Роторный двигатель Mazda возвращается: Вот что о нем нужно знать

Что такое роторный двигатель Mazda, как он работает и зачем его возрождают

Вращающиеся треугольники Рёло от Мазда возвращаются в массы, но явно под другим соусом…

Еще в марте Мартин тен Бринк, вице-президент «Mazda Motor Europe» по продажам и обслуживанию клиентов активировал энтузиастов по всему миру одним лишь своим заявлением, что роторный двигатель Ванкеля вернется в производство.

В частности, тен Бринк заявил, что роторный ДВС может стать элементом для расширения диапазона движения электрического автомобиля 2019 модельного года, но на тот момент это был просто слух. «Mazda не анонсировала никаких конкретных продуктов с роторным двигателем в то время. Однако Mazda по-прежнему привержена работе над технологиями роторных двигателей», –рассуждали на тему комментария вице-президента Мазда в Mazda Motor of America.

Итак, что же такого особенного в этом легендарном двигателе, который так взволновал всех своим возвращением? И почему на этот раз все может быть по-другому?

Как он работает

Элементы системы двигателя

Нажать для увеличения

Роторный двигатель внутреннего сгорания по форме напоминает бочку. На нем и в нем вы не найдете многих компонентов, к которым привыкли в стандартном поршневом моторе. Во-первых, в нем нет поршней, ходящих вверх и вниз. Вместо них полезную работу совершает необычной формы треугольный поршень с округлыми краями (треугольник Рёло). Их количество может варьироваться от одного до трех в одном двигателе, но чаще всего используется схема с двумя поршнями, вращающимися вокруг вала посредством эксцентриковой полой центральной части.

Топливо и воздух нагнетаются в пространство между сторонами роторов и внутренними стенками короба, где смесь воспламеняется. Быстрое, взрывное расширение газов поворачивает ротор, который таким образом производит мощность. Роторы выполняют ту же задачу, что и поршни в поршневом двигателе, но с гораздо меньшим количеством движущихся частей, что делает роторный двигатель более легким и компактным, чем поршневой двигатель эквивалентного объема.

Учитывая, что карбюратор/впуск находится в левой нижней части изображения, источник зажигания – справа, а выхлоп – справа вверху, можно составить визуальную схему, показывающую процесс работы ДВС, начиная с впуска топливо-воздушной смеси:

Затем ротор проворачивает эксцентриковый вал и повышает давление в камере сгорания:

Источник зажигания (или две свечи, как в случае с многими двигателями Ванкеля) начинает процесс возгорания:

Это сгорание топлива и воздуха закручивает ротор во время рабочего такта:

И наконец, двигатель выплевывает газы и остатки несгоревшего топлива наружу:

Мало кто знает, но роторный мотор был изначально придуман почти 100 лет назад, а не в 50-е годы XX века. Первоначально принцип работы мотора был проработан Феликсом Ванкелем, немецким инженером, который придумал свой принцип действия двигателя внутреннего сгорания.

Преимущество №1: Роторный двигатель легче и компактней обычного поршневого мотора

Война, поднявшая одних инженеров, например Фердинанда Порше, другим не дала никакой возможности развиться. Не нужны были в опасные времена мирные двигатели Ванкеля, поэтому изобретателю пришлось ждать аж до 1951 года, когда он получил приглашение от автопроизводителя NSU для разработки прототипа. Немецкая компания решила с помощью хитрости выяснить, так ли хорош оригинальный двигатель, параллельно дав возможность продемонстрировать силы другому инженеру – Ханнсу Дитеру Пашке.

Сложная конструкция Ванкеля фактически проиграла простому прототипу, разработанному инженером Ханнсом Дитером Пашке, который всего-навсего убрал из оригинальной конструкции все лишнее, сделав ее производство экономически выгодным.

Так в Германии был изобретен и опробован новый двигатель Mazda, который на протяжении долгих десятилетий был одним из немногих роторно-поршневых серийных моторов и единственным в 21-м веке.

Современный двигатель Ванкеля не совсем двигатель Ванкеля.

Да, основа роторного двигателя от Ванкеля стала самой успешной конструкцией данного двигателя в мире и единственной, которая смогла сложными путями дойти до серийного производства.

Еще в начале 60-х годов у NSU и Mazda проводился дружеский совместный конкурс на производство и продажу первого автомобиля с двигателем типа Ванкеля, когда они работали над сырым продуктом, пытаясь создать из него качественный товар.

NSU стал первым на рынке в 1964 году. Но немецкой компании не повезло: она разрушила свою репутацию в течение следующего десятилетия ненадлежащим качеством продукции. Частые отказы двигателя снова и снова посылали владельцев к дилеру и в магазин за запчастями. Вскоре нередко можно было обнаружить модели NSU Spider или Ro 80, в которых было поменяно три и более роторных двигателей Ванкеля.

Проблема заключалась в уплотнениях вершины ротора – тонких полосках металла между наконечниками вращающихся роторов и корпусами роторов. NSU сделал их из трех слоев, что вызывало неравномерный износ. Это была бомба замедленного действия не только для автомобилей фирмы, но и самого автопроизводителя. Мазда решила проблему уплотнения (крайне важного элемента мотора, без которого он просто не был способен работать из-за отсутствия давления), сделав их однослойными. Силовой агрегат начали устанавливать в 1967 году на спортивные люксовые модели Cosmo…

В начале 70-х годов Mazda представила целую линейку автомобилей с двигателем Ванкеля – мечта, которая была разбита нефтяным кризисом 1973 года. Пришлось поубавить аппетит и оставить мотор там, где в нем больше всего нуждались – в легком спортивном купе Mazda RX-7. С 1978 по 2002 год было выпущено более 800 тыс. этих легендарных спорткаров с необычным двигателем, у которого больше не было аналогов.

Из Германии в Японию, из Японии в СССР – вот путь двигателя, разработанного в 20-х годах XX века Ванкелем

Любим и ненавидим

Фанаты техники любят роторные двигатели потому, что они другие. Многие автолюбители, хорошо разбиравшиеся в технике, питали определенную слабость к такому странному двигателю, работающему на обычном топливе, но при этом не выглядевшему как стандартный набор поршней, клапанов и других неотъемлемых элементов обычного поршневого мотора.

В зависимости от специфики мотора ротор линейно поставляет мощность до 7.000-8.000 об/мин – бесперебойно, практически на одном уровне крутящего момента. Эта ровная полка момента как раз и отличает его от подавляющего большинства поршневых ДВС, в которых наблюдается много мощности на высоких оборотах и ее нехватка при низких.

Автопроизводителям также понравился роторный двигатель благодаря плавности его работы. Роторы, вращаясь вокруг центральной оси, не создают никакой вибрации по сравнению с поршневыми двигателями, у которых верхняя и нижняя точки хождения поршня отчетливо прослеживаются даже внутри салона автомобиля.

Но необычный двигатель – это словно необъезженная лошадь, своенравное животное, поэтому в противовес обожателям идеи Ванкеля концепция также внушает свою долю ненависти в среде автомобильных фанатов и механиков. И, казалось бы, почему?

Ведь у двигателя простой дизайн: отсутствует ремень ГРМ, отсутствует распределительный вал, нет привычной системы клапанов. Но за простоту приходится платить большой точностью производства деталей. Они должны быть сделаны безукоризненно, что поднимает их стоимость в разы, по сравнению с запчастями для обычных поршневых двигателей. Второе – этих запчастей мало в природе. И в-третьих, в мире почти нет специалистов, которые занимались бы починкой роторных моторов. В Москве, говорят, есть пара, но очередь к ним – на год вперед.

Из минусов еще можно назвать своеобразную работу роторного силового агрегата. Конструкция подразумевает сгорание масла в цилиндрах мотора, куда нагнетаются небольшие количества моторного масла прямо в камеры сгорания. Делается это для того, чтобы смазывать прилегающие площади роторов, вращающихся на бешеной скорости. Сизоватый дым, иногда выходящий из выхлопной трубы, – это признак беды, он отпугивает незнающих людей от моделей вроде RX-7 или 8.

Роторные моторы также предпочитают минеральные масла синтетическим, а их дизайн означает, что вы должны время от времени подливать масло в этот ненасытный агрегат, чтобы оно не закончилось.

Ну и наконец, те уплотнения вершины ротора, которые не удалось сделать NSU, все же недостаточно долговечны. Раз в 130-160 тыс. км мотору требуется капитальная переборка. А это удовольствие, как вы уже понимаете, дорогое. Да и что такое 130.000 км? Пять-шесть лет эксплуатации? Маловато будет!

Современные водители также наиболее чувствительны к другим недостаткам роторных движков: высоким выбросам вредных веществ в атмосферу (этим, скорей, обеспокоены в Greenpeace) и экономии топлива из-за тенденции двигателя не полностью сжигать топливно-воздушную смесь перед отправкой ее восвояси (здесь, конечно, удар наносится по карману автовладельца). Да, роторные двигатели имеют отменный «аппетит».

Для RX-8 Mazda частично решила эти проблемы, разместив выпускные отверстия по бокам камер сгорания. Но сейчас борьба за экологию обострилась и предложенных улучшений оказалось недостаточно. Это явилось еще одной причиной, по которой RX-8 стал последним автомобилем с двигателем Ванкеля под капотом. Он продавался 10 лет, с 2002 по 2012 год, но его убила экология.

Время для повторного возвращения

Вернемся к слухам Mazda о том, что компания может использовать какой-то роторный двигатель в качестве «расширителя» диапазона для своего будущего электрического автомобиля. Эта штука имела бы смысл.

Еще в 2012 году Mazda арендовала в Японии 100 электромобилей Demio EV, они были хороши, но напрягал небольшой диапазон без подзарядки – менее 200 км.

Изучив дело, в 2013 году Mazda создала прототип, который получил небольшой роторный моторчик, тот самый «расширитель» диапазона, который почти удвоил этот диапазон. Модель назвали «Mazda2 RE Range Extender».

Колеса прототипа приводились в движение с помощью электрического двигателя, а 0,33-литровый 38-сильный роторный моторчик работал для того, чтобы перезаряжать батареи электрического двигателя, если они разряжались и поблизости не было места для перезарядки.

Поскольку роторный двигатель не мог отправлять мощность на колеса, Mazda2 RE не был гибридом, как Volt или Prius. Силовой агрегат Ванкеля, скорее, был бортовым генератором, который добавлял энергии аккумуляторам.

Такая же компактность и легкий вес, которые сделали ротор Ванкеля отличным двигателем для спортивного автомобиля, такого как RX-7, также делают его идеальным в новом качестве – расширяющего диапазон генератора на автомобиле, особенно том, который уже имеет электродвигатели и батареи, конкурирующие за пространство, и не может позволить себе много «лишнего» веса.

Роторные двигатели Мазда сделали себе репутацию в основном как моторы для спортивного автомобиля. В былые времена слухи об уникальных возможностях такого рода силовых агрегатов преодолели даже железный занавес СССР, где уже наши инженеры вносили и успешно интегрировали диковинные моторы в отечественные автомобили.

Наверное, будет не совсем правильно делать из такого легендарного двигателя всего лишь генератор для электромобиля. Но такова сегодняшняя реальность: время роторных моторов прошло, и его не получится вернуть обратно.

ClassicAutoClub.ru

гид по реставрации автомобилей

автокаталог

Спортивный автомобиль Porsche 914 был разработан совместными усилиями Porsche и Volkswagen, а потому его полное название было VW-Porsche 914. При производстве модели 914 VW и Porsche использовали одинаковые кузова, но.

Автоистория > Интересные факты

Не только Mazda. Редкие автомобили с роторными двигателями

Мы уже рассказывали об устройстве роторного двигателя и о классических роторных Маздах в одной из наших статей. Однако первыми машинами с «ротором» были не они.

NSU Spider

В 1964 году немецкая компания NSU из Неккарзульма выпустила первый в мире серийный автомобиль с двигателем Ванкеля – NSU Spider.

Машина выпускалась только в кузове кабриолет и имела мотор мощностью 50 л.с. (на более поздних моделях – 54 л.с). В 1966 году гонщик Аль Оже из Ричмонда, Калифорния, стал первым официальным победителем в автоспорте на машине с двигателем Ванкеля. В 1967 году Spider был снят с производства и заменен моделью NSU Ro 80 с роторным мотором второго поколения.

NSU Ro 80

Этот автомобиль имел более мощный «ротор» (113 л.с.) и необычную полуавтоматическую трансмиссию: вместо педали сцепления здесь устанавливался электрический переключатель, который включал нужную передачу с помощью вакуумной системы.

Дизайн Ro 80 был разработан Клаусом Люте, который позже создал облик многих моделей Audi и BMW. К сожалению, первые роторные моторы были ненадежны и слишком быстро изнашивались, что и привело компанию NSU к разорению.

Citroen M35 и GS Birotor

Небольшая партия прототипов в кузове купе на основе модели Ami 8 была создана для испытания роторного двигателя, выпущенного компанией Comotor – совместным предприятием NSU и Citroen. Модель получила название M35.

Машина официально не поступала в продажу, а поставлялась лояльным покупателям Citroen для тестирования. Мощность двигателя объемом 0,9 л составляла 49 л.с.

Эксперимент был признан успешным, и роторный мотор увеличенной мощности (106 л.с.) установили на модель GS Birotor (также известную как GZ), вышедшую в 1973 году. Однако из-за неэкономичности «ротора» и начавшегося топливного кризиса выпуск автомобиля был прекращен. Всего было продано 847 экземпляров Birotor.

Mercedes-Benz C111

Под этим индексом компания Mercedes-Benz выпускала самые разные прототипы автомобилей, экспериментируя с новыми технологиями. Очередь дошла и до роторного двигателя: первую версию с таким мотором представили на Франкфуртском автосалоне в 1969 году. Мощность двигателя составляла 280 л.с., а максимальная скорость машины была 270 км/ч.

Вторую версию автомобиля показали публике в следующем году на Женевском автосалоне. На этом прототипе стоял четырехсекционный «ротор» мощностью уже 370 л.с., а до «сотни» он разгонялся за 4,9 секунды! Максимальная скорость машины при этом достигала 300 км/ч.

Chevrolet Aerovette

Не осталась в стороне от роторных двигателей и компания Chevrolet: флагман марки, Corvette, стал основой для экспериментов. В 1972 году среднемоторный прототип под кодовым названием XP-895 оснастили двумя роторными моторами, превратив их в один четырехсекционный мощностью 420 л.с.

В 1973 следующий прототип, XP-897GT, получил уже двухсекционный роторный двигатель. Однако из-за топливного кризиса, как и многие другие компании, Chevrolet прекратила разработки в сфере роторных моторов и оснастила концепт-кар двигателем V8 объемом 6 л и мощностью 400 л.с., после чего он получил название Aerovette, но в производство так и не пошел.

Mazda Rotary Pickup и Parkway 26

Роторные автомобили компании Mazda не нуждаются в представлении, но не всем известен тот факт, что фирма выпускала единственные в мире автобус и пикап с двигателями Ванкеля.

Rotary Pickup продавался с 1974 по 1977 год только на американском и канадском рынках и оснащался 1,3-литровым роторным двигателем 13B мощностью 110 л.с.

Автобус Mazda Parkway 26 с роторным мотором выпускался в эти же годы только в Японии, однако объем двигателя 13B был увеличен до двух литров, а мощность возросла до 135 л.с. Всего было произведено 44 таких автобуса, рассчитанных на 26 посадочных мест.

Отечественные роторные двигатели

В Советском Союзе велись собственные разработки роторных моторов. Первый такой «ротор», ВАЗ-311 мощностью 65 л.с., увидел свет в 1976 году, а спустя пять лет доработок была выпущена пробная партия в 50 штук роторных ВАЗ-21018, которые в продажу не поступали, а разошлись среди сотрудников ВАЗа.

Позже из двух двигателей ВАЗ-311 был сделан один двухсекционный мощностью 120 л.с., который устанавливался на ВАЗ-21019: такие машины изготавливались для сотрудников спецслужб. И только в 1998 году был выпущен гражданский вариант двухцилиндрового роторного 1,3-литрового мотора ВАЗ-415, которым оснащались некоторые «пятерки», «семерки», «восьмерки» и «девятки».

Заключение

Производители пытались также устанавливать двигатель Ванкеля на мотоциклы и даже на… снегоходы! В 1966 году американская компания Outboard Marine Corporation (OMC) создала свой роторный мотор Rotura, подписав контракт с фирмой NSU – это была первая попытка создания подобного двигателя в Америке. Однако компания не выдержала конкуренции с другими производителями снегоходов, так как модели с «роторами» стоили гораздо дороже обычных (примерно на 235 $).

Роторный двигатель, несмотря на изящество своей конструкции, так и не стал массовым. Большой расход топлива и масла, быстрый износ деталей, повышенная токсичность выхлопных газов стали препятствием для его установки на серийные автомобили. И лишь инженеры Mazda смогли сбалансировать устройство «ротора», использовав его преимущества, а повышенная мощность таких двигателей позволила компании достичь успехов в автоспорте.

Есть ли у роторного двигателя будущее? Сложно дать определенный ответ, однако, несмотря на некоторые особенности, у этого мотора есть свои преданные поклонники и поныне.

https://1gai.ru/publ/520660-rotornyy-dvigatel-mazda-vozvraschaetsya-vot-chto-o-nem-nuzhno-znat.html
https://classicautoclub.ru/story/rotarycars