Вопрос

Почему роторные двигатели Ванкеля не используются чаще в мотоциклах?

Преимущества роторно-поршневого двигателя Ванкеля идеально подходят для мотоцикла (маленький, лёгкий, плавный, с высокими оборотами). Главный недостаток (плохая топливная экономичность) также не так важен для мотоцикла. Я знаю, что в 70-х годах было выпущено несколько таких мотоциклов, например Suzuki RE5.



Наверняка есть веская причина, по которой они исчезли. Почему они не прижились?



Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/33484/why-arent-rotary-wankel-engines-used-more-in-motorcycles

17 Комментариев

  1. Много лет назад я прочитал статью, в которой объяснялось, почему Suzuki RE5 не стал полностью успешным. Сам двигатель, который, по мнению многих, имеет простую конструкцию, на самом деле таковым не является. Несмотря на то, что основные компоненты двигателя содержат мало движущихся частей, конструкция на самом деле очень сложная. Это привело к чрезвычайно высокой цене. (в два раза выше, чем у аналогичного мотоцикла с поршневым двигателем). Это, в свою очередь, привело к низким продажам и, как следствие, к его исчезновению. Свою роль сыграло и то, что многие люди боялись ступать на неизведанную территорию.
    Высокая цена помешала мне купить его. Я не мог себе этого позволить.


  1. Если рассматривать некоторые характеристики двигателя Ванкеля, то его ахиллесовой пятой является долговечность. Просто не существует достаточно крупного рынка, который мог бы это оправдать. Дальнейшее развитие технологии было бы коммерчески невыгодным из-за других присущих ей недостатков (таких как расход топлива и выбросы), даже с учётом её преимуществ (более простая конструкция, соотношение мощности и веса и т. д.). Тот простой факт, что поршневые двигатели просто работают, являются надёжным, проверенным мировым стандартом, который продолжает доказывать свою эффективность и развиваться, делает другие конструкции двигателей нецелесообразными (а также тот факт, что электромобили уже зарекомендовали себя как будущее силовых установок).


  1. Это не окончательный ответ, но я бы предположил, что на это сильно повлияло требование иметь инженеров, которые могли бы успешно спроектировать мотоциклетный двигатель с ротором Ванкеля. Он полностью отличается от поршневого двигателя с циклом Отто (как вы, я уверен, знаете), поэтому вам нужны инженеры, которые знают (или могут изучить) различные виды нагрузок, потоки жидкости и другие аспекты проектирования двигателей. Кроме того, если компания не собирается вкладывать значительные средства в разработку этого двигателя, вам придётся иметь дело с множеством уникальных деталей, которые нельзя использовать в других моделях, поэтому затраты на их разработку не будут амортизироваться при увеличении объёмов производства. Таким образом, вы будете платить инженерам-специалистам за производство небольших партий специализированных деталей без каких-либо гарантий того, что это даст вам конкурентное экономическое преимущество. Новый производитель, который планировал выпустить мотоцикл с роторным двигателем, мог бы добиться успеха, но я не думаю, что у крупного производителя есть веские причины вкладывать значительные средства в исследования и разработки, необходимые для вывода на рынок, по сути, экспериментального мотоцикла.


  1. @user241146, добро пожаловать на сайт! Не могли бы вы немного дополнить этот ответ? Я бы хотел увидеть ссылки на некоторые из этих пунктов.
  1. Если, как вы говорите, поршневые двигатели просто работают, то почему не так много мотоциклов с дизельными двигателями? И да, их совсем немного... А вы уверены, что они будут электрическими и что других вариантов нет?
  1. Спасибо за подробное объяснение. Я всё ещё надеюсь, что двигатель Ванкеля вернётся, просто потому что он «крутой» и необычный, но я, конечно, понимаю, что найти инженеров и конструкторов для создания и усовершенствования двигателей Ванкеля практически невозможно, в то время как специалистов по поршневым двигателям практически неограниченное количество.
  1. @Jason C, это потрясающе, визуальные эффекты действительно объединяют всё воедино и делают это очевидным.
  1. Двигатель Ванкеля по-прежнему работает по четырёхтактному циклу Отто, просто он выполняет эти такты без возвратно-поступательного движения поршня.
  1. Я не думаю, что этот вопрос касается только мотоциклов. На самом деле, если учесть проблемы, с которыми сталкивается двигатель Ванкеля в автомобилях, то ответ на этот вопрос применим и к другим сферам.



    Я полагаю, что последний серийный роторный двигатель был установлен в Mazda RX-8 и производство было прекращено около 4 лет назад.



    Уплотнение Apex всегда доставляло немало хлопот, особенно при холодном запуске. Смазка ротора также всегда была проблемой, а в упомянутом вами Suzuki RE-5 была система подачи масла в трохоидную камеру.



    С самого начала, в конце 50-х годов, серьёзной проблемой была высокая температура. Выхлопные газы долгое время остаются в камере, передавая тепло ротору и трохоидным камерам. Из-за формы и геометрии, присущих двигателям Ванкеля, сложно обеспечить охлаждение там, где оно необходимо. Системы охлаждения, как правило, сложны и доставляют проблемы.



    Система зажигания обычно сложная и состоит как минимум из двух свечей на ротор. Сжатая область представляет собой длинную хорду и из-за своей формы не способствует воспламенению в одной точке с образованием эффективного фронта пламени.



    Выхлопные газы роторного двигателя не так просто привести в соответствие с современными строгими стандартами. Возможно, для мотоцикла это не такая уж большая проблема, но я считаю, что это сильно повлияло на провал RX-8 в Европе.



    Суть в том, о чём говорил @TMN: окупаемость инвестиций и простой вопрос «Зачем?». Современные мотоциклетные двигатели выдают более 200 л. с. на литр. С возвратно-поступательными 4-тактными поршнями. Зачем кому-то вообще рассматривать мотоцикл с двигателем Ванкеля, когда есть 500-кубовые и 750-кубовые монстры (достаточно управляемые, соответствующие всем нормам по выбросам, с отличной топливной экономичностью и огромным крутящим моментом) ... доступны у каждого дилера Honda, Yamaha и Kawasaki??



    То, что в семидесятые годы казалось концептуально логичным и обещало утопию 12A или 13B, так и не было реализовано ни в автомобилях, ни в мотоциклах.


  1. @masospaghetti Не теряйте надежды, Mazda даже недавно заявила, что всё ещё работает над роторным двигателем Ванкеля следующего поколения. На YouTube, похоже, нескончаемый поток «революционных» вариантов роторных двигателей, некоторые из которых созданы в гаражах, а некоторые — в рамках крупных университетских проектов. Если когда-нибудь удастся добиться хорошей герметизации без впрыска масла, роторные двигатели вернутся. Материалы и нанотехнологии в области трибологии могут сделать это возможным.
  1. Когда я читал этот вопрос, мне вспомнилось хорошее видео на YouTube, которое хорошо дополняет этот ответ: youtube.com/watch?v=v3uGJGzUYCI (основные проблемы роторно-поршневого двигателя — низкий тепловой КПД и топливная экономичность из-за неполного сгорания, трудности с уплотнением, особенно из-за резких перепадов температуры в блоке, сжигание масла по конструкции = необходимость постоянной подачи масла и, как следствие, высокий уровень выбросов).
  1. Вы считаете, что высокие обороты — это хорошо, но гонщики в стиле Харли с вами не согласятся. Я также подозреваю, что роторные двигатели подвержены гироскопическому эффекту, который очень вреден для мотоцикла, и я знаю, что радиальные двигатели времён Первой мировой войны влияли на самолёты той эпохи...
  1. google.com/amp/s/www.motorcyclenews.com/amp/news/2017/april/‌​… Прочтите это, это возвращается
  1. @masospaghetti Другими основными недостатками являются проблемы с герметизацией, а также то, что они сжигают масло, поэтому его нужно постоянно доливать, и у них ужасные показатели выбросов. Дело в том, что роторные двигатели на самом деле не так уж хороши. Главное их преимущество — механическая простота, но у них слишком много недостатков, чтобы это было оправданно.
  1. Вполне справедливо. С нетерпением жду ответов от сообщества
  1. Я сравнивал приоритеты мотоциклов и автомобилей. Поскольку мотоциклы потребляют относительно небольшое количество топлива по сравнению с автомобилями и чаще являются предметом роскоши, стоимость их эксплуатации не так важна.
  1. Вы предполагаете, что экономия топлива не важна. Если это не так (а я твёрдо убеждён, что это не так), то предположение, на котором основан этот вопрос, несостоятельно
Вы уже ответили на этот вопрос