Silnik Wankla

Silnik Wankla Obraz w Infoboksie. Te tłoki z silnika Wankla nie są cylindryczne.
Inne nazwy Obrotowy silnik tłokowy
Charakterystyka techniczna
Chłodzenie woda
Palny Benzyna

Silnik Wankla ( [ v ɑ̃ . K ɛ l ] ) to obrotowy silnik tłokowy działający zgodnie z cyklem Beau de Rochas , w którym „trójkątny” tłok zamienia energię ze spalania paliwa na mechaniczną energię rotacji przekazywaną do wał silnika za pomocą czopu korbowego . Silnik Wankla jest powszechnie i błędnie określany jako „  silnik obrotowy  ”. Termin „silnik z tłokiem obrotowym” jest bardziej odpowiedni, ponieważ historycznie „silniki obrotowe” były silnikami z obrotową głowicą cylindrów, powszechnym we wczesnym lotnictwie.

W przeciwieństwie do silnika tłokowego , z ruchem liniowym w cylindrze, silnik Wankla nie wykorzystuje układu korbowodowego . Nie generuje ruchu posuwisto-zwrotnego, co ogranicza przekształcenia ruchu, tarcie, wibracje i hałas. W zestawie również zmniejszona ilość części. Te zalety sprawiają, że jest to atrakcyjne rozwiązanie techniczne; znajduje szerokie zastosowanie we wszystkich dziedzinach transportu ( samochody , motocykle , samoloty ). Niemniej jednak jego zastosowanie w pojazdach produkcyjnych pozostaje w mniejszości, głównie ze względu na wysokie zużycie i problemy z uszczelnieniem, nieodłącznie związane ze złożoną geometrią stojana.

Silnik Wankla opiera się na zasadzie pompy łopatkowej , która sięga drugiej połowy XVI -tego  wieku. Ale dopiero w latach 50. silnik w obecnej formie został opracowany przez człowieka, który nadał mu jego nazwę, niemieckiego inżyniera Felixa Wankla z NSU , który był pierwszym producentem, który zastosował go w motocyklach. licencję innym producentom, w szczególności Mercedes-Benz , Citroën i Mazda . NSU połączyło siły z Citroënem w 1967 roku, aby stworzyć firmę COMOTOR, która miała produkować silniki do NSU Ro 80 , Citroën GS Birotor , a także silniki prototypowe, w szczególności te, w które montowane były śmigłowce Citroën lub prototypy CX . W 2010 roku w sektorze motoryzacyjnym producent Mazda nadal integrował ten silnik w swoich pojazdach i był przewidziany jako silnik uzupełniający w hybrydowych układach napędowych .

Historyczny

Maszyny z tłokiem obrotowym

Zasada Silnik Wankla wraca do obrotowej maszyny tłokowe a zwłaszcza że z pompy łopatkowej , opracowany przez Agostino Ramellego w drugiej połowie XVI th  wieku i nadal powszechnie stosowane. Jest to pompa rotacyjna, której wirnik wyposażony jest w kilka promieniowo przesuwnych łopatek zapewniających przenoszenie pompowanej cieczy. Graf Pappenheimgasse wynalazł w 1636 r. pompę zębatą do zbierania wody z fontanny. Pompa zębata jest obecnie regularnie używana jako pompa olejowa w większości silników samochodowych.

W 1901 amerykański Cooley złożył patent na maszynę z obrotowym tłokiem opisującą wewnętrzną epicykloidę . Cechą szczególną tego silnika parowego jest zastosowanie przekładni zębatej do obracania tłoka.

W 1908 roku angielski Umpleby przejął system opracowany przez Cooleya i przystosował go do uzyskania maszyny o spalaniu wewnętrznym. Niemniej jednak Umpleby nie rozwiązuje wszystkich problemów związanych z uszczelnieniem i kinematyka tłoka.

Szwedzi Wallinder i Skoog jako pierwsi złożyli patent na silnik spalinowy oparty na zasadzie obrotowego tłoka z zazębieniem zębatym, którego pięcioramienny tłok gwiazdowy porusza się po krzywej hipocykloidalnej . Ten silnik, którego przełożenie wynosi 5/6, nadaje się do spalania dwu- lub czterosuwowego. Podobny silnik zostanie opracowany w latach 30. przez francuskiego Dimitri Sensaud de Lavaud , finansowany przez producentów samochodów Citroën i Renault oraz Ministerstwo Lotnictwa  : wykorzystuje trójkąt Reuleaux jako tłok, podobnie jak obecny silnik Wankla. Moc przekazywana jest przez wirnik zewnętrzny. Jednak ten silnik nigdy nie osiągnie wystarczającej mocy ze względu na różne problemy z uszczelnieniem, smarowaniem i chłodzeniem , więc praca zostanie wstrzymana po trzech latach.

Dzieła Feliksa Wankla

Felix Wankel , niemiecki inżynier pasjonujący się konstrukcją mechaniczną i eksploatacją maszyn, założył w 1924 roku własny warsztat w Heidelbergu, gdzie zaprojektował pierwsze szkice silnika z tłokami obrotowymi. Zajmuje się w szczególności rozwiązywaniem problemów związanych z uszczelnianiem, silnie dotowanym przez Ministerstwo Lotnictwa i Kriegsmarine w III Rzeszy . Dzięki „swojemu doświadczeniu jako młynarza, dbałości o precyzję i rozległym badaniom w dziedzinie segmentacji i uszczelnień”, Wankel jest w stanie zaprezentować już zaawansowaną technologię. Jednak biorąc pod uwagę, że skutki II wojny światowej są katastrofalne dla niemieckiego aparatu przemysłowego, inwestorzy są chętni do opracowania nowego, wydajnego i niedrogiego silnika.

To właśnie w 1951 roku Wankel nawiązał pierwsze kontakty z różnymi firmami, w szczególności z NSU, z którymi podpisał,20 grudnia 1951, umowa stowarzyszeniowa na silnik z tłokiem obrotowym. Jednak to nie jako silnik NSU używa maszyny Felixa Wankela: rzeczywiście, NSU instaluje ją w niektórych swoich motocyklach jako sprężarkę , aby zwiększyć stopień sprężania, a tym samym moc, swojego klasycznego silnika cieplnego. „Sprężarka Wankla” jest bardzo obiecująca, ponieważ motocykle NSU ustanowią nowy rekord prędkości w Stanach Zjednoczonych, wynoszący 192,5  km/h .

Dopiero w 1959 roku NSU oficjalnie ogłosiło „  Silnik obrotowy osiąga sukces  ” i zbliżającą się komercjalizację samochodu napędzanego silnikiem tłokowym.

Projekt

NSU, we współpracy z Felix Wankel i innych partnerów biznesowych, rozpoczął od 1954 do 1957 roku projekt prototypie samochodowym eksperymentalnej zasilany silnikiem Wankla. 1 st lutego 1957, prototyp o nazwie DKM 54 jest testowany na „ stoliku do testowania silników” i wykazuje obiecujące osiągi. Silnik o pojemności 125  cm 3 , której średnica jest ograniczona do 26  cm , prowadzi do rozwoju 29  KM przy 17000  obr./min . Zbudowano wtedy tylko cztery DKM 54.

Według NSU wersja DKM silnika Wankla, który przenosi moc przez wirnik zewnętrzny, nie jest w stanie wytrzymać produkcji seryjnej ze względu na skomplikowaną implementację. Od 1957 roku firma NSU porzuciła zasadę wirnika zewnętrznego na rzecz przekładni planetarnej (KKM), w której wirnik zewnętrzny jest teraz nieruchomy, podczas gdy tłok obraca się na wale mimośrodowym. Wadą tego nowego systemu jest to, że nie umożliwia on już osiągania wysokich prędkości obrotowych silnika.

W 1960 roku NSU wyprodukowało eksperymentalny prototyp KKM 250, który zainstalowało na zmodyfikowanym Prinz do testów drogowych. Prototyp o pojemności 250  cm 3 rozwija moc 30  KM przy 5000  obrotów na minutę , wydajność znacznie niższa niż prototypu. W 1963 roku NSU zdecydowało się jednak na wprowadzenie na rynek modelu wyposażonego w 500 cm 3 KKM 500  . W ten sposób NSU Spider staje się pierwszym samochodem sprzedawanym z silnikiem Wankla, umieszczonym w tylnym zwisie i napędzanym gaźnikiem Solex . Spider rozwija 50  KM przy 6000  obr/min i może osiągnąć 150  km/h .

Rozwój

Niestety, nadmierna konsumpcja i ograniczona niezawodność Spidera, wynikająca z samej zasady działania silnika Wankla, zwyciężą: produkcja zostanie wstrzymana w lipcu 1967 roku po sprzedaniu 2375 egzemplarzy. Pomimo znacznie niższej produkcji niż oczekiwano, Tsuneji Matsuda, prezes grupy Toyo Kogyo (obecnie Mazda ), bardzo wcześnie zainteresował się nowym silnikiem i osobiście rozpoczął negocjacje z NSU. Doprowadzą one w lipcu 1961 r. do zawarcia umowy o współpracy za zgodą rządu japońskiego.

Mazda szybko zmierzyła się, podobnie jak NSU, z problemami z niezawodnością wynikającymi ze zjawisk drgań ciernych segmentów grzbietowych zachodzących w komorze spalania i generujących charakterystyczne „  drgania  ” lub uderzenia. W takim przypadku segment kalenicy szybko się zużywa i nie zapewnia już uszczelnienia. Trwałość silnika jest znacznie skrócona.

Prowadzone są liczne badania mające na celu poprawę skuteczności uszczelnienia i zmniejszenie drgań silnika. Pierwsze badanie dotyczy optymalizacji materiałów użytych na obudowę i segmenty . Rzeczywiście, stwierdzono, że węgiel i Odlewanie stali z segmentów są niezgodne, zwłaszcza podczas platerowania na chromu nakłada się na obudowie . Aby uniknąć wymiany wszystkich materiałów, niemieccy producenci Daimler i Mercedes-Benz stosują proces noszący markę Nikasil, obróbkę powierzchni opracowaną przez Mahle , łączącą cząstki węglika krzemu z niklem . Ma tę zaletę, że lepiej utrwala olej, a tym samym poprawia smarowanie. Po zastosowaniu od 1978 roku w chłodzonym powietrzem silniku typu bokser bazy Citroën Visa , obróbka Nikasil jest szeroko stosowana w konstrukcji cylindrów silników dwusuwowych motocykli. Nie wystarczy jednak rozwiązać problem zużycia segmentów. Chociaż Mazda znajduje rozwiązanie w produkcji pustych segmentów ze skrzyżowanymi kanałami, ze względu na zbyt kosztowną produkcję, producent korzysta z segmentów z samosmarującego węgla impregnowanego aluminium.

Produkcja masowa

W latach 60. Mazda opracowała silniki, które nie były już wyposażone w pojedynczy wirnik, ale w dwa, trzy, a nawet cztery wirniki. Połączenie kilku wirników umożliwia zmniejszenie fluktuacji momentu obrotowego w wyniku następującego po sobie „niedziałania zapłonu” i normalnego spalania. Pierwszy silnik bliźniaczych wirników, o pojemności 2 x 399  cm 3 , jest zamocowana do typu Mazda L8A, prototyp sportowego.

Do Mazda Cosmo Sport 110S , rozpoczęta w 1967 roku , następuje NSU Spider i staje się drugi samochód produkcja na świecie jest wyposażony w silnik Wankla. O kilka miesięcy wyprzedza sedana NSU RO80. Wyposażona w 2 x 491 cm 3 podwójnych wirnika  Cosmo Sport rozwija 110  KM . Produkcja została wstrzymana w 1972 roku, sprzedano 1519 egzemplarzy.

Niewiele modeli samochodów będzie wyposażonych w silnik z tłokami obrotowymi, chociaż Citroën i NSU budują wspólnie, w ramach wspólnej spółki zależnej Comotor , fabrykę w Saarland, aby produkować „  silnik Comotor  ” (Wankel Birotor). We Francji tylko Citroën sprzedaje samochód z dwuwirnikowym silnikiem Wankla. Po raz pierwszy zaprezentowany w postaci eksperymentalnego jednowirnikowego prototypu o nazwie M35 , Citroën GS Birotor , produkowany od 1972 roku , nie odniósł oczekiwanego sukcesu. Chociaż innowacyjne z punktu widzenia silnika / podwozia widzenia, jego nadmierne zużycie i niezawodność lewo potencjalnych nabywców zakłopotany - w kryzys naftowy z 1970 roku podniósł cenę benzyny.

Niemniej luksusowy NSU Ro 80 , najnowszy model marki, odniósł znacznie większy sukces niż Citroën, ponieważ w latach 1967-1977 sprzedano 37 389 egzemplarzy. „Ambitny pod względem technologicznym i estetycznym, ucieleśnia śmiałą innowację ”. Jego ambicja jest również wyraźnie widoczna, ponieważ nazwa „Ro 80” nawiązuje do techniki, która ma reprezentować technikę z lat 80. Chce narzucić silnik Wankla jako pojazd silnikowy i tym samym zastąpić „alternatywne” silniki.

Spadek zainteresowania

Silnik Wankla, który pojawił się na rynku w złym momencie od pierwszego uderzenia oleju w świecie w 1973 roku , nie mógł wypełnić swojego braku doświadczenia silnikami konwencjonalnymi, chociaż jego koncepcja jest atrakcyjna. Choć cichy i wolny od wibracji, jego nadmierne zużycie pozostaje przeszkodą w jego rozwoju. Niezbędna byłaby możliwość dodania do niego turbosprężarki , aby odzyskać część energii rozpraszanej w spalinach. Biuro projektowe Citroëna kontynuowało prace nad silnikiem z tłokami obrotowymi do wczesnych lat 80 - tych . Jednak po przejęciu Citroëna przez Peugeot zdecydowanie zrezygnowano z nadmiernie kosztownych badań.

Mazda , która rozpoczęła produkcję samochodów napędzanych silnikiem tłokowym ponad dwa lata przed serią prototypów Citroëna, była w 2009 roku jedynym producentem oferującym modele samochodów wyposażone w silnik Wankla, jednym z najbardziej znanych jest Mazda RX-8 . Sprzedaż Mazdy RX-8 ustała we Francji w 2010 roku, a na świecie w 2012 roku. Producentowi temu udało się wygrać 24-godzinny wyścig Le Mans w 1991 roku z Mazdą 787B , prototypem napędzanym atmosferycznym quadrotorem Wankla o mocy 700  KM . Zwycięstwo to było jednak krótkotrwałe, gdyż doprowadziło do zakazu tego typu motoryzacji przez federację sportową tej dyscypliny pod presją innych producentów samochodów.

Nowy początek?

Wydaje się, że silnik Wankla odnajduje nowe życie jako przedłużacz zasięgu w hybrydowym silniku elektryczno-benzynowym . Wykorzystując jego prostotę, lekkość, kompaktowość oraz rozsądne zużycie i zużycie przy stałej prędkości, niektórzy producenci stosują go jako silnik zapasowy do ładowania akumulatorów i poszerzania zasięgu pojazdów hybrydowych. Silnik wspomagający jest również cichszy i emituje mniej wibracji.

Opis

Tłok (wirnik)

Tłok obrotowy (wirnik) jest częścią mechaniczną, która przenosi nacisk spalin na wał silnika. W silniku Wankla tłok obrotowy ma postać krzywoliniowego trójkąta równobocznego zwanego „  trójkątem Reuleaux  ”. Każda z trzech bocznych powierzchni tłoka jest wydrążona w celu zwiększenia objętości komory spalania . Kształt i objętość tego wgłębienia są określane w celu uzyskania optymalnego stosunku między określonymi osiągami, zużyciem paliwa i odprowadzaniem spalin.

Tłok otrzymuje koło koronowe z wewnętrznymi zębami, które zazębiają się ze stałym pierścieniem podtrzymywanym przez stojan. Przełożenie wynosi 3: 2. To sprzężenie zapewnia ( kinematyczne ) prowadzenie tłoka, ale nie uczestniczy w przenoszeniu momentu obrotowego silnika, który jest wytwarzany przez duży mimośród przenoszony przez wał silnika (wał korbowy) i który jest wyśrodkowany na tłoku. Kinematyka silnika Wankla jest taka, że ​​wał silnika wykonuje 3 obroty na pełny obrót wirnika. Dwie trójkątne powierzchnie tłoka są również wydrążone w jednolity i kołowy sposób, o średnicy nieco większej niż średnica korony i głębokości rzędu 0,1 do 0,15  mm . Uzyskane powierzchnie kołowe, zwane „powierzchnią wirnika” lub „  lądami wirnika  ” , określają położenie styku tłoka z kołnierzami, częściami zamykającymi obudowę komór silnika.

Znaczące ograniczenia związane ze spalaniem świeżych gazów wymagają, aby materiał tworzący tłok miał bardzo dobrą odporność na zmęczenie w wysokich temperaturach, niski współczynnik rozszerzalności cieplnej oraz dużą twardość powierzchni . To są powody, dla których generalnie wybiera się odlew z grafitu sferoidalnego . W celu zmniejszenia mas wirujących powszechnie stosuje się również aluminium zabezpieczone obróbką powierzchni.

Trochoid (stojan)

Obudowa (stojan), obudowa, w której prowadzony jest tłok, jest określona przez położenie wierzchołków tłoka. Ta ostatnia podąża za krzywą epitrochoidalną , której otoczka określa kształt osłonki, zwanej w tym przypadku trochoidą. Chociaż jest to możliwe wymiarowo, tłok nie może obracać się w kołowym stojanie, ponieważ nie byłoby wtedy zmiany objętości komór, a kierunek ciśnienia gazu wywieranego podczas spalania pokrywałby się ze środkiem komory wału korbowego.

Równanie epitrochoidy podane jest we współrzędnych kartezjańskich następującym układem równań, gdzie oznacza mimośród, długość między środkiem tłoka a jednym z wierzchołków tłoka oraz kąt obrotu:

.

Obudowa, faktycznie składająca się z trochoidu ( „  obudowa wirnika  ” ) i dwóch kołnierzy ( „  obudowa boczna  ” ) niezbędnych do zamknięcia obudowy, musi być w stanie wytrzymać naprężenia mechaniczne wywołane spalaniem, aby zminimalizować różnicę temperatur. biorąc pod uwagę, że skrzynia korbowa jest poddawana różnym temperaturom w różnych punktach - i aby ograniczyć wszelkie odkształcenia w celu prawidłowego funkcjonowania silnika.

Trochoid jest szczególnie narażony na silniejsze naprężenia termomechaniczne niż w silnikach zaworowych. Ponieważ przepływ świeżych i spalonych gazów zawsze odbywa się w dwóch różnych strefach, temperatury nie można uśrednić, co również prowadzi do silnych naprężeń termochemicznych w smarze.

Wał silnika, łożyska i mimośrody

W silniku Wankla wał silnika (lub wał wyjściowy) jest częścią zapewniającą przekształcenie ruchu obrotowego tłoka w ruch obrotowy (3 obroty wału silnika na pełny cykl wirnika). Jego funkcja różni się zatem znacznie od funkcji wału korbowego w konwencjonalnym silniku cieplnym. Wał silnika składa się z czasopism ( łożyska ) i ekscentryków . Łożyska zapewniają prowadzenie obrotowe wału w obudowie silnika. Liczba łożysk odpowiada liczbie tłoków (plus łożysko na końcu wału). Mimośrody, po jednym na tłok, są odsunięte promieniowo od osi silnika o wartość odpowiadającą mimośrodowi trochoidy. Obracają się w okrągłej obudowie ( otworze ) umieszczonej pośrodku każdego tłoka. Średnica mimośrodów jest szeroko zwymiarowana w celu zminimalizowania nacisków stykowych i prawidłowego przeniesienia momentu obrotowego silnika pomimo niskiej wartości mimośrodu (mniej niż 20  mm dla silnika 1300  cm 3 ). Przekrój mimośrodów jest więc wyjątkowo większy niż przekrój łożysk (patrz zdjęcie obok).

Wał wyjściowy silnika Wankla nie ma korb ani przeciwwag , co zapewnia szczególnie kompaktową geometrię. W przeciwieństwie do silnika konwencjonalnego nie jest on poddawany znacznym drganiom skrętnym lub zginającym . Jest on zwykle wytwarzany przez kucie , ułatwione dzięki prostym kształtom, ze stali o wysokiej wytrzymałości mechanicznej z dodatkiem chromu i/lub molibdenu . Czopy i mimośrody są przejmowane przez obróbkę skrawaniem i szlifowanie, a kanały smarujące są wiercone.

Silnik z tłokiem obrotowym z założenia wykazuje „doskonałą równowagę mechaniczną”. Niemniej jednak, wyważanie wału silnika jest przeprowadzane w celu złagodzenia nieprawidłowości momentu obrotowego silnika, charakterystycznych dla wszystkich silników spalinowych. Równoważenia uzyskuje się przez dodanie dwóch mas na końcu wału, kształt i moment bezwładności zależy od geometrii silnika (odległość równoważenia mas z wirników, ilość wirników, masa wirników).

Operacja

Prezentacja

Ten silnik spalinowy jest silnikiem z tłokiem obrotowym lub silnikiem z wyważonym wyporem. Jest jedyną tego typu firmą, która doświadczyła rozwoju przemysłowego. Jak każdy silnik czterosuwowy , działa z mieszanką powietrza i paliwa, podobnie jak silniki o zapłonie iskrowym .

Tłok zwany tutaj wirnikiem obraca się w trochoidzie, wyznaczając w ten sposób trzy komory, których objętość zmienia się w zależności od kątowego położenia tłoka. Każdy z trzech powierzchniach wirnika odsunie następnie zbliżają się do obudowy, dzięki czemu możliwe jest kolejno osiągnięcia kompresji, eksplozji i ekspansji i czasy spalin „. W kinematyce (prowadzenia) wirnika odbywa się przez pierścień wewnętrzny zębate, które zazębiają się ze stałym zębnikiem w stosunku do ramy Wał silnika otrzymuje moment obrotowy silnika za pośrednictwem mimośrodu wyśrodkowanego na wirniku Ekscentryczność reguluje stosunek objętości sprężania do rozprężania.

Silnik nie ma zaworów , ale dwa światła, jak w silniku dwusuwowym, dzięki czemu ma tylko pięć ruchomych części w porównaniu z 85 jak na konwencjonalny silnik czterocylindrowy. Światła te, zamykane i otwierane kolejno przez przejście wirnika, umożliwiają jednemu dopływ świeżych gazów, a drugiemu uchodzenie gazów spalonych.

Wstęp

Światło wlotowe może być umieszczone albo przez trochoid ("wlot obwodowy") lub przez kołnierz ("wlot boczny"). W wlocie obwodowym prześwity są otwierane lub zamykane przez segmenty grzbietowe. Ten typ wlotu stawia mniejszy opór przepływowi gazów, ponieważ kierunek tego przepływu nie jest przeciwny obrotom tłoka. W bocznym wlocie tłok jest odpowiedzialny za to, czy otwór wlotowy się otwiera. Ten ostatni typ wlotu podlega ograniczeniom związanym z wymiarami tłoka, położeniem segmentów bocznych – konieczne jest unikanie nakładania się segmentów bocznych ze szczeliną dla dobrego smarowania segmentów – kierunek przepływ gazu itp. Z drugiej strony to dopuszczenie maksymalizuje czas otwarcia i powierzchnię.

Zapłon

W silniku Wankla świece zapłonowe zwykle mają tendencję do zatykania się, gdy są używane przy niskim obciążeniu silnika. W rzeczywistości, w przeciwieństwie do silnika czterosuwowego, w którym zamiatanie GMP umożliwia czyszczenie świecy zapłonowej, silnik Wankla, podobnie jak silnik dwusuwowy, nie ma czasu na „czyszczenie”.

Dwie świece zapłonowe na wirnik są zwykle używane do wyzwalania spalania mieszanki powietrzno-benzynowej w celu zwiększenia szybkości zapłonu mieszanki. Ponieważ komora spalania jest bardzo spłaszczona, dodanie dodatkowej świecy zapłonowej pomaga poprawić spalanie i propagację frontu płomienia. Ponadto lepsze spalanie zmniejsza emisję zanieczyszczeń, a w szczególności produkcję węglowodorów .

Smarowanie

Podobnie jak w konwencjonalnych silnikach z zapłonem iskrowym , olej jest przechowywany w misce olejowej pod silnikiem. Pompa , napędzana przez silnik pozwala olej być zasysane, a następnie dostarczane do wału silnika, gdzie smaruje łożyska, ekscentryków i tłoków, korony zębate i trwałe Koła zębate.

Segmenty boczne i segmenty grzbietowe wirnika są smarowane w specjalny sposób. Dozownik wtryskuje olej do wlotu, przed świeżymi gazami, w ilości określonej w zależności od prędkości obrotowej silnika i otwarcia motylków gaźnika . Aby uniknąć ewentualnych przerw w smarowaniu, olej dodaje się do benzyny w proporcji mniejszej niż 1%, co ma wpływ na spalane gazy i zanieczyszczenia.

Systemy uszczelniające

W silniku Wankla do uszczelniania stosuje się kilka oddzielnych urządzeń . Dwa trójkątne boki tłoka mają dwa połączone segmenty , jeden między mimośrodem a kołnierzem z jednej strony, a drugi między mimośrodem a wirnikiem z drugiej strony. Ponadto, umieszczone w niewielkiej odległości od krawędzi krzywoliniowych, wstawione są segmenty boczne ( „  uszczelnienie boczne  ” ), aby zatrzymać gaz i zapobiec ich przenikaniu na wale korbowym. Te ostatnie segmenty są utrzymywane w swojej pozycji przy ściankach rowka za pomocą falistych taśm stalowych .

Główną różnicą między silnikiem Wankla a konwencjonalnymi silnikami 4-suwowymi jest odległość między różnymi pierścieniami tłokowymi – w pierwszym przypadku bardzo odległa, w drugim bliższa. Ten ważny „segment międzysegmentowy” silnika Wankla umożliwia utrzymanie niskiego ciśnienia – rzędu 200 milibarów – przez kanał odpowietrzający zaworowego dla wszelkich gazów przechodzących przez pierwsze segmenty. Dzięki temu procesowi na przejściu między pozostałościami spalania a olejem nałożony zostaje „naturalny” opór.

Trzy wierzchołki wirnika są również wyposażone w segment krawędziowy ( „  uszczelnienie wierzchołkowe  ” ), aby zapewnić szczelność między różnymi komorami i zapobiec przechodzeniu między nimi gazów. Ponieważ są one narażone na wysokie ciśnienia i znaczne naprężenia spowodowane tarciem o wirnik, segmenty grzbietowe zostały poddane dogłębnym badaniom w celu poprawy ich wydajności, a w szczególności ich trwałości. Ten typ segmentu składa się na ogół z trzech części: poprzecznego pręta umieszczonego w rowku, dociskanego do stojana za pomocą zakrzywionego stalowego ostrza, wyposażonego na każdym jego końcu w narożny segment ( "  corner seal  " ). Te ostatnie umieszczane są w beczkach, utrzymywanych w kontakcie z kołnierzem za pomocą sprężyny . Segmenty kalenicy są zwykle wykonane z samosmarującego się materiału węglowego.

Chłodzenie

Należy wziąć pod uwagę temperaturę wewnętrznej powierzchni trochoidy, ponieważ warunkuje ona tworzenie cienkiej warstwy oleju niezbędnej do smarowania, a także prawidłowe funkcjonowanie segmentów grzbietowych. Ponieważ powierzchnia stykająca się ze spalonymi gazami jest większa w silniku Wankla niż w konwencjonalnym silniku 4-suwowym, konieczne jest zapewnienie specjalnego chłodzenia nie tylko trochoidu, ale także tłoka.

W ten sposób trochoid i kołnierze są przebijane z obu stron, aby umożliwić cyrkulację płynów (ogólnie wody lub powietrza). Obwód trochoidu jest również przebity, natomiast kołnierze są wydrążone.

Charakterystyka

Silniki są czasami charakteryzowane przez ich stałą , zwaną „stałą trochoidalną”, określoną przez . Ta stała daje dobre wskazanie parametrów silnika, takich jak maksymalny kąt obrotu, teoretyczny optymalny stopień sprężania , wymiary zewnętrzne obudowy itp. Ta stała zwykle wynosi od 6 do 8. Oczywiście im wyższa stała , tym wyższa.

Przemieszczenie silnika, analogicznie jak w konwencjonalnym silniku tłokowym, jest różnicą pomiędzy maksymalną i minimalną objętością utworzoną między wirnikiem a trochoidą. Korzystając z równań trochoidy można wykazać, że objętość komory roboczej ( „  komora robocza  ” ) dana jest wzorem:

gdzie jest maksymalny kąt oscylacji. Daje to silnikowi silnik i stopień sprężania  :

Jednak ta przemieszczenie nie jest bezpośrednio porównywalne z innymi silnikami, ponieważ silnik tłokowy wykonuje cykl termodynamiczny w dwóch obrotach w stosunku do trzech w przypadku silnika Wankla. Aby umożliwić porównanie, równoważne przemieszczenie definiuje się ogólnie biorąc dwie trzecie iloczynu jednostkowego przemieszczenia silnika Wankla pomnożonego przez liczbę komór i liczbę wirników.

Zalety i wady

Korzyści

Korzyści eksploatacyjne zapewniane przez silnik z tłokiem obrotowym są liczne i zróżnicowane. Ponieważ w żadnej części nie ma części posuwisto-zwrotnych, silnik jest prawie idealnie wyważony, co skutkuje niższym poziomem wibracji, a tym samym zmniejszeniem poziomu hałasu do najwyższych prędkości obrotowych. Jednak wibracje nie są, jak mogą sugerować niektóre źródła, całkowicie nieobecne. Tłok łączy ruch obrotowy i obrót , co powoduje brak równowagi zjawiska , a zatem drgania. Jednak drgania te pozostają mniejsze niż w przypadku silników z tłokami posuwisto-zwrotnymi.

Cykl 4-suwowy odbywa się z elementów rozdzielczych 4-suwowego silnika tłokowego ( wałek rozrządu , zawór itp.). Usunięcie wszystkich tych elementów skutkuje prostszym, lżejszym i mniej masywnym silnikiem. Silnik osiąga również znacznie wyższą prędkość obrotową, ponieważ drgania wywołane przyspieszaniem i zwalnianiem tłoków silnika tłokowego są zredukowane. Przepływ gazu odbywa się w ciągłym ruchu, bez odwracania się i zmiany kierunku. Zachodzące pod niskim ciśnieniem i przez długi czas spalanie pozwala na prawdziwą płynność pracy, eliminując wstrząsy występujące w konwencjonalnym silniku. W tym ostatnim gazy są porywane przez opadający tłok, co utrudnia całkowite spalenie mieszanki.

W silniku obrotowym tłok napędza gaz z prędkością rosnącą wraz z prędkością obrotową silnika. Ta cecha powoduje szybką reakcję silnika podczas żądania (przyspieszenia). Jest w stanie szybko zapewnić wzrost mocy, szczególnie przy wysokich obrotach, co daje mu elastyczność użytkowania. Różnica ta jest bardziej wyraźna w porównaniu z 4-cylindrowymi silnikami tłokowymi niż w porównaniu z silnikami o większej liczbie cylindrów.

Niedogodności

„  Piętą achillesową  ” silnika Wankla przez długi czas było uszczelnienie segmentów grzbietowych, znajdujących się w górnej części wirnika, co utrudniało projektowanie silnika i produkcję seryjną. Wcześniej prawdziwe utrudnienie, obecne uszczelnienia pozwalają na „obniżenie” tego problemu. Jednak sama konstrukcja silnika – aluminiowy tłok i komora powodujące silne rozprężenie – pozostawały przeszkodą w dobrym uszczelnieniu.

Wydłużony i nieregularny kształt komór spalania powoduje stosunek powierzchni do objętości, który nie sprzyja propagacji i utrzymaniu frontu płomienia. („Rotary Engine” Toyo Kogyo, 1969; dokument SAE 720357, K Yamamoto; dokument SAE 830332, R Sierens). W ten sposób silnik tego typu zużywał około 20% więcej paliwa niż silnik z tłokiem posuwisto-zwrotnym . Ten aspekt z pewnością spowolnił najbardziej potencjalnych nabywców Citroëna GS Birotor , wprowadzonego na rynek wwrzesień 1973w środku kryzysu naftowego . Wysokie zużycie prowadzi również do wysokiego poziomu zanieczyszczenia, który jest trudny do zaakceptowania już w latach 70., a jeszcze bardziej dzisiaj.

Silnik Wankla ma słabe hamowanie silnikiem . Po odcięciu dopływu gazu zwalnia wolniej niż silnik konwencjonalny. Ta wada zmusza producentów do zmiany w górę rozmiaru obwodu hamulcowego w celu skompensowania tego braku hamowania silnikiem.

Mimo wszystko, japoński producent Mazda znacznie ulepszył Wankla w swoich RX7, a zwłaszcza RX8 , czyniąc go znacznie bardziej niezawodnym i znacznie mniej paliwooszczędnym niż wcześniej, w porównaniu z konwencjonalnym silnikiem tłokowym .

Osoby Wankla

Silnik wodorowy

Klasyczny silnik zaworowy jest słabo przystosowany do spalania wodoru . Niska gęstość gazu wymaga kanałów wlotowych i zaworów o dużej średnicy , podczas gdy sinusoidalny skok tłoka tworzy zbyt długi szczyt ciśnienia w górnym martwym punkcie, aby umożliwić przeprowadzenie detonacji .

Ponieważ dystrybucja odbywa się za pomocą świateł, a nie zaworów, silnik Wankla jest bardziej odpowiedni: objętość zasysanego powietrza może być większa, a turbulencje wywołane przez wlot umożliwiają homogenizację mieszaniny powietrze / wodór. Ponadto komora wlotowa jest oddzielona od komory spalania, co ułatwia montaż dwóch wtryskiwaczy wodoru na wirnik. Ten aspekt powoduje również niższą temperaturę komory spalania, co ogranicza naturalną skłonność wodoru do samozapłonu .

Dlatego od 1991 roku japoński producent Mazda projektuje wiele prototypów napędzanych silnikami wodorowymi Wankla. Aby uczcić 50. rocznicę powstania silnika Wankla, w 2007 roku dostarczyła rządowi japońskiemu sześć Mazdy RX-8 Hydrogen RE działających na tej zasadzie. Technologia ta jest szczególnie obiecująca pod względem ekologicznym, biorąc pod uwagę, że spalanie wodoru zasadniczo wytwarza wodę, a jego produkcję można przeprowadzić z odnawialnych źródeł energii .

Wankel Diesel

Brytyjski producent luksusowych samochodów i silników lotniczych Rolls-Royce jest „ogólnie znany ze swojego konserwatyzmu, przedkładającego sprawdzone technologie nad innowacyjność”. Mimo to w latach 60- tych firma była prowadzona przez inżynierów chętnych do opracowywania nowych technologii. Dzięki swoim stosunkom zawodowym inżynierowie ci mogli sfinansować swoje badania przez armię brytyjską . Dlatego już w 1965 roku Rolls-Royce zainteresował się silnikiem Wankla Diesel .

Konstrukcja silnika Wankla zasilanego olejem napędowym teoretycznie ma wiele zalet. Byłby lżejszy, cichszy i bardziej płynny niż silnik zaworowy, a przede wszystkim zużywałby mniej paliwa niż benzynowa wersja Wankla . Celem producenta było nie tyle zaprojektowanie silnika wysokoprężnego, ile raczej silnika wielopaliwowego . Przeznaczony do pojazdów wojskowych , ten typ silnika oferuje teoretycznie znaczną elastyczność w czasie wojny.

W 1971 roku opracowano pierwszy silnik o wadze około 410  kg . Jest to dwuwirnikowiec rozwijający 350  KM przy 4500  obr./min . Ponieważ Diesel wymaga stopnia sprężania około 18:1, a nawet 21:1, Rolls-Royce decyduje się na doładowanie przez doładowanie. Firma wykorzystuje więc silnik Wankla jako silnik i jako sprężarkę: pierwszy wirnik spręża gazy, podczas gdy drugi, mniejszy, działa jako silnik i zapala olej napędowy. Nie przewiduje się komercyjnego wykorzystania tego silnika.

Aplikacje

Samochody

Produkcja masowa

Obrotowy silnik tłokowy Wankla cieszy się długą karierą motoryzacyjną, ponieważ po raz pierwszy został użyty jako silnik, a nie jako sprężarka , w NSU Spider . W 1960 roku na pokładzie NSU Prinz przetestowano pierwszy działający silnik Wankla . Ta wczesna kariera nie była jednak zbyt pomyślna dla pojazdów produkcyjnych, ze względu na nadmierne zużycie paliwa i oleju przez silnik. Citroën GS Birotor i NSU Ro 80 są jednymi z najbardziej znanych samochodów, niekoniecznie dla ich „  silnika Comotor  ”. Niemniej jednak, NSU Ro 80 zdobył w 1967 roku tytuł „Samochodu Roku”, producent NSU stał się tym samym pierwszym niemieckim producentem, który zdobył tę nagrodę.

W 1961 r. producent samochodów Mazda kupił patent Wankla i rozpoczął własny rozwój z Kenichi Yamamoto na czele programu. Trzy lata później, w 1964 roku, NSU Prinz był pierwszym seryjnie produkowanym samochodem z takim silnikiem. Pod koniec 1967 roku został zastąpiony przez NSU Ro 80 . W tym samym czasie Mazda rozpoczyna produkcję modelu Cosmo Sport .

Później Citroën wprowadził na rynek M35 , a następnie GS . Z kolei Mercedes w 1969 r. zaoferował samochód z silnikiem rotacyjnym C111 typ I . Jednak w 1974 r. kryzys naftowy nie sprzyjał rynkowi silników Wankla. Zużywając znaczną ilość oleju i paliwa, została porzucona przez wielu producentów. Mazda pozostaje jedyną firmą, która kontynuuje sprzedaż modeli z obrotowymi silnikami tłokowymi: R100 , RX-2 , RX-3 , RX-4 , a następnie RX-7 . W 2000 roku Mazda wprowadziła na rynek RX-8 , uważany za ostatni duży samochód produkcyjny z silnikiem z obrotowym tłokiem; osiąga więcej niż tylko prawidłowe wyniki sprzedaży. Mniej znane modele będą produkowane przez Mercedes-Benz , Rolls-Royce czy General Motors , a przynajmniej prototypy, napędzane silnikiem z tłokiem obrotowym.

Pierwsze zawody

Silnik Wankla wyróżnił się w wyścigach samochodowych , najczęściej pod barwami Mazdy . W latach sześćdziesiątych silnik rotacyjny był dopiero na początku swojego rozwoju. Przedwczesne zużycie silnika NSU Ro 80 nie poprawia reputacji tej technologii.

Jednak w 1968 roku Mazda zdecydowała się wystartować ze swoim Cosmo Sport 110S w Road Marathon , osiemdziesięcioczterogodzinnym wyścigu rozgrywanym na północnej pętli toru Nürburgring . Wyposażona w silnik o mocy 130  KM , najlepiej samochodem, n o  19, zajął czwarte miejsce w przypadku ze sterownikami Yves Depreza , Léon Dernier i Jean-Pierre Ackermans. Jak dla n °  18, napędzanym przez japońskiego załogi, w tym Nobuo Koga, zostawiła po utracie koła.

W następnym roku Mazda Racing Team zgłosiła trzy Mazdy R100 podczas 24-godzinnego wyścigu na torze , bardzo zbliżoną do wersji sprzedawanej na drogach. Jego dwuwirnikowy silnik o pojemności 982 cm3 wytwarza 190  KM . Pierwszy z trzech samochodów zostaje uszkodzony w trzeciej godzinie wyścigu, a jego kierowca Leon Last ginie od razu. Dwa pozostałe podwozia przekraczają linię na piątym (Yves Deprez i Yoshimi Katayama ) i szóstym (Masami Katakura i Toshinori Takechi). W tym samym roku załoga w składzie Hugues de Fierlant , Roger Enever i Pierre-Yves Bertinchamps zajęła w Maratonie piąte miejsce. Jeśli chodzi o dwa inne samochody, które weszły, zrezygnowały z wychodzenia z toru i przeciekania zbiornika paliwa.

W 1970 roku Mazda była bliska wygrania 24-godzinnego wyścigu na torze Spa. Załoga Katayama/Takechi walczy o pierwsze miejsce z BMW przyszłych zwycięzców, ale po 2  godzinach i  30 opuszczeniu flagi w szachownicę silnik Mazdy robi duszę. Załoga złożona z Katakury i Clive'a Bakera również zrezygnowała z awarii silnika, pozbawiając ich pewnego podium. Trzeci samochód, prowadzony przez Rogera Enevera i Johna Hine'a , napotkał wiele problemów związanych z silnikiem. Zespół postanawia zatrzymać samochód w boksach i poczekać na ponowne rozpoczęcie mety, uda mu się przekroczyć linię na piątym miejscu.

Wzmocnij się podczas 24-godzinnego wyścigu Le Mans

W 1970 r. Mazda złożyła trzy zgłoszenia do 24-godzinnego wyścigu Le Mans . Wreszcie, trzy R100 są uważane za zbyt wolne dla linii prostej Hunaudières, a dwuwirnikowy silnik 10A jest zamontowany na Chevron B16 . Kierowany przez Yvesa Depreza i Juliena Vernaeve'a Chevron zajął piętnaste miejsce w Spa i dziesiąte na 1000 kilometrów toru Nürburgring . W czerwcu na Le Mans tym razem zmagał się z innymi Chevronami z konwencjonalnymi silnikami i w praktyce zajął 41 miejsce, prawie dwadzieścia sekund za najlepszym Chevronem. W wyścigu, pod koniec pierwszej godziny, Chevron jest na trzydziestej pozycji; wtedy pierwszy incydent z powodu wycieku paliwa opóźnił załogę. Po trzech godzinach wyścigu samochód poddał się i zatrzymał na zakręcie Tertre Rouge , którego przyczyną był zapłon .

W 1973 roku Mazda zrobiła jeszcze większe wrażenie, stając się pierwszym producentem, który wystawił japoński samochód w 24-godzinnym wyścigu Le Mans, Sigma MC73 . Jest on napędzany przez Tetsu Ikuzawa (również pierwszy japoński kierowca wziąć Start) i Patrick Dal Bo . Sigma korzysta z silnika 12A o pojemności 2,3  litra, który rozwija moc około 260  KM . Zdobywając czternaste miejsce w kwalifikacjach, jego silnik uwidocznił swoje postępy. Ale w wyścigu Sigma została szybko opóźniona z powodu problemów z rakietami . Poddała się w połowie wyścigu, zdradzona przez tylne zawieszenie. W następnym roku nowy MC74 firmy Sigma Automotive jest dyskretnie wspierany przez Mazdaspeed . Prowadzona przez Yushiro Okamoto , Harakuni Takahashi i Yojiro Terada , Sigma napotkała wiele problemów podczas wyścigu; należy wymienić sprzęgło i segmentację rotatora. Nadal udaje jej się przekroczyć linię mety, niesklasyfikowaną, za niewystarczający dystans.

W 1975 roku , preferując współpracę z Toyotą , Sigma nie odnowiła partnerstwa z Mazdą.

Mazda po raz drugi wyróżniła się modelem RX-7 w 1981 roku, kiedy Tom Walkinshaw i Pierre Dieudonné wygrali 24-godzinny wyścig na torze Spa . Mazda 787B jest zdecydowanie najbardziej znany z Wankel zasilanych samochodów zaangażowanych w sportach motorowych. Był to pierwszy japoński samochód wyposażony w silnik Wankla (czterowirnikowiec Mazda R26B o  pojemności 2,6 litra), który wygrał 24-godzinny wyścig Le Mans w 1991 roku z Johnnym Herbertem , Bertrandem Gachotem i Volkerem Weidlerem . Jego błyskotliwe zwycięstwo stało się również przyczyną zakazu używania silnika w zawodach.

W 2006 roku japońscy kierowcy Tetsuya Yamano i Hiroyuki Iiri wygrali mistrzostwa Super GT (kategoria GT300) za kierownicą Mazdy RX-7 FD3S , napędzanej trirotorem i należącej do zespołu RE Amemiya Racing .

Przedłużacz zasięgu do pojazdów elektrycznych

Ze względu na kompaktowość i wysoki stosunek mocy do masy silnika Wankla, został on pomyślany jako rozwiązanie zwiększające zasięg pojazdów elektrycznych , zdolne do dostarczania dodatkowej mocy, gdy poziom naładowania akumulatora elektrycznego jest niski. Niektóre samochody koncepcyjne zawierają zatem silnik Wankla w seryjnym hybrydowym układzie napędowym. Silnik Wankla używany tylko jako agregat prądotwórczy ma zalety pod względem wielkości, hałasu, wibracji i rozkładu masy, gdy jest używany w pojeździe, maksymalizując w ten sposób przestrzeń wewnętrzną dla pasażerów i bagażu. Silnik/generator może znajdować się na jednym końcu pojazdu, a silniki elektryczne na drugim końcu, połączone tylko kablami.

W 2010 roku Audi zaprezentował prototyp elektrycznego samochodu hybrydowego serii, A1 e-tron, wyposażone w mały silnik Wankla z 250  cm 3 do 5000  obr / min , aby naładować akumulatory samochodu w miarę potrzeb i dostarczenie energii elektrycznej bezpośrednio do silnika elektrycznego . W 2010 roku firma FEV zadeklarowała, że ​​w swojej prototypowej elektrycznej wersji Fiata 500 silnik Wankla będzie również używany jako przedłużacz zasięgu. W 2013 roku fińska firma Valmet Automotive zaprezentowała prototyp, EVA, zawierający seryjnie napędzany hybrydowy układ napędowy firmy Wankel, wykorzystujący silnik wyprodukowany przez niemiecką firmę Wankel SuperTec. Brytyjska firma Silniki AIXRO promieniowe rozszerzenie zakresu oferty za pomocą kart silnika 294  cm 3 za pokój.

W Japonii Mazda zaprzestała produkcji silników Wankla z napędem bezpośrednim w swojej gamie modeli w 2012 roku, pozostawiając światowy przemysł motoryzacyjny bez pojazdu produkcyjnego wykorzystującego ten typ silnika. Firma kontynuuje rozwój nowej generacji silników Wankla, Skyactiv . Według producenta SkyActiv rozwiązuje trzy kluczowe problemy poprzednich silników rotacyjnych: oszczędność paliwa, emisje i niezawodność. Takashi Yamanouchi, globalny dyrektor generalny Mazdy, wyjaśnia, że „Silnik rotacyjny ma doskonałe osiągi dynamiczne, ale jego wydajność nie jest tak dobra, gdy przyspieszasz i zwalniasz, jest znacznie lepszy przy stałej prędkości 2000  obr/min  ” .

Mazda podjęła badania nad silnikami rotacyjnymi z zapłonem samoczynnym ( SPCCI ), wskazując, że każdy nowy silnik rotacyjny będzie zawierał technologię SPCCI. Obejmuje ona zapłon iskrowy i wysokoprężny, łącząc zalety silników benzynowych i wysokoprężnych w celu osiągnięcia nowych celów środowiskowych, mocy i zużycia paliwa. Wlistopad 2013Mazda przedstawia seryjny prototyp samochodu hybrydowego, Mazda2 EV, wykorzystujący silnik Wankla jako wzmacniacz zwiększający zasięg. Generator silnik, znajduje się pod tylną częścią podłogi jest mały silnik 330  cm 3 pojedynczy wirnik, generowanie 30 KM (22  kW ) przy 4500  obr / min i utrzymania ciągłego elektryczną moc 20  kW . Wpaździernik 2019Mazda informuje, że silnik obrotowy zostanie użyty w MX-30, hybrydowym SUV zaplanowanego na 2020 MX-30 będą łączyć się 105 kW (140 KM), silnik elektryczny  o 35,5  baterii kWh , co pozwala maksymalnie 200  km od autonomia w napędzie czysto elektrycznym.

Motocykle

Jego lekkość, niskie wibracje i zwartość to cechy, które mogły uzasadniać zastosowanie silnika Wankla w motocyklach. Ponieważ jednak wiąże się z problemami z uszczelnieniem związanymi z jego konstrukcją, niewiele modeli jest w niego wyposażonych. Tak więc, od 1974 do 1977, producent Hercules wyprodukował ograniczoną liczbę Hercules W 2000 .

Suzuki produkuje seryjnie motocykl wyposażony w silnik tego typu, Suzuki RE5 , sprzedany w liczbie około 7000 egzemplarzy w latach 1974-1976. Producent Van Veen wyprodukował również bardzo małą serię w latach 1978-1981, a w latach 1990-1994 Norton model .

  • Różne motocykle Wankla

  • Hercules W 2000 roku jest jednym z niewielu motocykli napędzanych silnikiem Wankla.

  • Suzuki RE5 było w obiegu około 7000 egzemplarzy w latach 1974-1976.

  • Norton F1 , sportowy wzór brytyjskiego producenta.

  • Van Veen OCR 1000, model produkcyjny.

Morski

Niektóre silniki Wankla zasilane mieszanką dwusuwową i budowane przez Sachs są „marynowane” poprzez sprzężenie ich ze skrzynią redukcyjną śmigła i wyposażone w dynastart eliminujący wyrzutnię oraz pompę wodną do chłodzenia wydechu. Uzyskana moc to około 7  KM . Silniki te można znaleźć na łodziach żaglowych zbudowanych przez CNSO w Lot-et-Garonne, w szczególności na SAMOURAI .

Aeronautyka

Kilka samolotów jest wyposażonych w silnik Wankla. Pierwszy z nich produkowany jest przez amerykańskiego producenta Lockheed i nazywa się YO-3A Quiet Star . Jest to wersja przeznaczona dla osób cywilnych, wywodząca się z samolotu rozpoznawczego QT-2 używanego przez wojsko USA w latach 70. Jej silnik, zbudowany przez Curtiss-Wrighta , rozwija moc 185  KM .

Diamond DA20 Katana , a raczej jeden z jego prototypów, jest również jednym z samolotów napędzanych silnikiem Wankla. Jest to dwumiejscowy samolot treningowy z trójkołowym pociągiem.

Duża część motoszybowców Alexander Schleicher (modele ASK 21 Mi , ASW 22BLE 50R , ASH 25 Mi , ASH 26 i ASH 31 ) jest wyposażona w silniki Wankla do autonomicznych wersji startowych.

W latach 70. producent samochodów Citroën przyjrzał się projektowi lekkiego śmigłowca, który miał być sprzedawany tanio, Citroën RE-2 . W tym celu, we współpracy z Charlesem Marchettim , projektantem Alouette II , Citroën wybrał dwuwirnikowy silnik Wankla o mocy 190  KM . Zaletami Wankla na tego typu maszynach są niskie wibracje i lekkość. Jego zużycie przy stałej mocy jest niewiele większe niż w przypadku konwencjonalnego silnika tłokowego i znacznie mniejsze niż w przypadku turbiny . Jednak zakończenie produkcji silników Wankla w Europie, zniknięcie Comotora i trudności finansowe Citroëna, oznaczają zaniechanie projektu w 1979 roku, pomimo obiecujących testów w locie.

Wykonywanie modeli lotniczych

Firma OS buduje do napędu samolotów sterowanych radiowo silnik Wankla 4,97 cm 3 o  mocy 1,10  KM przy 17 000  obr./min . Jest sprzedawany przez niemiecką firmę Graupner .

Uwagi i referencje

Uwagi

  1. Europejska firma zajmująca się budową silników samochodowych.
  2. Anglicy rozróżniają oba korpusy, używając różnych terminów: „  Crankshaft  ” dla silnika 4-suwowego i „  Outputshaft  ” dla silnika Wankla.
  3. Port wylotowy jest systematycznie umieszczany przez trochoid ze względu na ograniczenia termomechaniczne.
  4. Wykonano 200 lotów testowych.

Bibliografia

  1. „  silnik obrotowy  ” , na http://www.super-soupape.com (dostęp 25 grudnia 2014 ) .
  2. „  Historia silników z tłokami obrotowymi od 1588 do Felixa Wankla  ” , na temat Rotalement yours (dostęp 10 czerwca 2009 ) .
  3. „  Analiza technologiczna maszyn wolumetrycznych  ” , na stronie Médiatice (dostęp 10 czerwca 2009 ) .
  4. (en) Kenichi Yamamoto (1981) , Silnik obrotowy - Historia silnika obrotowego, s.  1-3 .
  5. „  obrotowego silnika - Silnik Wankla  ” na Mécamotors (dostęp 10 czerwca 2009 ) .
  6. (in) "  Mazda: Historia Rotary Engine  " na Mazda.com (dostęp 11 czerwca 2009 ) , s.  1.
  7. Fabrice Humblet, „  Geneza silnika Wankla  ” (dostęp 11 czerwca 2009 ) , s.  1.
  8. Hurel 2011 , s.  35.
  9. Gilles Bonnafous, „  NSU Wankel Spider  ” , o Motorlegend (konsultacja 11 czerwca 2009 ) , s.  1.
  10. Gilles Bonnafous, „  NSU Wankel Spider  ” , o Motorlegend (dostęp 11 czerwca 2009 ) , s.  2.
  11. Gilles Bonnafous, „  NSU Wankel Spider  ” , o Motorlegend (konsultacja 11 czerwca 2009 ) , s.  3.
  12. (in) "  Mazda: Historia Rotary Engine  " na Mazda.com (dostęp 11 czerwca 2009 ) , s.  2.
  13. Fabrice Humblet, "  Genesis z silnikiem Wankla  " (dostęp 11 czerwca 2009 ) , s.  2.
  14. (in) "  Mazda: Historia Rotary Engine  " na Mazda.com (dostęp 11 czerwca 2009 ) , s.  3.
  15. „  The Citroën GS birotor”: „Premiera francuska z silnikiem rotacyjnym  ” , na Rotalement vôtre (dostęp 13 czerwca 2009 ) .
  16. Gilles Bonnafous, „  NSU RO 80  ” , o Motorlegend ,3 maja 2005(dostęp 13 czerwca 2009 ) ,s.  1.
  17. "  Koniec: 1975 -1979  " , na Rotalement wasz (dostęp 13 czerwca 2009 ) .
  18. „  Mazda i Rotary, długa historia miłosna  ” na temat Classic Driver (dostęp 13 czerwca 2009 ) .
  19. Albin Le Guyader, „  La Mazda 787 B  ” , na Le Blog Auto ,6 czerwca 2007(dostęp na 1 st sierpnia 2009 ) .
  20. „  1956: Rotary tłok  ” na Histomobile (dostęp 24 sierpnia 2009 ) .
  21. „Hybryda ożywi silnik rotacyjny” , Le Point , 9 października 2012 r.
  22. „  Genewa 2013: powrót Valmet EVA, tym razem z przedłużaczem zasięgu (silnik Wankla)  ” , na www.technologicvehicles.com ,16 marca 2013 r.(dostęp 17 maja 2019 r . ) .
  23. Hugo Lara , „  Mazda chce reanimować silnik rotacyjny dla swojego przyszłego samochodu elektrycznego  ” , na automotive-propre.com ,10 marca 2018 r.(dostęp 23 października 2019 r . ) .
  24. (w) Kenichi Yamamoto (1981) , obrotowy silnika - budowy podstawowego, str.  19 .
  25. Robert Bosch (2002) , Silnik z tłokiem obrotowym Wankla. (skonsultowano się zsierpień 2009).
  26. "  Kurs mechaniczny - silnik tłokowy Wankla  " [PDF] , na stronie tictactic.free.fr ,18 października 2004(dostęp 6 lutego 2016 r . ) .
  27. (w) Kenichi Yamamoto (1981) , Rotary Engine - Podstawowa konstrukcja, s.  20 .
  28. (en) Kenichi Yamamoto (1981) , Rotary Engine - Podstawowe wymiary, s.  11 .
  29. „  zasadą i pracy silnika z tłokiem obrotowym na przykładzie w 624 silnika Comotor Type  ” , w twoich Rotalement (dostępny 17 czerwca, 2009 ) .
  30. (w) Kenichi Yamamoto (1981) , Rotary Engine - Podstawowa konstrukcja, s.  22 .
  31. (en) Kenichi Yamamoto (1981) , Rotary Engine - Mechanizm wlotowy i wydechowy, s.  30 .
  32. (en) Kenichi Yamamoto (1981) , Rotary Engine - Outputshaft system and łożyska, s.  25-26 .
  33. „  obrotowego silnika - Silnik Wankla  ” na Mecamotors (dostęp 16 czerwca 2009 ) .
  34. (w) Kenichi Yamamoto (1981) , Silnik obrotowy - spalanie i osiągi s.  43 .
  35. (w) Kenichi Yamamoto (1981) , Rotary Engine – wpływ układu zapłonowego, s.  53 .
  36. „  Technika: silnik z tłokiem obrotowym  ” , o Motorlegend ,1 st sierpień 2005(dostęp 13 lipca 2009 ) , s.  2.
  37. (en) Kenichi Yamamoto (1981) , Silnik obrotowy – mechanizm uszczelniający gazu, s.  28-30 .
  38. (en) Kenichi Yamamoto (1981) , obrotowy silnika - układ i łożyska Outputshaft, str.  32-33 .
  39. (w) Kenichi Yamamoto (1981) , obrotowy silnika - Podstawowe wymiary, str.  14-15 .
  40. (en) Alexandre Lequin, „  Engine Wankel # 3  ” , on It's time to clock ,28 września 2006(dostęp na 1 st sierpnia 2009 ) .
  41. "  Silnik Wankla  " na Histomobile (dostęp na 1 st sierpnia 2009 ) .
  42. Jacques Lesage, „  Wankel i tłok obrotowy  ” , na Le Blog Moto ,25 października 2008(dostęp na 1 st sierpnia 2009 ) .
  43. Eric Bergerolle, „  Mazda RX-8 Hydrogen Rotary Engine Concept – węglik Wankla z wodorem  ” , Wyzwania ,1 st kwiecień 2004(dostęp 12 sierpnia 2009 ) ,s.  1-6.
  44. (en) John B. Hege (2002) , Silnik rotacyjny Wankla – historia , Rolls-Royce and the Diesel Wankel, s.  100 .
  45. (w) David Scott , „  Teraz! Napędowy Wankla Rolls-Royce  ” , Popular Science , N O  198Luty 1971, s.  80 ( ISSN  0161-7370 , czytaj online ).
  46. „  Fusion NSU Auto Union i 40 lat temu: historia sukcesu następuje nowy początek  ” w Audi męki (dostępnym na 1 st sierpnia 2009 ) .
  47. Hurel 2011 , s.  36.
  48. "  Pierwszy komercyjny sukces Mazdy RX-8  " , o Motorlegend ,1 st sierpień 2003(dostęp 5 września 2009 ) .
  49. Hurel 2011 , s.  37.
  50. Joest Jonathan Ouaknine, „  Mazda: 40 lat rotacji  ” , na Le Blog Auto ,29 maja 2007 r.(dostęp na 1 st sierpnia 2009 ) .
  51. (w) Hans Greimel , „  Mazda Rotary: Co się dzieje, przychodzi wokół  ” w Wiadomościach Motoryzacyjnych ,14 października 2017 r.(dostęp 4 maja 2018 r . ) .
  52. „  Audi wprowadza zaktualizowany A1 e-Tron  ” , Worldcarfans.com,11 czerwca 2013(dostęp na 1 st lutego 2014 ) .
  53. "  Audi A1 e-tron detal - to Wankel-Electric  " , Cars UK,2 marca 2010(dostęp 20 grudnia 2010 ) .
  54. (w) „  Luty popisuje się RE-EV Fiatem 500 z Wankla w Vianna  ” , Autoblog,5 maja 2010(dostęp 12 maja 2010 ) .
  55. “  Genewa 2013: powrót Valmet EVA, tym razem z przedłużaczem zasięgu (silnik Wankla) | Samochody, motocykle, rowery, samoloty i łodzie, elektryczny hybrydowy złota  " , Technologicvehicles.com (dostęp na 1 st lutego 2014 )
  56. „  Silniki obrotowe  ” na Woelfle Engineering GmbH .
  57. (en) Marton Pettendy , „  RX-9 zamknięty  ” na motoring.com.au ,24 sierpnia 2016(dostęp 4 maja 2018 r . ) .
  58. (w) „  Boss Mazda ujawnia więcej o obrotowym przedłużaczu zasięgu  ” , Prawda o samochodach29 sierpnia 2012 r.(dostęp na 1 st lutego 2014 ) .
  59. (w) Owen Mildenhall, „  Mazda 2 EV otrzymuje nowy obrotowy silnik przedłużający zasięg  ” , Auto Express ,25 listopada 2013 r.( Czytaj online , obejrzano 1 st lutego 2014 ).
  60. (w) Toby Hagon, „  Recenzja pierwszego napędu Mazda2 EV range extender  ” , News.drive.com.au,21 lutego 2012(dostęp na 1 st lutego 2014 ) .
  61. (w) Antony Ingram , "  obrotowy silnika żyje w piecyk elektryczny Rozszerzona Mazda 2 Prototype  ' , Greencarreports.com (dostęp na 1 st lutego 2014 ) .
  62. Michaël Torregrossa , „  Mazda MX-30: elektryczny SUV w biegu  ” , automotive-propre.com,23 października 2019(dostęp 23 października 2019 r . ) .
  63. Michaël TORREGROSSA , „  Mazda e-TPV: elektryczny CX-30 z przedłużaczem zasięgu  ” , automotive-propre.com,5 września 2019 r.(dostęp 23 października 2019 r . ) .
  64. (w) "  Herkules  " na Der Wankelmotor (dostęp na 1 st sierpnia 2009 ) .
  65. (w) "  Curtiss-Wright  " w Der Wankelmotor (dostęp na 1 st sierpnia 2009 ) .
  66. (w) „  Maszyna wielozadaniowa DA20-C1  ” , na Diamond Aircraft ,4 maja 2008.
  67. „  Kiedy Citroën szukał trasy lotniczej  ” [PDF] , na kierunku Générale de l'Aviation Civile (dostęp 13 sierpnia 2009 ) .
  68. „  OS Wankel 1st version  ” na stronie idde-modelisme.com (dostęp 14 września 2017 r . ) .

Załączniki

Bibliografia

  • en) Kenichi Yamamoto, Silnik obrotowy , Sankaido Co. Ltd.,Dziewiętnaście osiemdziesiąt jeden( przeczytaj online ) [PDF]
  • Robert Bosch, Memento Techniki Motoryzacyjnej , Technip,2002, 1231  s. ( ISBN  978-3-934584-80-8 )
  • (en) John B. Hege, Silnik rotacyjny Wankla: historia , McFarland ,2002, 174  s. ( ISBN  978-0-7864-1177-1 , czytaj online )
  • Francois Hurel "  1968-1991: Długie, marsz  ", Le Mans wyścigi , n O  67,maj 2011, s.  34-41

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne