Стремление к совершенству
Решением стал роторно-поршневой двигатель. Разнообразных роторных двигателей было предложено немало, но до серийного производства «дорос» пока лишь один. В 1957 году конструкторы Феликс Хайнрих Ванкель, Вальтер Фройде и Ханс-Дитер Пашке, работавшие на немецком автомобильном заводе NSU (Neckar Sulm Union) Motorenwerke, запатентовали двигатель, который ныне известен всему миру как двигатель Ванкеля, роторно-поршневой двигатель (РПД), роторный двигатель или же просто — «ванкель». Поначалу он назывался на немецком скромно и не очень понятно — «крайсколбенмотор» (Kreiskolbenmotor, KKM), что буквально означает «кругопоршневой двигатель». Строго говоря, Феликс Ванкель сначала предлагал конструкцию двигателя с вращающимся корпусом. Но опытный Вальтер Фройде убедил его, что это, мягко говоря, не лучший вариант.
Роторный двигатель, в самом простом варианте, состоит всего из трёх основных деталей. В центре похожего на барабан корпуса на подшипниках установлен эксцентриковый вал, подобный коленчатому валу одноцилиндрового двигателя. На «шатунную» шейку вала (она большого диаметра, поэтому вал и называется эксцентриковым, а не коленчатым, хотя по сути это практически одно и то же) свободно надет ротор-поршень треугольной формы, но с выпуклыми сторонами. К ротору изнутри прикреплена шестерня c внутренними зубьями, зацепленная с пустотелой шестернёй, которая жёстко зафиксирована в центре корпуса. Эксцентриковый вал проходит сквозь центральную шестерню. Число зубьев шестерён соотносится как 2:3, это обязательное условие!
При вращении эксцентрикового вала шестерня ротора обкатывается по неподвижной центральной шестерне, подобно тому, как обруч обкатывается по талии гимнастки. В результате ротор совершает планетарное движение, то есть вращается вокруг своей оси и одновременно его центр движется по кругу. Каждая из трёх вершин ротора описывает траекторию, напоминающую силуэт классической гитары. В точности с этой линией, называемой в математике эпитрохоидой, выточена внутренняя поверхность (зеркало) корпуса двигателя. Между ротором и корпусом образуются три замкнутые рабочие камеры, в форме полумесяцев, объём которых изменяется от максимума до минимума при взаимном вращении эксцентрикового вала и ротора на нём. Уплотняются рабочие камеры подпружиненными пластинами-апексами, установленными в прорезях вершин и в сегментных элементах на торцах ротора. Уплотнения прижимаются пружинами к внутренней поверхности (зеркалу) корпуса и плоским боковым крышкам...
