Про роторный двигатель!!!

Mazda и...Ваз единственные автозаводы,где мелкими сериями делают роторные двигатели!
Однажды 17-летнему пареньку приснился сон-он ехал на какой-то концерт в автомобиле собственной конструкции,с необычным двигателем,в котором не было поршней!Случилось это-в 1919г.,а звали паренька-Феликс Ванкель.Никакими специальными знаниями в области механики Ванкель не обладал,но к приснившемуся отнёсся серьёзно!В 1924г. у него уже была собственная мастерская в Гейдельберге,где он возился со всякими железками.Там и родилась конструкция роторного двигателя (сама идея такого мотора намного старше-самые ранние описания относятся аж к 1673г.,а в 1759-м Джеймс Уатт создал паровую "версию").Начинал Ванкель с роторных компрессоров-свой первый патент он получил в 1929г.!За ним последовал патент на роторный двигатель DKW (1936г.),работа на Министерство Авиации,ряд крупных компаний,включая BMW и Daimler-Benz.После войны лабораторию Ванкеля разгромили,а сам он был арестован и просидел в тюрьме.В 1951г. работа возобновилась-Ванкель сумел заинтересовать своими идеями компанию NSU.В феврале 1957г. состоялся первый пуск двигателя DKW,год спустя появился KKM-прототип современных роторных двигателей,а ещё через год с небольшим компания NSU официально объявила:"Роторный двигатель Ванкеля создан и работает!"Со всех сторон посыпались просьбы-предложения "о техническом сотрудничестве".Интерес к новому мотору проявили около 100 фирм,из них 34-японские!Компания NSU,до этого выпускавшая мотоциклы,начала производство автомобилей-население богатело и уже могло себе позволить пересесть с двух колёс на четыре.Но значительную часть денежных поступлений компании составляли доходы от продаж лицензий на двигатель Ванкеля (при этом NSU поступила очень мудро-покупатели лицензий были обязаны делиться с ней результатами своих работ по совершенствованию двигателя).Список автопроизводителей,которые приобрели лицензии,достаточно внушительный.Среди них-General Motors,Ford,Citroen,Mersedes,Nissan.И конечно же-Mazda!Первым автомобилем с роторным двигателем считается NSU Spyder 1963г. с односекционным мотором объёмом 497 куб.см. и мощностью 50л.с.Выпуск был небольшим-в 1964-1967гг.произведено чуть более 2000 машин.По-настоящему серийной моделью стал седан NSU Ro80 1967г.,получивший на Франкфуртском автосалоне 1968г.титул "Европейский автомобиль года".Его двухсекционный двигатель (2х497куб.см.)развивал мощность 115л.с.В 1968-1977гг. было выпущено почти 34000 экземпляров Ro80!Главной проблемой роторных двигателей (помимо их прожорливости)была невысокая надёжность-в частности,подшипников и уплотнений роторов.На обслуживании и ремонте Ro80 компания NSU чуть не разорилась,и была поглощена группой Volkswagen,в которой к роторным двигателям отнеслись плохо.Но в других компаниях работы над двигателем Ванкеля продолжались,правда,с небольшим успехом.На Франкфуртском автосалоне 1969г.посетителей поразил Mersedes C111-с двумя версиями двигателя:трёх-(320л.с.) и четырёхсекционной (405л.с.)Дальше концепта дело не пошло.В 1972г.компания Nissan создала прототип небольшой спортивной машины,и даже собиралась выпускать её серийно и в приличных количествах (120000 экземпляров в год).Помешал разразившийся в 1973г. нефтяной кризис.Отметилась и компания Citroen-выпустила два автомобиля,Ami6(1970г.) и GB Birotor(1973г.)с мотором KKM622 мощностью 107л.с.,но потом быстро утратила интерес к "роторной" идее.Больше энтузиазма проявила General Motors Corp.По настоянию её президента Эда Коула,инженера по образованию,в 1970г.была приобретена лицензия NSU ,а три года спустя европейской публике показали два Корветта со среднем расположением двигателя Ванкеля,2х266куб.см. и 4х390куб.см.Кузовы для них делало ателье Pininfarina.В следующем году должна была появиться уже серийная машина с роторным двигателем-Chevrolet Monza...Из планов GM мало что вышло.В 1974г.,в преддверии принятия нового закона о чистоте выхлопа,Коул приостановил разработки,а через месяц ушёл в отставку.В 1977г. корпорация официально объявила,что все работы по роторным двигателям прекращены.Единственной компанией,продолжавшей-и успешно-работать над двигателем Ванкеля,была Mazda,которая приобрела соответствующую лицензию ещё в 1961г.!От конструкции NSU с одним ротором отказались почти сразу!Из-за неустойчивою работы на малых оборотах.В первой половине 60-х "довели до ума"двухсекционный мотор (с 2-мя роторами),а в 1967г.в продажу поступил первый серийный роторный автомобиль Mazda-Cosmo Sport (Mazda110S) с двигателем 10А (2х491куб.см.) мощностью 110л.с.,позднее увеличенной до 128л.с.("серийный"-слишком сильно сказано,за 5 лет выпустили 1176 экземпляров),который выдержал пробег в 100000км.Скорость машины достигала 200км/ч.В 1968г.на рынке появилось более "земное" купе-Familia Rotary(MazdaR100),за ним как из рога изобилия посыпались Luce Rotary(MazdaR130),Capella Rotary(MazdaRX-2),Savanna(MazdaRX-3).С 1970г. начался экспорт роторных машин в США,где они наделали немало шума.В 1971г. Mazda выпустила 200000 автомобилей с двигателем Ванкеля!Будущее казалось таким безоблачным,что компания к 1975г. собиралась полностью перейти на производство машин с роторным двигателем.Но помешал нефтяной кризис 1973г.Продажи на американском рынке-важным для компании-рынке уже в 1974г. упали вдвое.О массовом сбыте неэкономичных роторных авто пришлось забыть.На "домашнем" рынке позиции авто,оснащённых двигателем Ванкеля также заметно пошатнулись.В 1975-1977гг.выпускался лимузин Roadpacer AP(800 экземпляров за три года),в 11975-1981гг.-спортивный Cosmo AP(Mazda RX-5),ещё пара-тройка моделей.Производство Eunos Cosmo с трёхсекционным турбо-двигателем (280л.с.) прекращено в 1995г.Единственное исключение-модель Savanna RX-7(Mazda RX-7),которая появилась в 1978г.Первое поколение машины имело среднемоторную компановку и оснащалось двигателем 12А(2х573куб.см.,130л.с.).В 1980г. был проведён фейслифтинг,в 1983г.мотору добавили турбонаддув(165л.с.).Второе поколение RX-7 было запущено в серию в 1985г.Мощность двигателя 13В с турбонаддувом составила 185л.с.,а четыре года спустя выросла до 205л.с.Ну и наконец третье поколение RX-7 появившееся в 1991г.Турбированный мотор 13В-REW(2х654куб.см.) выдавал мощность в 255л.с.Фейслифтинг проводился в1996 и 1998гг.,мощность двигателя довели до 280л.с.!В том же 1991г.осуществилась многолетняя мечта спортивной команды Mazda-автомобиль 787В с четырёхсекционным роторным мотором R26B мощностью 700л.с. выиграл 24-часовую гонку Ле-Ман(со следующего года к участиям в гонке стали допускать только машины с "обычными"поршневыми двигателями)....

Часть ll.Сказать по правде,задача была не из лёгких
-"догнать и перегнать" традиционные конструкции моторов,которые "доводили" более 100 лет!Создавалось впечатление,что вот-вот сдастся и Mazda,преуспевшая больше остальных.Не утешал даже концепт RX-7,который компания показала на Токийском автосалоне в 1995г.-мало кто верил в будущее машины.Мало того,Mazda обновила купе Mazda RX-7 и начала выпуск ограниченной партии автомобилей Mazda RX-7 Type RZ.

Обновлённая RX-7 отличалась модернизированной тормозной системой с четырёхканальной АБС и системой распределения тормозных усилий EBD,изменённым интерьером и панелью приборов с белыми циферблатами и яро-красной подсветкой.Мощность роторно-поршневого двигателя с 2-мя турбонагнетателями-265 или 280л.с.Трансмиссия-5-ступенчатая механическая или 4-ступенчатый "автомат".
"Эксклюзивная" Mazda RX-7 Type RZ жемчужно-белого цвета была выпущена тиражом в 175 экземпляров.Она оснащалась легкосплавными колёсными дисками BBS,спортивными ковшеобразными сиденьями RECARO,амортизаторами BILSTEIN,рулевым колесом NARDI,обшитыми кожей рычагами переключения скоростей и ручного тормоза.Двигатель-280-сильный,коробка передач-механика.Цена на время-37000 дол.
Как это работает.
Идея роторно-поршневого двигателя Ванкеля проста-и тем гениальна!Ротор треугольного сечения вращается в неподвижном корпусе,одновременно выполняя внутри его сложную "циркуляцию"-в силу того,что вращается на эксцентрике рабочего вала,заменяющего здесь привычный коленчатый.В крышке корпуса неподвижно закреплена маленькая шестерня с наружным зацеплением,а в отверстии ротора-другая(побольше),с внутренним.Взаимодействие этих шестерен и обуславливает сложную траекторию перемещения ротора.
Сечение внутренней полости корпуса повторяет фигуру,"рисуемую"кромками ротора.В кромках находятся уплотнительные вставки(аналог поршневых колец).Между кромками и корпусом образуются три отдельные рабочие камеры,которые при вращении ротора перемещаются,при этом изменяется их объём.Если в соответствующих местах корпуса расположить впускные и выпускные отверстия и ввернуть свечи зажигания(2-е на секцию),получится роторный аналог четырёхтактного поршневого двигателя.Крутящий момент от ротора на вал предаётся через плечо эксцентрика.Передаточное отношение шестерен выбрано 2:3,поэтому частота вращения вала в три раза больше,чем у ротора.
Обычный мотор за два оборота коленвала сжигает количество топливо-воздушной смеси,равно его объёму,роторный-в два раза больше.Поэтому рабочий объём последнего принято считать равным двойному объёму камеры сгорания,хотя в литературе указывается реальный литраж.
Очевидные преимущества роторного двигателя-конструктивная простота,малые габариты,вес и количества деталей(всякие там распредвалы-рокеры-толкатели-клапаны не требуются вовсе),высокая удельная мощность.Если на том же рабочем валу разместить второй ротор,получится двухсекционный мотор,по своей уравновешенности не уступающий рядной шестёрке,считающейся в этом отношении эталоном.Малые размеры двигателя облегчают задачу конструкторам автомобиля.
"Узкое место"мотора Ванкеля-уплотнения пары"ротор-корпус",требующее высокой точности изготовления сопрягаемых криволинейных поверхностей и грамотного подбора материала.Ну и ещё,пожалуй,не слишком хорошая топливная экономичность и повышенный расход масла,которое подаётся на уплотнения ротора и неизбежно попадает в камеру сгорания.

Как это ездит.
За двадцать с лишним лет производства-жизнь целого поколения людей-сменились мода,привычки...но спрос на НЕЁ был.Значит,что-то в НЕЙ есть.Что?
В России Rx-7-единицы.Главные рынки-США,Япония и Австралия.
Стихия ЭТОГО АВТОМОБИЛЯ-СКОРОСТЬ!Огромный мощностной потенциал мотора можно реализовать лишь на шоссе,только здесь можно разбудить стрелку тахометра.Мотор великолепным образом отзывается на нажатие педали газа,чем выше обороты,тем увереннее и ровнее он крутится.С увеличением скорости возрастает и динамичность разгона(непривычно,но не удивительно-пик крутящего момента в роторных двигателях приходится не более высокие обороты,чем обычно).На трассе расход бензина падает с "неприличных"20-ти,до приемлемых 6-7л.Кроме того ремонтируется он даже легче,чем обычный-деталей-то в несколько раз меньше.Запас мощности-за глаза!

Если роторный мотор так хорош,почему же он выпускается(в автомобильном варианте)лишь единственной компанией?Как уже было сказано,его в зародыше погубил энергетический кризис.Mazda не сдалась по субъективным причинам-в то время правительство страны рассматривало вопрос о единой автомобильной промышленности,а компании хотелось чем-нибудь отличиться от остальных,чтобы сохранить самостоятельность).Кризис давно закончился,но сейчас уже никто,не будет тратить бешенные деньги,на то,чтобы догнать японцев,создавая производственные мощности по выпуску роторных моторов.Кроме того,радикально новый двигатель в автомобиль традиционной конструкции просто так не вставишь...
Последняя надежда на возвращение роторного мотора связана с недавно появившимися автомобилями с гибридными силовыми установками,в которых небольшой двигатель внутреннего сгорания используется в качестве резервного источника мощности.Для этих машин роторный двигатель-то что надо:маленький,лёгкий,отлично сбалансированный!В Калифорнии уже экспериментировали с роторным двигателем,работающим на пропане...
Феликс Ванкель трудился до последних своих дней.Умер Он 9 октября 1988г.,а год спустя на Его имя был выдан очередной патент.Водительского удостоверения у Ванкеля никогда в жизни не было!

Россия-одна из немногих стран,где ещё не отказались от"автомобильного"использования двигателя Ванкеля(в лодочных моторах,мотоциклах,газонокосилках и прочее.Он достаточно широко применяется во всём мире).Рассказывают,что первый действующий образец вначале 60-х построил некий кустарь-одиночка!Построил без всяких чертежей,по одной только примитивной картинке!И собрав на его основе ранцевый вертолёт,даже летал!

Дело пошло после того,как проблемой роторного мотора занялись НАМИ,НАТИ,ВНИИмоторпорм и др.Один из созданных двигателей,односекционный РД-515,в середине 70-х предполагалось ставить на тяжёлые мотоциклы.При весе 38кг.и объёме 491куб.см.,он выдавал 38л.с.(6000об/мин)и 51 Нм(3500об/мин).Торцевые уплотнители изготовляли из стали и чугуна.Специально для этого мотора разработали технологию нанесения износостойкого жаропрочного никель-кремниевого покрытия "никосил" на алюминиевую основу.Агрегат выхаживал до кап.ремонта 50тыс.км.
Вначале 80-х изготовили односекционный двигатель Ваз-311 с рабочем объёмом 647куб.см.,развивавший 70л.с.(6000об/мин)и 95 Нм.(3500об/мин).Всил мотор 114кг.Это была первая роторная ласточка из Тольятти...

Существование отечественных автомобилей с двигателем Ванкеля долгое время не афишировалось,ими пользовались наши спецслужбы,как утверждали посвящённые...

РПД из Тольятти.
Автомобили с роторно-поршневыми двигателями (РПД) как секретное оружие в нашей стране принадлежали лишь особым органам.Простым гражданам такие супермашины были недоступны.Но слава Богу,времена меняются,и отныне любой желающий может купить такой аппарат и наслаждаться его мощью сколько захочет.В продажу поступали "Самара" РПД(Ваз-2108-91,2109-91 и 21099-91).Правда цена кусалась,если сравнивать стандартную "Самару" и цену на неё,то с РПД цена возросла на 2-2,5 тыс.долларов.


Сумма не маленькая,но право,есть за что платить!Под капотом самая последняя версия РПД-двухсекционный Ваз-415.Он вобрал в себя все достоинства предыдущих двигателей этого типа,созданных на Вазе за 20 лет.От"413-й" модели новый мотор унаследовал надёжность-в своё время для неё разработали специальную систему смазки угловых уплотнений роторов.На спец-"Волгах"благодаря ей"413-е"моторы выхаживали по 300тыс.км.
Другой двигатель,Ваз-414 завещал "415-му"удачную компоновку-его можно разместить в моторном отсеке любого Ваза!В"жигулях","самарах","нивах"и"девятках""415-й"будет стоять словно родной!

Степень сжатия Ваз-415-9,4,он рассчитан на бензин АИ-93.Впрочем,можно заливать и "76-й"и"80-й",если соответствующим образом изменить характеристики зажигания.Неприхотливый РПД это позволяет.Система зажигания аналогична микропроцессорной от"Самары".Но в ней предусмотрен блок резервного зажигания.Свечи же необычные-специальные двухэлектродные.В каждой секции-по две штуки(всего четыре):одна запальная,другая дожигающая.

Топливный заряд для мотора готовит обычный карбюратор "Солекс",но у него свои регулировки.Есть варианты и с двумя карбюраторами-для повышения мощности,их ставили на спецмашины.Потом появился и впрыск.

В отличие от поршневого,роторный двигатель более чувствителен к температуре охлаждающей жидкости и масла.Зона оптимальной работы довольно узкая.Чуть холоднее мотор-и смесь будет плохо гореть,резко понизится мощность,"горячей"-быстро износятся уплотнения.Поэтому в автомобиле перед "водяным"радиатором стоит ещё и масляный.Специальный термостат открывает его,когда температура масла достигает 82 градусов.

Конструкция РПД проста(производство его весьма сложно,а потому и дорого),естественно,и обслуживать приходиться меньше,чем обычный поршневой.Масло,свечи да фильтры-вот и все заботы.Думаю многим понравилось бы!


Могучее сердце "Самары"РПД-Ваз-415.
В остальном"Самара"РПД ничем не отличается от обычных "восьмёрок"и"девяток".Исключение-сцепление увеличенных размеров и более эффективные передние(от Ваз-2112)тормоза-ведь существенно возросли мощность и скорость роторной машины.
В движении автомобиль великолепен-140л.с.начинаешь ощущать,как только пускаешь двигатель!Правда,нет ни рёва,ни вибрации,и только тяжёлый рокот в системе выпуска горячит кровь!

Включаешь первую передачу,газуешь в пол,и лёгкая "Самара"с визгом срывается с места,оставив на асфальте лишь длинные чёрные следы от буксующих колёс!Через три секунды включаешь вторую,и машина продолжает также легко и быстро набирать скорость!Мотор раскручивается до 8000об/мин.,а стрелка спидометра уже перевалила за 120км/ч.Вот это динамика!

О таких говорят:зверь-машина!И никаких вибраций присущих"Самаре",-мотор Ванкеля полностью уравновешен!Но есть у РПД одна особенность-торможение автомобиля роторным двигателем менее эффективно,чем поршневым,и тормозами приходиться пользоваться чаще.Но к этому быстро привыкаешь.

Краткая техническая характеристика"Самара"РПД(Ваз-2108-91).
Общие данные:макс.скорость-195км/ч.;время разгона с места до 100км/ч-8,5с;расход топлива при скорости 90-120км/ч.и в городе-7,5и12,5л/100км.соответственно.
Двигатель-Ваз-415;двухсекционный;ширина секции-80мм.;рабочий объём,приведённый к поршневому мотору-2616куб.см.;степень сжатия-9,4;макс.мощность-140л.с.при 6000об/мин.;макс.крутящий момент-17,4кгс.м.при4000об/мин.