Мировая история Отечественные автомобили Интересные факты

Автоистория > Мировая история

Mazda RX. Серийная жизнь роторного двигателя

XX век ознаменовал эпоху безраздельного господства в сфере автомобилестроения поршневых двигателей внутреннего сгорания. Но их врожденные недостатки заставляли инженеров и изобретателей интенсивно искать альтернативные решения. Самой очевидной альтернативой могли бы стать роторные двигатели. Но их просто было заставить работать в варианте XIX века, с паровым котлом в основе. А вот приспособить роторные схемы для работы в системе внутреннего сгорания оказалось куда как сложнее. Тем не менее инженерам это удалось, и роторный двигатель однажды пошел в серийное производство.

Двигатель Ванкеля

В роторных двигателях главный рабочий орган совершает вращательное движение, в отличие от наиболее распространенных двигателей внутреннего сгорания, основанных на линейном возвратно-поступательном движении поршня. Единственной в начале XXI века выпускаемой в промышленных масштабах моделью роторного двигателя, является двигатель Ванкеля. Он относится к типу роторных двигателей с планетарным круговым движением главного рабочего элемента. Чтобы представить себе принципиальное устройство роторного двигателя, можно посмотреть фотографии, рисунки и анимированную схему в Википедии.

Двигатель Ванкеля. Экземпляр Немецкого
технического музея
(Фото Amux, Wikipedia)

В 1943 году  изобретатель Майлар предложил первую схему роторных двигателей с планетарным вращательным движением главного рабочего элемента. Вскоре на двигатели подобной схемы был подан целый ряд патентов, в том числе и от разработчиков немецкой фирмы NSU. В группу разработчиков компании NSU вошел и Феликс Ванкель, с 1924 года занимавшийся темой разработки роторно-поршневого двигателя. К 1957 году в лаборатории NSU построили прототип роторного двигателя типа DKM, с треугольным ротором и рабочей камерой в форме капсулы с неподвижным ротором и вращающемся корпусом. Но более практичным был признан вариант компоновки с вращающимся ротором и неподвижной камерой корпуса. Такой двигатель был собран годом позже - в 1958 г. Есть распространенная версия о том, что основная идея роторно-поршневого двигателя с планетарным круговым движением принадлежала инженеру NSU Фрёйде, а Ванкель (кстати, самоучка, не имевший даже профильного образования), позднее подключившийся к разработкам, решил лишь главную техническую проблему - разработку уплотнений двигателя. Впрочем, достоверно известно, что именно Ванкель в конце концов возглавил всю работу по доводке двигателя и выпуску первых опытных серий. И сам двигатель в результате получил его имя.

Интерес автопроизводителей

Первые публичные показы нового роторного двигателя в 1957 году вызвали настоящий ажиотаж среди мировых производителей автомобилей. Первой лицензию на двигатель Ванкеля купила Curtiss-Wright, год спустя тоже сделали Daimler-Benz, MAN, Friedrich Krupp и Mazda. Всего лицензии на новый двигатель приобрели около ста компаний, включая такие солидные бренды как Rolls-Royce, Porsche, BMW и Ford. Интерес к роторному двигателю был связан с его очевидными достоинствами: существенно меньшем числе деталей, относительной простотой производства и ремонта, компактностью и легкостью, низким уровнем шумов и вибрации и, наконец, высокой мощностью при скромном объеме.

Однако для начала серийного производства автомобилей с роторно-поршневыми двигателями нужно было серьезно поработать над их недостатками. А их тоже было немало. Основная проблема на момент первых разработок была связана с низким рабочим ресурсом и неравномерным износом поверхности рабочей камеры (при применении в конструкции традиционных материалов). Второй серьезный минус – неэкономичность, но он существенную роль сыграл позднее. Еще одной серьезной проблемой была повышенная токсичность выхлопа роторного двигателя. За счёт неполного сгорания топлива (отсюда же шла неэкономичность) "ванкель" выделял в атмосферу существенно больше углеводородов, чем традиционные двигатели внутреннего сгорания.

NSU Ro 80_Wikipedia_Museum für Deutsche Automobilgeschichte_Softeis_1.jpg
NSU Ro 80. Немецкий музей автомобильной истории. (Фото Softeis, Wikipedia)

Так или иначе, в 1964 году появился первый в мире автомобиль с роторно-поршневым двигателем Ванкеля - NSU Spider, выпускавшийся в кузове кабриолет с 1964 по 1967 гг. (всего вышло 2 375 автомобилей).

Mazda всерьёз берется за "ванкеля"

После NSU Spyder последовали легендарный NSU Ro 80, Citroen M35 (несколько сотен машин, выпущенных за три года 1969-71) и Mercedes C-111 (не ставший даже "предсерийным"). Но первым по-настоящему серийным коммерческим автомобилем с двигателем Ванкеля по праву считается Mazda Cosmo. Прототип этой машины был представлен в 1964 году на Токийском автосалоне. Mazda, вскоре после приобретения лицензии на "ванкель", организовала целый отдел для работы по усовершенствованию роторно-поршневого двигателя. Именно в этом отделе, со временем, решили и проблему надежности и долговечности двигателя, и нашли решение снижающее токсичность выхлопа, и добились существенного снижения потребления топлива.

Mazda Cosmo L10B_Wikipedia_X_Mytho88_1.jpg
Mazda Cosmo L10B (Фото Mytho88, Wikipedia)

К примеру, для снижения токсичности японские инженеры разработали так называемый термальный реактор, который позволял дожечь остатки углеводородов. Эта схема впервые была реализована на Mazda R100  (на японском рынке - Familia Rotary), вышедшей в 1968 году и прошедшей жесткие экологические стандарты, установленные в США.

Затем роторный двигатель был установлен на специальную серию Mazda Capella, на японском рынке называвшуюся Capella Rotary, а на экспорт отправлявшуюся уже под маркировкой Mazda RX-2. Под этим именем роторная Mazda пришла в 1971 году и на американский рынок. Почти одновременно на авторынке США неплохо выступила Mazda RX-3 (на родине Mazda Savanna) – более компактная чем RX-2, с ярко выраженными спортивными формами. Немногим позже на экспорт отправилась роторная версия Mazda Luce, в Японии известная как Luce Rotary, а в экспортном варианте с двигателем Ванкеля получившая имя RX-4. Последней из роторных японок с относительно короткой историей можно назвать вышедшую в 1975 году представительницу нового поколения Cosmo. На некоторые рынки эта машина поставлялась под маркировкой Mazda RX-5, а в Японии носила название Cosmo AP.

Роторные долгожители

В период нефтяного кризиса 1970-х годов, особенно на американском рынке, остро встала одна из уже упомянутых проблем двигателя Ванкеля - неэкономичность. При помощи целого комплекса разработок, переработки термореактора, карбюратора, добавления теплообменника в выхлопную систему, а также разработки каталитического конвертера и внедрение новой системы зажигания, Mazda сумела добиться снижения потребления топлива на целых 40%.

В 1978 году на рынок был выпущен спортивный автомобиль Mazda RX-7, оснащенный доработанным двухсекционным роторно-поршневым двигателем Ванкеля. RX-7 пришла на долгих 24 года и вытеснила почти всех своих роторных предшественниц. Mazda RX-7 выдержала переиздания в четырех поколениях: с 1978 по 1985, с 1985 по 1991, с 1992 по 1999 и четвёртое поколение - с 1999 по 2002 годы. Ликвидация основных слабых мест "ванкеля" сделала более заметным его главное преимущество - великолепные динамические характеристики. На низкой передаче можно было без особой нагрузки на двигатель разогнаться до 100 км/ч при высоких оборотах. Да и сама конструкция, за счёт отсутствия механизма преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, способна выдержать большие обороты, чем традиционные двигатели внутреннего сгорания.

RX-7 впоследствии еще не раз удивляла динамическими решениями. Так, автомобили третьего поколения, представленные в 1991 году, оснащались турбированным двигателем мощностью 255 л. с. и сразу двумя турбонагнетателемя. Один из которых начинал работу сразу, а второй присоединялся при 4500 оборотах.

Mazda RX-7_Wikipedia_X_IFCAR_1.JPG
Mazda RX-7 (Фото IFCAR, Wikipedia)

Вышедшая в серию в 2003 году преемница "семерки" – Mazda RX-8 станет объектом внимания нашего сайта лишь лет через десять. Но уже сейчас очевидно, что и она не стала проходной моделью, и со временем займет своё место в гараже классических автомобилистов.


РОТОРНЫЙ ВАЗ

Любопытно, что роторный двигатель нашел своё применение и в довольно консервативной советской промышленности. В 1976 году был создан первый волжский односекционный роторно-поршневой двигатель ВАЗ-311 мощностью 65 л.с. Через пять лет была выпущена опытная партия в 50 роторных автомобилей ВАЗ-21018. Правда, внешне похожий на японский двигатель, надежностью не отличался, и вскоре все двигатели на той партии сменили на серийные поршневые. Но советские "органы" заинтересовали динамические характеристики роторных движков. И из двух двигателей ВАЗ-311 был сделан двухсекционный роторно-поршневой "ванкель" мощностью 120 л.с. Его ставили на спецсерию ВАЗ-21019. Кроме роторной "единички" на АвтоВАЗе также выпускались малые партии ВАЗ-2105, -2107, -2108, -2109, -21099, оснащенные "ванкелями".


Константин Дьяков
 

Комментарии