Rotační pístový motor na motocyklu
Vysoký měrný výkon, kompaktnost, vyrobitelnost - to jsou hlavní přednosti, díky kterým je pístový motor s vnitřním spalováním(ICE) nejen zaujal přední místo mezi tepelnými motory, ale úspěšně odolává i pokusům o jeho nahrazení jinými elektrárny. Mezitím má tento motor také vážné organické nedostatky. Jedním z nejvýznamnějších je vratný pohyb pístu a jím generované setrvačné síly, které nelze vždy vyvážit. Proto - další dynamické zatížení, vibrace, hluk. Další je přítomnost v čtyřdobé motory poměrně složitý mechanismus distribuce plynu, který vyžaduje údržbu. Proto souběžně se zdokonalováním tradičních pístových spalovacích motorů inženýři a vynálezci po desetiletí pracovali na konstrukcích motorů, kde by pracovní těleso, píst, vykonávalo pouze rotační pohyb.
Mezi stovkami a možná i tisíci návrhů se pouze jednomu podařilo dosáhnout úrovně požadavků sériová výroba. Řeč je o známém motoru s rotačním pístem (RPE) od F. Wankela (Za volantem, 1970, č. 12). Přestože je princip jeho fungování a provedení popsán v odborné literatuře, připomeňme si je krátce.
Rýže. 1. Schéma zařízení (průřez 4) a RPD práce : a, b, c, d - sled procesů probíhajících v různých polohách rotoru.
V pevné skříni 1 (obr. 1) je trojúhelníkový rotor 2. Otáčí se ve směru hodinových ručiček kolem svého geometrického středu, který se naopak odvaluje vzhledem k ose excentrického hřídele b. Když se rotor 2 pohybuje, každé z jeho čel tvoří tři pracovní komory o různém objemu s vnitřním povrchem skříně.
Okraje rotoru při rotaci popisují epitrochoid; Vnitřní obrys pouzdra 1 je vytvořen podél stejné křivky. Spoj lopatky 15 je utěsněn, umístěn ve štěrbinách rotoru a neustále přitlačován pracovní plocha pouzdra.
Při otáčení rotoru ve směru hodinových ručiček (obr. 1, a) se objem pravé horní komory zvětšuje a vstupním okénkem 17 je do ní nasávána hořlavá směs. Vstup do komory pokračuje, dokud těsnicí čepel nedosáhne pravého okraje okénka 17. Dále se objem komory zmenšuje a směs se stlačuje. Když se přiblíží k minimu (obr. 1, b), zapalovací svíčka 7 v souladu se zvoleným časováním zážehu zapálí stlačenou náplň směsi. Tlak expandujících plynů na hranu rotoru 2 (obr. 1, c) nutí excentrický hřídel 6 k otáčení Při dalším otáčení hřídele a rotoru se otevře výfukové okno 16 a výfukové plyny se uvolňují (obr. d).
V každé ze tří komor tedy postupně probíhají následující: vstup čerstvé směsi, stlačení náplně, zapálení a expanze produkty spalování, uvolňování výfukových plynů, tedy celý pracovní proces charakteristický pro čtyřdobý spalovací motor. Na jednu otáčku rotoru jsou provedeny tři pracovní zdvihy.
Koordinované otáčení rotoru 2 a hřídele b je zajištěno dvojicí synchronizačních ozubených kol 10 a 11, z nichž menší (s vnějšími zuby) je pevně uloženo na bočním krytu skříně. Ozubené kolo, pevně spojené s rotorem, má vnitřní zuby. Jejich poměr (2:3) je takový, že hřídel b se otáčí rychleji než rotor a pracovní zdvih nastává pro každou otáčku tohoto hřídele.
Hlavními výhodami RPD jsou jeho malé rozměry a hmotnost, hladký chod, absence distribučního mechanismu, menší než u pístový spalovací motor, počet dílů - upoutal pozornost předních výrobců motorů a automobilky. Období 60. a počátku 70. let bylo ve znamení intenzivní práce na výzkumu a vývoji RPD v mnoha zemích.
NATI, řada podniků v automobilovém průmyslu a některých dalších průmyslových odvětvích byla zapojena do tohoto problému. VNIImotoprom byl jedním z prvních, kdo se zapojil do práce RPD. Následně byli specialisté ústavu pověřeni vývojem motoru pro těžké motocykly (jako Ural a Dněpr).
Nutno říci, že jak v designu, tak v pracovní proces a výrobní technologie RPD má mnoho vlastností, které jej radikálně odlišují od tradičního pístového motoru. Při tvorbě prototypů jsme opakovaně museli řešit problémy, které neměly v motoristické praxi obdoby. Řada materiálů a procesů byla vyvinuta poprvé v r domácí technologie.
Soubor studií, který trval několik let, vedl k vytvoření motoru s rotačním pístem, který získal index RD-515. Ukázaly jeho testy na lavičce a na silnici na motocyklech Dnepr (viz foto). dobré výsledky.
Než se budeme bavit o možnostech a perspektivách použití RPD, uvažme, co je motor E1, navržený ve VNIIMotoprom (obr. 2). Je jednosekční. Jeho tělo, které má vodní chlazení, tvoří tři díly 1, 8, 9 odlité z hliníkové slitiny Vzhledem k tomu, že vnitřní povrch střední části statoru 1 je funkční a musí být odolný proti opotřebení a teplu, je na něm vrstva nikl-silikonového povlaku „Nikosil“. se na něj aplikuje. Je spolehlivější než například známé galvanické chromování. Technologie aplikace „nico-sila“ na hliníková základna poprvé v domácí praxi jej vyvinul VNIImotoprom společně s Ústavem chemie Akademie věd Litevské SSR.
K obr. 1 a 2: 1 — pouzdro (stator); 2 - rotor; 3 — zadní vstupní okénko; 4 - dutina; 5 - valivé ložisko rotor; 6 — excentrický hřídel; 7 - svíčka; 8 — zadní kryt pouzdra; 9 — přední kryt pouzdra; 10 - pevné synchronizační kolo; 11 — synchronizační zařízení; 12 — přední vstupní okénko; 13 — vstupní kanál; 14 - karburátor; 15 - lopatka; 16 — koncové výstupní okénko; 17 - koncové vstupní okénko.
Pro spolehlivou těsnost spojů skříně a lepší přenos tepla jsou konce statoru 1, stejně jako jeho kryty 8, 9, broušeny a spojeny bez těsnění.
Rotor 2, který plní funkce pístu, se otáčí (na hrdle excentrického hřídele 6) nikoli na kluzných, ale na válečkových ložiskách 5. V jeho okrajích jsou vybrání tvořící spalovací komory. V tělese excentrického hřídele 6 je dutina pro průchod hořlavá směs, který současně chladí a maže (olej se přidává do paliva v poměru 1:100) dvě ložiska rotoru. Snesou teploty nepřesahující 250 °C, a proto vyžadují intenzivní chlazení a dobré mazání. Mimochodem tato ložiska patří mezi díly, které v současnosti omezují životnost motoru.
Životnost RPD byla dlouhou dobu spojena s odolností těsnění rotoru, především na jeho okrajích. Problém byl vyřešen výběrem speciální slitiny. Vlastní těsnění se skládají z lopatek a úhelníků instalovaných v drážkách vytvořených v rotoru. Obličejová těsnění jsou ocelové nebo litinové pásy. Lisují je pružící pásky ze speciální žáruvzdorné slitiny - expandéry.
Konstrukce a pracovní proces rotačního motoru má ve srovnání s pístovým motorem vlastnosti, které se promítají do konstrukce jeho hlavních systémů: napájení, zapalování maziva atd. Zejména mají velký význam jak pro získání požadovaný výkon a pro zajištění požadovaného minimálního obsahu toxických složek ve výfukových plynech a účinnosti má konstrukci sací systém.
Pracovní směs vstupuje do našeho motoru ve dvou proudech - bočním a radiálním. Ta boční ji vede z karburátoru 14 do kanálu 13. Tam je proudění rozděleno do dvou větví. Část směsi se řítí do pracovní dutiny statoru 1 oknem 12, druhá - velká - dutým excentrem hřídele 6 do dutiny 4 zadního krytu 8 a okna 3. Hlavní proud ochlazuje rotor a maže valivá ložiska.
Účelem okénka 12 je zlepšit plnění spalovací komory pracovní směs a poskytnout dostatek vysoký výkon. Pro stejný účel byl vyroben radiální kanál (není znázorněn na obr. 2).
Zapalovací systém je bezkontaktní, tyristorový se dvěma zapalovacími svíčkami s poměrně vysokým tepelným výkonem - 240-260 jednotek. Potřeba dvou svíček je způsobena malou výškou a dlouhou délkou spalovací komory, které brání šíření čela plamene a zpomalují proces spalování. K nastartování motoru se používá elektrický startér a kick startér.
Motor RD-515 je výsledkem mnohaleté práce, komplexní studie vlastností RPD, nespočtu vzorků, kontrol a testů. Právě jejich výsledky nám umožňují zvážit vybrané Konstruktivní rozhodnutí optimální pro motor dané velikosti a účelu. Také jsme postavili vzorky RPD s vzduchem chlazené pouzdra. Po srovnávacích testech byla dána přednost kapalný systém: takový motor je spolehlivější, odolnější a méně hlučný. Spolu s jednosekčními motory ústav vyráběl i vzorky dvousekčních motorů. Testovali jsme také motory s čtyřstěnným rotorem.
Jak vypadá náš rotační motor ve srovnání s jeho pístovými „bratry“? Na jeho straně - celá řada výhod. Hmotnost (a spotřeba kovu) RPD je tedy o 13 kg (36 %) nižší než u motocyklového motoru stejné třídy, celkový objem je 2,5krát menší a počet dílů je jedenapůlnásobek méně. Provozní spotřeba paliva je o 10 % nižší než u motocyklu se standardním pístovým motorem. Pokud jde o odolnost, RD-515 urazí 50 tisíc kilometrů bez výměny hlavních dílů. To je u motorky celkem přijatelné. Ústav však pracuje na dalším zvýšení životnosti RPD.
S pracovním objemem jedné komory 491 cm3 vyvine RD-515 38 litrů. s./ 28,4 kW při 6000 ot./min. Točivý moment - 5,2 kgf*m / 51,0 N*m při 3500 ot./min. Kompresní poměr je 8,7, což vyžaduje použití benzínu AI-93. Suchá hmotnost motoru - 38 kg.
K dnešnímu dni byly RPD ve světové praxi z hlediska účinnosti a toxicity prakticky přivedeny na úroveň pístových motorů. Zůstávají ale dvě stejně důležité okolnosti. Za prvé, nedostatek technologické návaznosti v konstrukcích pístového motoru a RPD je velmi vážná okolnost. Z tohoto důvodu vyžaduje výroba RPD zásadně nové vybavení a značné investice. Druhým je určitá nedůvěra ze strany odborníků i spotřebitelů, částečně založená na nedostatcích rané modely sériové RPD, částečně kvůli špatné informovanosti.
Nicméně dnešní dosažené výsledky u nás i v zahraničí naznačují, že 80. léta budou ve znamení „druhé vlny“ zájmu o RPD. Výroba takových motorů se zdá opodstatněná v podmínkách naší země, kde jsou těžké motocykly na rozdíl od západních zemí velmi oblíbené vozidlo. Jejich objem výroby je přitom stále výrazně menší než osobní automobily, a to by usnadnilo vývoj technologie a řešení dalších výrobních problémů s nižšími počátečními náklady.
S. IVANITSKY, vedoucí odd
VNIIMotoprom, kandidát technických věd
Merckx Motor Museum (Norimberk) vystavuje první a jediný Hercules W-2000 na světě vybavený rotačním motorem. Tento úžasný vynález nenechává lhostejnými ani vševědoucí cyniky ve světě výroby motorů.
V Německu jsou rotační motory obzvláště oblíbené - Němci je milují pro jejich legrační zvuk chodu, vysoké otáčky a pro technologickou výstřednost. Takové motory si získaly zvláštní respekt poté, co byly instalovány pod kapotu mnoha superchladných vozů. Tyto motory můžeme vidět i v rámu některých motocyklů, jako je Suzuki RE5.
Nicméně motor nainstalovaný na Japonský motocykl- pouze následovník prvního, skutečného inovátora ve výrobě rotačních kuličkových motorů. První společností, která vyrobila zázrak technologie, byla německá společnost Hercules. Byla to ona, kdo vyvinul vůbec první Wankel Rotary.
Společnost Hercules byla založena v roce 1886 slavným obchodníkem Karlem Marshutzem za účelem výroby jízdních kol. Cena kola byla v té době asi 170 marek a poptávka po novém dopravním prostředku se každým měsícem zvyšovala. Bylo hloupé nechat si ujít příležitost a během prvního roku provozu firma vyrobila 100 nových kol. Za deset let pokračující operace obrat společnosti, který se v té době již proměnil velká společnost, dosáhl 6 500 produktů ročně.
V roce 1900 se společnost přejmenovala na Velocipedfabrik Marschütz & Co a začala aktivně rozvíjet výrobu elektrických vozidel. Bohužel (nebo naštěstí) výroba elektromobilů rychle skončila, ale v tomto období si firma vytvořila svůj vlastní rekord – vydala první elektromobil, který dokázal ujet 25 mil na jedno nabití, a byl to opravdový čtyřkolový vůz, se všemi jeho atributy moderní auto. Od roku 1904 Hercules obrátil veškerou svou pozornost na vývoj, výrobu a modernizaci motocyklů.
První motocykl FN byl uveden na trh v roce 1905. Je pozoruhodné, že motor pro něj byl objednán a následně vyroben v belgické továrně na munici. Tento motor byl zapnutý pomocí magnetického zapalovacího systému a měl karburátor, který produkoval 4,5 hp. Přenos otáček na kola byl prováděn pomocí řemenového pohonu.
Hercules pokračoval ve vývoji a modernizoval rámy motocyklů až do 30. let a pečlivě skrýval všechny své vývojové motory před konkurenty. Společnost vyvinula zejména systémový motor Fichtel & Sachs, který se později stal součástí převodovky ZF.
Nejznámějším motorem té doby byl motor Saxonette, který byl instalován na mopedech. Měl výkon 1,2 hp. a objemu 60 metrů krychlových. viz později byla integrována do náboje (výrobce Torpedo) a instalována do těla prvního motocyklu Hercules, maximální rychlost který dosáhl 19 mil za hodinu.
Bohužel zakladatel společnosti Marschutz byl nucen v roce 1930 opustit Německo do Kalifornie, aby se vyhnul pronásledování, protože byl Žid. Zakladatel Hercules dokázal do Ameriky převést pouze 25 % akcií své společnosti. Jeho továrna byla za války znárodněna a později zcela zničena, zbytky výroby byly vyrabovány a teprve v roce 1950 začala obroda podniku. Herkules totiž vstal z popela a během krátké doby dokázal uspokojit poválečnou německou poptávku po motocyklech.
V roce 1960 společnost koupil slavná společnost na výrobu motorů Fichtel & Sachs. Pod novým vedením společnost do roku 1970 vyvinula a vydala elektrické kolo E1, které si rychle získalo popularitu. Zhruba ve stejnou dobu sjel z výrobní linky Hercules mnohem vzrušující příklad. Jednalo se o motocykl W-2000 s Wankelovým motorem.
Felix Wangel vyvinul svůj první životaschopný rotační motor v roce 1950. Licenci na používání a implementaci nové technologie získala společnost Sachs, která byla v té době jedinou společností, která měla právo takový vývoj realizovat. V roce 1970 se technologové společnosti po pěti letech debat rozhodli zavést rotační stroj do řady motocyklů Hercules a poprvé ukázali nová technologie na výstavě motocyklů Fall West v Kolíně nad Rýnem v roce 1970.
Nový motor 294 ccm cm produkoval 27 hp. napájení a chlazené vzduchový systém. Za tímto účelem vývojáři umístili dopředu axiální ventilátor, který mohl fungovat jako a Volnoběh a v plné rychlosti. Tato konstrukce umožnila udržovat požadovanou teplotu v motoru.
Aby bylo zajištěno správné mazání všech rotujících součástí motoru, musel závodník nalít olej přímo do benzínu. U pozdějších modelů motocyklů počínaje „W-2000 Injection“ autonomní systém maziva, která se skládala z olejové nádrže a přídavného čerpadla.
První motocykl měl jednorotorový motor, který byl pod rámem zajištěn speciálními šrouby z trubkové oceli. vybavený přední Kotoučová brzda, která by mohla zastavit 18palcová kola. Motor měl osu rotace o 90 stupňů, ke které byl připojen šestistupňová převodovka ozubená kola, také připojil palivové vedení s karburátorem konstantní rychlost(systém Bing).
Zajímavé je, že v Sovětském svazu došlo k vývoji v oblasti RPD. A když oh rotační vůz VAZ je mnohým známý, jeho existence je minulostí domácí motocykly s motory stavěnými podle Wankelovy konstrukce zůstává pro mnohé stále tajemstvím.
Již v roce 1970 začaly silniční testy motoru RD-350V, instalovaného v podvozku z Dnepru K-650. Dynamika vozu dopadla uspokojivě, výkon motoru byl zvýšen na 30,5 koní, ale velmi krátká životnost motoru (pouhých 100 hodin) nedovolila vývoji spatřit světlou budoucnost.
Vytvořeno v roce 1972 nová možnost RPD - RD-500V. Jeho tělo je vyrobeno z hliníkové slitiny, s chromovanou pracovní plochou. Motor vyvinul výkon 40 koní. při 6000 ot./min. Silniční testy motoru byly provedeny v podvozku motocyklu Dnepr MT-9. Nejprve na něm zkoušeli systém vstřikování paliva, ale později od něj upustili kvůli potížím se startováním studeného motoru (systémy vstřikování paliva té doby nebyly zdaleka dokonalé). Vývojem RD-500V byl RD-501, vytvořený v roce 1973, ve kterém byl použit nikl-stříbrný povlak odolný proti opotřebení hliníkového těla, rotor motoru byl vyroben ze slinuté hliníkové slitiny a zapalování paliva -směs vzduchu byla zajištěna elektronikou bezkontaktní systém zapalování
Rozhodujícím krokem byl přechod na systém kapalinové chlazení v roce 1976. Tento motor, označený RD-510, již vyvinul 48 hp. při 6000 ot./min. Další práce byly zaměřeny na zvýšení „přežití“ motoru, snížení spotřeby paliva a toxicity výfukových plynů.
Jednočlánkový RD-515 měl být na těžké motocykly instalován v polovině 70. let. S hmotností 38 kg a objemem 491 cm3. vyráběl 38 koní. (6000 ot./min.) a 51 Nm (3500 ot./min.). Koncová těsnění byla vyrobena z oceli nebo litiny. Speciálně pro tento motor vyvinuli technologii nanášení nikl-silikonového povlaku „Nikosil“ odolného proti opotřebení a žáru na hliníkovou základnu. Jednotka byla ošetřována do generální oprava 50tis km.
Nejnovější nám známé projekty v oblasti domácích motocyklů s RPD jsou zařízení RD-660 vyvinutá v polovině 80. let a doprovodný motocykl RD-601 (613 ccm, výkon 52 k při 6000 ot./min.)
Je zřejmé, že na počátku „perestrojky“ v 90. letech měl ústav několik osvědčených návrhů RPD. Ale další vývoj událostí u nás zabil všechny naděje na nějaké úspěšné pokračování vývoje. Dnes lze vývoj sovětské éry v oblasti rotačních pístových motorů pozorovat v tomto stavu:
Nalezeno na internetu.
Na konci 80. let vznikl experimentální model doprovodu (pro doprovod kolon oficiálních delegací a hlídková služba) motocykl s RPD.
Tímto projektem byli pověřeni specialisté z Iževského motorového závodu a jednalo se o plnohodnotnou vládní objednávku, která počítala s uvedením modelu do malosériové výroby.
Bogatyrev Viktor Nikolaevič a Glukhov German Yakovlevich pracují na modelu IZH-Lider:
Tak jako pohonná jednotka byla provedena opatření pro instalaci 2-sekčního rotačního pístového motoru RD-601. S pracovním objemem 613 metrů krychlových vyráběl 52 koní. při 6000 ot/min a maximální točivý moment 51Nm (při 3500 ot/min). Tato instalace byl vyvinut v Tolyatti a byl do značné míry sjednocen s rotačními jednotkami VAZ, které se v té době již začaly aktivně instalovat na automobily pro speciální služby.
Konečná verze motocyklu IZH-Lider s RPD:
Výsledkem designového hledání se zrodilo několik běžeckých modelů „sovětského superbiku“, které svým vzhledem připomínaly nejlepší exempláře tehdejších japonských a německých motocyklů. 
Prvním byl IZh Leader, vozidlo s velmi vyvinutou kapotou a masivními plastovými kapotami, které dobře chránily řidiče před větrem a srážkami. Svými obrysy mi tak nějak připomíná legendární sportovní tourer BMW K1, které se zrodilo zhruba ve stejné době (1988).
Toto je stav, ve kterém byl unikátní motocykl naposledy:
Stejně jako u bavoráku se tah motoru přenášel na zadní kolo pomocí kardanu. Byly vyrobeny 2 experimentální verze „Leader“: první – s již zmíněným RPD, a druhá – se známějším 2válcovým protispalovacím motorem z r. sériový motocykl"Ural".
A toto jsou pozůstatky dalšího vůdce - s motorem z Uralu:
Další doprovodný motocykl z Izhmaše byl pojmenován IZH-8.201 nebo „Vega“. Vyznačoval se ladnějším a rychlejším vzhledem. Na rozdíl od „Vůdce“ jeho vzhled nevyvolával asociace se středověkými rytíři. 
Při hledání optimálního tvaru... Prototypy byly postaveny jak na podvozku s RPD, tak na běžném motoru typu boxer. 
Design byl však téměř totožný s nejlepšími západními modely jednotlivé prvky vypadal na tak krasavce cize: například bubny brzdové mechanismy nebo mluvil disky kol(i když projekt zahrnoval i lehké slitiny).
Finální verze doprovodného motocyklu s rotačním pístovým motorem:
Moderní a atraktivní design:
Možnost s klasickým spalovacím motorem:
Kromě rotační Vegy existovala i přízemnější verze tohoto doprovodu, do jehož podvozku byl zabudován motor boxer o objemu 650 ccm z motocyklu Dnepr.
O nic horší než tehdejší BMW, Honda a Moto Guzzi:
Zpátečka je kardan. 
Bubnové brzdy zde nejsou tématem:
Plány tvůrců byly ambiciózní: zavést plnohodnotnou sériovou výrobu takových zařízení a dokonce zorganizovat hromadné dodávky do zahraničí - pro potřeby policejních služeb v různých zemích.
Dokonale zachovalý příklad IZH-8.201 na jedné z moderních výstav:
Škoda, že se nikdy nedostal na výrobní linku. 
2-sekční motor s rotačním pístem RD-601 52 hp:
Perestrojka, související problémy v ekonomice SSSR a další kolaps země však tento slibný vývoj ukončily. 
Pohonnou jednotku postavili specialisté AvtoVAZ. 
Nechybí ani paprsková kola. 
Přístrojová deska je částečně sjednocena s Zhiguli. 
Vysoký měrný výkon, kompaktnost, vyrobitelnost - to jsou hlavní přednosti, díky kterým pístový spalovací motor (ICE) zaujal nejen přední místo mezi tepelnými motory, ale úspěšně odolává i pokusům o jeho nahrazení jinými elektrárnami. Mezitím má tento motor také vážné organické nedostatky. Jedním z nejvýznamnějších je vratný pohyb pístu a jím generované setrvačné síly, které nelze vždy vyvážit. Proto - další dynamické zatížení, vibrace, hluk. Dalším je přítomnost poměrně složitého mechanismu distribuce plynu ve čtyřdobých motorech, který vyžaduje údržbu. Proto souběžně se zdokonalováním tradičních pístových spalovacích motorů inženýři a vynálezci po desetiletí pracovali na konstrukcích motorů, kde by pracovní těleso, píst, vykonávalo pouze rotační pohyb.
Mezi stovkami a možná i tisíci návrhů se pouze jednomu podařilo dostat na úroveň požadavků hromadné výroby. Řeč je o známém motoru s rotačním pístem (RPE) od F. Wankela (Za volantem, 1970, č. 12). Přestože je princip jeho fungování a provedení popsán v odborné literatuře, připomeňme si je krátce.
Rýže. 1. Schéma zařízení (průřez 4) a činnost RPD: a, b, c, d - sled procesů probíhajících v různých polohách rotoru.
V pevné skříni 1 (obr. 1) je trojúhelníkový rotor 2. Otáčí se ve směru hodinových ručiček kolem svého geometrického středu, který se naopak odvaluje vzhledem k ose excentrického hřídele b. Když se rotor 2 pohybuje, každé z jeho čel tvoří tři pracovní komory o různém objemu s vnitřním povrchem skříně.
Okraje rotoru při rotaci popisují epitrochoid; Vnitřní obrys skříně 1 je vytvořen podél stejné křivky. Spoj je utěsněn lopatkami 15, umístěnými ve štěrbinách rotoru a neustále přitlačován proti pracovní ploše skříně.
Při otáčení rotoru ve směru hodinových ručiček (obr. 1, a) se objem pravé horní komory zvětšuje a vstupním okénkem 17 je do ní nasávána hořlavá směs. Vstup do komory pokračuje, dokud těsnicí čepel nedosáhne pravého okraje okénka 17. Dále se objem komory zmenšuje a směs se stlačuje. Když se přiblíží k minimu (obr. 1, b), zapalovací svíčka 7 v souladu se zvoleným časováním zážehu zapálí stlačenou náplň směsi. Tlak expandujících plynů na hranu rotoru 2 (obr. 1, c) nutí excentrický hřídel 6 k otáčení Při dalším otáčení hřídele a rotoru se otevře výfukové okno 16 a výfukové plyny se uvolňují (obr. d).
V každé ze tří komor tedy postupně nastává: nasávání čerstvé směsi, stlačování náplně, zapalování a expanze spalin, uvolňování výfukových plynů, tedy celý pracovní proces charakteristický pro čtyřdobý spalovací motor . Na jednu otáčku rotoru jsou provedeny tři pracovní zdvihy.
Koordinované otáčení rotoru 2 a hřídele b je zajištěno dvojicí synchronizačních ozubených kol 10 a 11, z nichž menší (s vnějšími zuby) je pevně uloženo na bočním krytu skříně. Ozubené kolo, pevně spojené s rotorem, má vnitřní zuby. Jejich poměr (2:3) je takový, že hřídel b se otáčí rychleji než rotor a pracovní zdvih nastává pro každou otáčku tohoto hřídele.
Hlavní výhody RPD – malé rozměry a hmotnost, hladký provoz, chybějící distribuční mechanismus, méně dílů než pístový spalovací motor – k němu přitahovaly pozornost předních výrobců motorů a automobilových společností. Období 60. a počátku 70. let bylo ve znamení intenzivní práce na výzkumu a vývoji RPD v mnoha zemích.
NATI, řada podniků v automobilovém průmyslu a některých dalších průmyslových odvětvích byla zapojena do tohoto problému. VNIImotoprom byl jedním z prvních, kdo se zapojil do práce RPD. Následně byli specialisté ústavu pověřeni vývojem motoru pro těžké motocykly (jako Ural a Dněpr).
Je třeba říci, že v konstrukci, v pracovním procesu a ve výrobní technologii RPD existuje mnoho vlastností, které jej radikálně odlišují od tradičního pístového motoru. Při tvorbě prototypů jsme opakovaně museli řešit problémy, které neměly v motoristické praxi obdoby. Řada materiálů a postupů byla vyvinuta poprvé v domácí technice.
Soubor studií, který trval několik let, vedl k vytvoření motoru s rotačním pístem, který získal index RD-515. Jeho testy na lavičce a na silnici na motocyklech Dnepr (viz foto) ukázaly dobré výsledky.
Než se budeme bavit o možnostech a perspektivách použití RPD, uvažme, co je motor E1, navržený ve VNIIMotoprom (obr. 2). Je jednosekční. Jeho vodou chlazené tělo je tvořeno třemi díly 1, 8, 9 odlitými z hliníkové slitiny Vzhledem k tomu, že vnitřní povrch střední části statoru 1 je funkční a musí být odolný proti opotřebení a teplu, vrstva niklu. - je na něj nanesen silikonový povlak „Nikosil“. Je spolehlivější než například známé galvanické chromování. Technologie nanášení „nico-sila“ na hliníkový základ byla poprvé v domácí praxi vyvinuta VNIImotoprom společně s Ústavem chemie Akademie věd Litevské SSR.
K obr. 1 a 2: 1 — pouzdro (stator); 2 - rotor; 3 — zadní vstupní okénko; 4 - dutina; 5 — válečkové ložisko rotoru; 6 — excentrický hřídel; 7 - svíčka; 8 — zadní kryt pouzdra; 9 — přední kryt pouzdra; 10 - pevné synchronizační kolo; 11 — synchronizační zařízení; 12 — přední vstupní okénko; 13 — vstupní kanál; 14 - karburátor; 15 - lopatka; 16 — koncové výstupní okénko; 17 - koncové vstupní okénko.
Pro spolehlivou těsnost spojů skříně a lepší přenos tepla jsou konce statoru 1, stejně jako jeho kryty 8, 9, broušeny a spojeny bez těsnění.
Rotor 2, který plní funkce pístu, se otáčí (na hrdle excentrického hřídele 6) nikoli na kluzných, ale na válečkových ložiskách 5. V jeho okrajích jsou vybrání tvořící spalovací komory. V tělese excentrického hřídele 6 je dutina pro průchod hořlavé směsi, která současně ochlazuje a maže (olej se přidává do paliva v poměru 1:100) dvě ložiska rotoru. Snesou teploty nepřesahující 250 °C, a proto vyžadují intenzivní chlazení a dobré mazání. Mimochodem tato ložiska patří mezi díly, které v současnosti omezují životnost motoru.
Životnost RPD byla dlouhou dobu spojena s odolností těsnění rotoru, především na jeho okrajích. Problém byl vyřešen výběrem speciální slitiny. Vlastní těsnění se skládají z lopatek a úhelníků instalovaných v drážkách vytvořených v rotoru. Obličejová těsnění jsou ocelové nebo litinové pásy. Lisují je pružící pásky ze speciální žáruvzdorné slitiny - expandéry.
Konstrukce a pracovní proces rotačního motoru má ve srovnání s pístovým motorem vlastnosti, které se promítají do konstrukce jeho hlavních systémů: napájení, zapalování maziva atd. Zejména mají velký význam jak pro získání požadovaný výkon a pro zajištění požadovaného minimálního obsahu toxických složek ve výfukových plynech a účinnosti má konstrukce sacího systému.
Pracovní směs vstupuje do našeho motoru ve dvou proudech - bočním a radiálním. Ta boční ji vede z karburátoru 14 do kanálu 13. Tam je proudění rozděleno do dvou větví. Část směsi se řítí do pracovní dutiny statoru 1 oknem 12, druhá - velká - dutým excentrem hřídele 6 do dutiny 4 zadního krytu 8 a okna 3. Hlavní proud ochlazuje rotor a maže valivá ložiska.
Účelem okénka 12 je zlepšit plnění spalovací komory pracovní směsí a poskytnout dostatečně vysoký výkon. Pro stejný účel byl vyroben radiální kanál (není znázorněn na obr. 2).
Zapalovací systém je bezkontaktní, tyristorový se dvěma zapalovacími svíčkami s poměrně vysokým tepelným výkonem - 240-260 jednotek. Potřeba dvou svíček je způsobena malou výškou a dlouhou délkou spalovací komory, které brání šíření čela plamene a zpomalují proces spalování. K nastartování motoru se používá elektrický startér a kick startér.
Motor RD-515 je výsledkem mnohaleté práce, komplexní studie vlastností RPD, nespočtu vzorků, kontrol a testů. Právě jejich výsledky umožňují považovat zvolená konstrukční řešení za optimální pro motor dané velikosti a účelu. Postavili jsme také vzorky RPD se vzduchem chlazeným pouzdrem. Po srovnávacích testech dostal přednost kapalinový systém: takový motor je spolehlivější, odolnější a méně hlučný. Spolu s jednosekčními motory ústav vyráběl i vzorky dvousekčních motorů. Testovali jsme také motory s čtyřstěnným rotorem.
Jak vypadá náš rotační motor ve srovnání s jeho pístovými „bratry“? Na své straně má řadu výhod. Hmotnost (a spotřeba kovu) RPD je tedy o 13 kg (36 %) nižší než u motocyklového motoru stejné třídy, celkový objem je 2,5krát menší a počet dílů je jedenapůlnásobek méně. Provozní spotřeba paliva je o 10 % nižší než u motocyklu se standardním pístovým motorem. Pokud jde o odolnost, RD-515 urazí 50 tisíc kilometrů bez výměny hlavních dílů. To je u motorky celkem přijatelné. Ústav však pracuje na dalším zvýšení životnosti RPD.
S pracovním objemem jedné komory 491 cm3 vyvine RD-515 38 litrů. s./ 28,4 kW při 6000 ot./min. Točivý moment - 5,2 kgf*m / 51,0 N*m při 3500 ot./min. Kompresní poměr je 8,7, což vyžaduje použití benzínu AI-93. Suchá hmotnost motoru - 38 kg.
K dnešnímu dni byly RPD ve světové praxi z hlediska účinnosti a toxicity prakticky přivedeny na úroveň pístových motorů. Zůstávají ale dvě stejně důležité okolnosti. Za prvé, nedostatek technologické návaznosti v konstrukcích pístového motoru a RPD je velmi vážná okolnost. Z tohoto důvodu vyžaduje výroba RPD zásadně nové vybavení a značné investice. Druhým je určitá nedůvěra ze strany odborníků i spotřebitelů, založená částečně na nedostatcích raných modelů sériových RPD, částečně na špatné informovanosti.
Nicméně dnešní dosažené výsledky u nás i v zahraničí naznačují, že 80. léta budou ve znamení „druhé vlny“ zájmu o RPD. Výroba takových motorů se zdá opodstatněná v podmínkách naší země, kde jsou těžké motocykly na rozdíl od západních zemí velmi oblíbeným vozidlem. Jejich objem výroby je přitom stále výrazně menší než u osobních automobilů, což by usnadnilo vývoj technologie a řešení dalších výrobních problémů s nižšími počátečními náklady.
S. IVANITSKY, vedoucí odd
VNIIMotoprom, kandidát technických věd
