В 1974 году было создано специальное конструкторское бюро роторно-поршневых двигателей (СКБ РПД), которое возглавил Б.С.Поспелов, и перед которым была поставлена задача создать отечественный роторно-поршневой двигатель.
Итак, прежде всего – что такое роторно-поршневой двигатель (далее – РПД). Конструкция такого двигателя была разработана в 1957 году инженером компании NSU Феликсом Ванкелем (иное устоявшееся название этого мотора – двигатель Ванкеля). Соответственно и применен впервые двигатель такого типа был на автомобилях фирмы NSU.
По сравнению с классическим четырехтактным ДВС двигатель Ванкеля обладает рядом существенных преимуществ:
- низкий уровень вибраций ввиду того, что РПД полностью механически уравновешен - нет необходимости преобразовывать возвратно поступательное движение во вращательное, крутящий момент с оси ротора может передаваться напрямую.
- отличные динамические характеристики.
- Высокая удельная мощность РПД (л.с./кг).
- меньшие в 1,5—2 раза по сравнению с обычным ДВС габаритные размеры и вес, что связано с отсутствием поршней и коленчатых валов с шатунами.
- простота ремонта ввиду меньшего на 35—40% по сравнению с обычным ДВС числа деталей - двухроторный двигатель имеет три основные движущиеся части: два ротора и выходной вал, в то время как самый простой четырехцилиндровый поршневой двигатель имеет как минимум 40 движущихся частей, включая поршни, шатуны, распредвал, клапаны, пружины клапанов, качалки, ремень ГРМ, распределительные шестерни и коленвал.
Однако при всех перечисленных достоинствах РПД есть и существенные недостатки. К ним можно отнести следующие:
- состояние уплотнителей (площадь пятна контакта поршня и камеры очень невелика - следствием этого противоречия являются утечки между отдельными камерами и, как следствие, падение КПД и увеличение токсичности выхлопа
- повышенный расход масла и бензина. В среднем, автомобили с РПД потребляют до 20 литров топлива на 100 км, и от 0,4л до 1л масла на 1000 км.
- склонность к перегреву.
- высокие требования к точности исполнения деталей делают его сложным и дорогим в производстве.
Первый прототип РПД был создан на ВАЗе в 1976 году, а в 1978 году был запущен в серию односекционный РПД ВАЗ-311 мощностью 80 л.с при 6000 об/мин. Автомобиль с этим двигателем получил обозначение ВАЗ-21018 и был построен в 1978 году, а впервые публике был продемонстрирован в 1982 году на выставке НТТМ-82. Автомобиль был выполнен в кузове ВАЗ-21011 и развивал максимальную скорость 143 км/ч. Была выпущена серия из пятидесяти таких автомобилей для опробования их в реальных условиях эксплуатации. Вскоре, в течение полугода, завод был вынужден заменить РПД на обычные ДВС на 49 автомобилях из 50, что было связано с колоссальным количеством нареканий на качество как самой конструкции, так и на ее исполнение. Основными неисправностями были выход из строя уплотнителей и подшипниковых узлов, проявилась недостаточная сбалансированность роторно-эксцентрикового механизма (РЭМ), низкая топливная экономичность.
Однако, несмотря на неудачу с ВАЗ-21018, работы по созданию РПД получили дальнейшее развитие – отечественные силовые структуры нуждались в мощном двигателе, при этом требования по ресурсу и расходу топлива были ниже, чем для автомобиля общего назначения. В результате были созданы «Жигули» ВАЗ-21019 (также на базе кузова ВАЗ-21011) с двухсекционным РПД ВАЗ-411 мощностью 120 л.с. при 6000 об/мин. Максимальная скорость этого автомобиля, который именовался «Аркан», составляла 160км/ч. |
