Роторно-поршневые двигатели: Альтернативное топливо
Примерно в это же время, то есть в конце шестидесятых, инженеры предприняли попытку подружить РПД с дизтопливом. Ведь общеизвестно, что по сравнению с моторами на тяжелом топливе, бензиновые обладают пониженным КПД. Однако даже в середине XX века все преимущества «дизеля» съедали его недостатки: высокая собственная масса, шумность работы и повышенные вибрации. То есть, моменты принципиально важные с точки зрения покупателей легковых автомобилей. Возможным выходом из положения представлялась попытка «подружить» дизельное топливо с новейшими РПД, лишенных многих принципиальных недостатков классического поршневого мотора. Подобные эксперименты проводил сам Феликс Ванкель, а также такие авторитетные фирмы как: Daimler-Benz, Klöckner-Humboldt-Deutz, Yanmar Diesel, MAN и даже Rolls-Royce.
Однако вскоре выяснилось что форма камеры сгорания (да к тому же еще и двигающаяся) и недостаточная степень сжатия значительно затрудняют воспламенение, де-факто делая его невозможным. В конечном итоге инженеры пришли к использованию концепции предварительного зажигания смеси дизтоплива и воздуха.
Пожалуй, наиболее радикально к попытке «поженить» ванкеля с дизелем подошли британцы, в начале 70-х построившие свой очередной прототип – Rolls-Royce 2–6R, походивший (в разрезе) на цифру 8.
В этом агрегате, основной ротор располагался сверху, именно там происходил впрыск топлива и начинался процесс сгорания. Нижняя часть представляла собой компрессор, также выполнявший функции впуска (и предварительного сжатия) воздуха и выпуска отработавших газов для «головы неваляшки». Оба ротора вращались в одну сторону, а их камеры соединялись между собой специальными каналами. Отбор мощности осуществлялся с нижней (компрессорной) части агрегата.
Предполагалось, что 6.5 литровый двигатель весом 421 кг, должен развивать 350 л.с, при 4500 об/мин. – отличные характеристики для начала 70-х! Однако на практике едва выдавал половину от расчетных показателей, да и весил на сотню килограмм больше. Более того, специалистам Rolls-Royce так и не удалось заставить чудо-агрегат работать без подачи извне предварительно сжатого и нагретого воздуха. И в любом случае для осуществления работы 2–6R требовалось больше мощности, чем мог произвести сам двигатель. Вскоре все работы в данном направлении были остановлены.
В некоторых компаниях, в том числе в Mazda, пытались использовать в качестве топлива водород. Ведь из-за того, что впуск происходит в «холодной» части двигателя, удавалось избежать преждевременного воспламенения. Серийного воплощения подобные силовые установки не получили, однако работы в данном направлении все еще продолжаются. В случае, если подобные двигатели все же пробьются на конвейер, удастся решить фундаментальную проблему РПД – плохую экологичность. После чего мощные маленькие «роторы» имеют все шансы затмить традиционный поршневой ДВС.
Кстати, а как получается что РПД, по литровой мощности, настолько превосходит традиционные моторы? Разумеется, «ротор» мощнее из-за меньшего количества деталей, и отсутствия необходимости трансформировать возвратно-поступательное движение поршня во вращение коленвала. Также добавляет «очков» отсутствие газораспределительного механизма, и здесь дело уже не только в снижении потерь на его привод. Просто из-за больших впускных и выпускных окон у РПД возникают более благоприятные условия процесса наполнения рабочей смесью: коэффициент достигает 0.98–1.1, против 0.75–0.8 у обычного двигателя. Но есть еще одна штука, за счет которой «ротор» получает преимущество.
Продолжение следует…