогичными по характеристикам агрегатами;
• работает заметно тише, на холостых оборотах двигатель вообще почти не слышно;
• лучше сбалансирован, конструкция с одним вращающимся валом, лишённая шатунов с их возвратно-поступательными движениями, даёт отличные результаты;
• обеспечивает лучшую динамику и высокую максимальную скорость;
• может длительное время работать на высоких оборотах;
• может работать на низкооктановом топливе;

Но, недостатков у двигателя Ванкеля также немало, например:

• высокий, часто даже чрезмерный (до 20 литров на 100 км), аппетит;
• повышенный, в сравнении с обычными четырёхтактными моторами, расход масла;
• эксплуатация на низких оборотах: расход топлива возрастает, а ресурс мотора, напротив, падает;
• невозможно движение в натяг, низкий уровень инерции, тормозить мотором не получается;
• низкий ресурс агрегата;
• сложности в ремонте;

Как видно недостатки очень серьезные и их немало. Как результат, сейчас в производственной гамме легковых серийных машин нет моделей, оснащённых двигателем Ванкеля. Последнее серийное авто, под капотом которой устанавливался этот агрегат, Mazda RX-8, перестала сходить с конвейера ещё в 2012 году.

В то же время на уже выпущенные автомобили с двигателем Ванкеля все чаще устанавливают обычные ДВС. Агрегат считается неремонтопригодным, мотористов, которые в состоянии произвести его качественное восстановление, можно пересчитать по пальцам, большинство считают их попросту «одноразовыми». Поэтому под капотами RX-8, а также не менее популярной предшественницы, RX-7, появляются турбированные или атмосферные рядные четвёрки.

Принцип работы роторного двигателя

Роторный мотор работает по схеме, отличающейся от технологии, характерной для стандартного ДВС с поршнями в качестве основного подвижного элемента. Кроме того, силовые агрегаты имеют различную конструкцию.

По аналогии с поршневым двигателем принцип действия РПД базируется на преобразовании энергии, получаемой в результате сгорания воздушно-топливной смеси. В первом случае давление, создаваемое в цилиндрах при сжигании горючего, вынуждает поршни двигаться. Возвратно-поступательные движения шатун и коленчатый вал преобразуют во вращательные, которые заставляют крутиться колеса.

Ротор движется во внутренней полости овальной капсулы, передавая мощность сцеплению и коробке передач. Благодаря треугольной форме, он выдавливает энергию топлива, направляя через трансмиссию на колесную систему. Обязательное условие – в качестве материала используется легированная сталь.

Внутри цилиндра, где располагается ротор, происходят следующие процессы:

1. воздушно-топливная смесь сжимается;
2. впрыскивается очередная доза горючего;
3. поступает кислород;
4. топливо воспламеняется;
5. сгоревшие элементы направляются в выпускное отверстие.

Треугольный ротор закрепляется на особом механизме. При запуске двигателя он выполняет специфические движения, не вращаясь, а как бы бегая внутри овальной капсулы.

Благодаря своей форме, он образует в корпусе 3 изолированные камеры.

В них наблюдаются такие процессы:

• в первую полость через впускное окно подается горючее и всасывается кислород, при перемешивании образующие воздушно-топливную смесь;
• во втором отсеке происходит сжатие и воспламенение;
• продукты сгорания вытесняются в выпускное отверстие из третьей камеры.

Схема устройства РПД

В конструкцию РПД входят следующие элементы:

1. Ротор с 3 выпуклыми гранями, выполняющими функции поршня. За счет углублений увеличивается скорость вращения, образуется больше пространства для воздушно-топливной смеси.
2. Пластины из металла, закрепленные на вершинах каждой из сторон. Их предназначение – формирование полостей в корпусе, где происходят рабочие процессы силовой установки.
3. 2 металлических кольца на гранях ротора служат для образования камерных стенок.
4. В центре конструкции располагаются 2 больших колеса с большим количеством зубьев, вращающихся вокруг шестерней меньшего диаметра. Зубчатая передача соединена с приводным устройством, закрепленном на выходном валу. Направление и траектория движения внутри камеры зависят от этого соединения.
5. Корпус ротора. Изготавливается в форме условного овала. Такая конфигурация обеспечивает постоянный контакт вершин треугольника со стенками капсулы, создавая 3 изолированных объема газа.
6. Окна впрыска и выхлопа. Клапанов не имеют. Впускное отверстие соединено с системой подачи топлива, а выпускное – с выхлопной трубой.
7. Выходной вал с эксцентриковой конструкцией. На нем расположены особые кулачки, смещенные относительно осевой линии. На каждый из этих выступов надевается отдельный ротор. Благодаря несимметричной установке, происходит неравномерное распределение силы давления. Это приводит к образованию крутящего момента, вызывающего стабильную работу силовой установки, основанную на оборотах вала.

5 основных слоев, скрепленных по окружности длинными шурупами, составляют стандартную конструкцию двухроторного двигателя. При этом создаются условия для свободной циркуляции охлаждающей жидкости внутри системы. Движущиеся части, представленные 2 роторами и эксцентриковым выходным валом, располагаются между 2 стационарными участками.

Мощность и ресурс

По сравнению со стандартным ДВС, роторный агрегат характеризуется большей удельной мощностью, которая измеряется в л.с./кг. Это объясняется меньшей массой подвижных деталей, составляющих конструкцию РПД. Обоснование – отсутствие газораспределительного механизма, клапанной системы, коленчатого вала и шатунов.

Кроме того, однороторный двигатель преобразует энергию сгорания топлива во вращательное движение на протяжении ¾ тактов рабочего цикла. Для поршневых моторов этот показатель снижен до ¼.

В результате при вместимости цилиндров 1,3 л современный РПД серийного производства развивает мощность до 220 л.с. А если базовая конструкция дополнена турбинным надувом, то до 350 л.с.

До 2011 г. только японские промышленники концерна «Мазда» выпускали автомобили с двигателями роторного типа. А потом и они сняли агрегат с производства. Вероятная причина – заниженный ресурс силовой установки. До первого капитального ремонта транспортные средства проезжают всего 100 тыс. км. При аккуратном стиле вождения и бережном отношении пробег увеличивается до 200 тыс. км.

Уязвимое звено – уплотнители ротора, страдающие от перегрева и высоких нагрузок. Кроме этих факторов на них оказывают негативное влияние детонация и износ подшипников, расположенных на эксцентриковом валу.

Двигатель Ванкеля. Принцип работы РПД

Двигатели Ванкеля, известные как роторно-поршневые двигатели РПД, когда-то считались моторами будущего. Поговорим про достоинства двигателя Ванкеля и разберем принцип работы РПД.

Достоинства и недостатки РПД

Достоинства:

• меньшие габариты и масса;
• меньшее количество деталей (даже в сравнении с двухтактным поршневым ДВС);
• вдвое большая мощность при тех же габаритах, что и традиционные ДВС;
• плавность работы в результате отсутствия возвратно-поступательно движущихся частей;
• возможность потребления низкооктанового бензина.

Недостатки:

• неэффективный процесс сгорания, а значит — повышение расхода топлива и токсичности отработанных газов;
• смазка «на прогар», что влечет за собой высокий расход масла;
• невозможность производства на площадях, предназначенных для выпуска традиционных ДВС;
• переход на выпуск РПД требует замены подавляющего большинства оборудования.

Роторно-поршневой двигатель покоряет своей простотой: корпус, вал, сам ротор — и все. Правда, существуют проблемы с уплотнениями роторов. На их решение ушли десятилетия, и в конце концов срок службы уплотнений удалось довести до ресурса поршневых колец в ДВС.

К недостаткам следует отнести непривычность двигателя Ванкеля как для ремонтников, так и для владельцев. Этот мотор требует изменения многих привычек. Так, тормозить РПД бесполезно, штурмовать подъемы «внатяг» — тем более. Компактный ротор имеет малую инерцию, в отличие от массивных деталей традиционного ДВС. Частые запуски-выключения «забрасывают» свечи. Непривычен и звук мотора, хотя многие это считают преимуществом.

Куда серьезнее органические недостатки, присущие РПД. Во-первых, это низкая эластичность характеристики и повышенный расход топлива. Последнее объясняется высокими потерями тепла через стенки камеры, далекой от оптимальной. Во-вторых, особенно велик расход масла. Ресурс такого мотора также ниже, чем у традиционного, из-за быстрого износа уплотнений ротора.

Немаловажную роль играет и жесткость внешней характеристики РПД, требующей более частых манипуляций рычагом КПП — на практике это выражается в более «коротком» передаточном ряде, а значит, увеличенным числом передач. Идеальной была бы установка , но на спортивных машинах «автоматы» не прижились, а на семейноv авто увидеть РПД странно — хотя бы по причине недостаточной экономичности.

Недостатки роторно-поршневых двигателей те же, что и у двухтактных поршневых моторов. Самое забавное, что и «лечатся» многие из этих болезней аналогично. Повышенный «аппетит» — непосредственным впрыском топлива, недостаточная эластичность — и конфигурацией трубопроводов. Что было сделано на двигателе для купе «Mazda RX-8».

Принцип работы двигателя Ванкеля

Функцию поршня в РПД выполняет трехгранный ротор, преобразующий силу давления газов во вращательное движение эксцентрикового вала. Движение ротора относительно статора обеспечивается парой шестерен, одна из которых закреплена на роторе, а вторая — на боковой крышке статора.

Конфигурация рабочих поверхностей ротора и статора — эпитрохоидальная. Рабочая поверхность статора имеет износостойкое покрытие. В вершинах ротора установлены специальные уплотнения, на рабочих поверхностях — выемки, выполняющие роль камер сгорания. Вал вращается в подшипниках, размещенных на корпусе, и имеет цилиндрический эксцентрик, на котором вращается ротор.

Шестерня неподвижно закреплена на корпусе двигателя. С ней в зацеплении находится шестерня ротора. Взаимодействие этих шестерен обеспечивает орбитальное движение ротора относительно корпуса, в результате которого образуются три разобщенных камеры переменного объема. Передаточное отношение шестерен 2:3, поэтому за один оборот эксцентрикового вала ротор поворачивается на 120 градусов. За полный оборот ротора в каждой из камер совершается полный четырехтактный цикл. Крутящий момент получается в результате действия газовых сил через ротор на эксцентрик вала.

Между статором и ротором образуются три камеры, аналогичные надпоршневому пространству ДВС. Процесс впуска начинается, когда вершина ротора пересекает кромку впускного окна, после чего объем камеры возрастает и туда поступает горючая смесь. Когда следующая вершина ротора перекрывает впускное окно, смесь начинает сжиматься, и в момент наибольшего сжатия подается искра — начинается рабочий ход. Затем открывается выпускное окно и отработавшие газы покидают пространство камеры.

Таким образом за один оборот ротора в двигателе происходят три цикла, что делает ненужным использование уравновешивающих устройств, особенно в двухсекционных конструкциях, получивших подавляющее распространение.

В рабочем процессе имеется два слабых звена: высокая нагрузка на уплотнения и избыточная величина динамического перекрытия фаз. Кроме того, конфигурация камеры сгорания далека от оптимальной. В то же время есть и большой плюс. Дело в том, что при повышении оборотов скорость распространения фронта пламени растет быстрее скорости перетекания смеси. В результате требования РПД к октановому числу топлива намного ниже, чем у поршневых моторов.