В каком году установили роторный двигатель

Роторный двигатель: между прошлым и будущим

Родная кровь

Всё началось еще в шестидесятые годы прошлого века. История не сохранила сведений о попытке купить лицензию на роторный двигатель у NSU, но работы над такими моторами без особой шумихи вели — в том числе в Серпухове, во ВНИИмотопроме. Главный вклад в советское роторное моторостроение сделал ВАЗ. В Тольятти КБ роторных двигателей ­появилось в 1973 году, и вскоре был готов односекционный мотор ВАЗ‑311 мощностью 70 л.с. Этот мотор поставили на «копейку», присвоив ей имя ВАЗ‑21018. Собрали даже небольшую партию таких машин для силовых структур. Внешне они абсолютно ничем не отличались от серийных — таково было одно из требований заказчика. Следом появился ВАЗ‑21019 с двухсекционным двигателем ВАЗ‑411 мощностью 120 л.с. В модернизированном виде под именем ВАЗ‑411М этот мотор ставили на «пятерку» ВАЗ‑21059. Машины с «одиннадцатым» и «пятым» кузовами делали мелкосерийно с конца 1970‑х по 1980‑е годы. Дальнейшим развитием двухсекционного двигателя стал вариант со впрыском топлива вместо карбюратора — ­ВАЗ‑411–01. Такой мотор мощностью 130–140 л.с. ставили на партии «семерок» ВАЗ‑21079 уже в начале 1990‑х.

Активную деятельность по созданию и испытанию роторных моторов Волжский автозавод вел и по программе Минавтопрома. Привлекала возможность соединять секции практически в любых количествах, получая агрегаты разной мощности. Поэтому и рассматривали целую линейку роторных автомобилей — от Оки до Чайки и РАФа. На опытных образцах Волги ГАЗ‑31028 (1989-1990-й) стоял 140‑сильный мотор, а самые мощные агрегаты — трехсекционный ВАЗ‑431 и четырехсекционный ВАЗ‑441, предназначенные для Волги и Чайки, — развивали 210 и 280 л.с. соответственно.

На базе двухсекционного двигателя ВАЗ‑411 сделали ВАЗ‑415 — универсальный мотор для задне- и переднеприводных машин. С конца 1997 года такие 135‑сильные двигатели ставили на Самары — ВАЗ‑2109–91, —21099-91 и —2115-91. Выпускали небольшие партии таких автомобилей, и они поступали в свободную продажу. Покупали их лишь большие оригиналы. И вскоре роторные Самары исчезли из продажи — навсегда.

В 2012 году, изготовив около 200 тысяч машин, японцы прекратили производство купе Mazda RX‑8. Выходит, история самого молодого двигателя внутреннего сгорания закончилась? Не будем торопиться. Есть, конечно, те, кто считает путь по эпитрохоиде тупиковым. Но немало инженеров видят в роторном направлении большие перспективы.

После дебюта в Токио в 2015 году концепт-кара RX-Vision фирму Mazda забросали вопросами. Серьезно ли? Когда? Я тоже спрашивал. Официальных ответов японцы не давали. Но вид у них при этом был довольно хитрый.

ОТ ПЕРВОГО ЛИЦА

— Первые Жигули с односекционным 70‑сильным роторным мотором появились у нас в Риге в начале восьмидесятых. Тогда все заводы передавали друг другу опытные образцы для эксплуатационных испытаний. Вот и нам достались необычные «копейки». На машине с кузовом ВАЗ‑21011 ездил мой предшественник — начальник КБ испытаний Валдис Либерт.

Вскоре мы сдали эту машину на ВАЗ и получили ВАЗ‑2103 уже с двухсекционным 120‑сильным роторным двигателем. На нем я ездил несколько лет. Мотору требовалось масло М‑12ГИ с импортными присадками и четырехэлектродные свечи А23ДВ. На машине стояла штатная четырехступенчатая коробка передач, сцепление Sachs и два длинных карданных вала. Двигатель-то был короткий — всего около 500 мм. Поэтому и рычаг коробки передач сместился вперед примерно на 70 мм.

Мотор раскручивался до 8500 об/мин! Стрелки спидометра и тахометра упирались в положение «дальше некуда». Среди серийных советских машин ни одна не могла составить конкуренцию по динамике таким Жигулям.

Поскольку двигатель был очень горячий, пробку расширительного бачка рассчитали на большее давление, а температура кипения охлаждающей жидкости поднялась до 120–130 ºС. Выпускная система стояла штатная, но звук выхлопа на разгоне оказался более высоким.

Поначалу был непривычен стремительный и ровный, «троллейбусный» разгон. На первой передаче, быстро раскрутив мотор, удавалось развить скорость 90 км/ч! Еще одна характерная черта «ротора» — невозможность тормозить двигателем, переключая передачи вниз. Из-за этого при энергичной езде (а как еще ездить на такой машине?) страдали синхронизаторы коробки. Помню забавный случай. Устроил в Москве светофорные гонки с обычной на вид «трешкой» и никак не мог ее «сделать». А потом на очередном светофоре услышал характерный звук выхлопа и понял: на ней такой же мотор, роторный!

Поскольку для смазки торцевых уплотнителей ротора масло капало в карбюратор, его расход составлял не менее 200 г/1000 км. Поэтому масло не меняли, только фильтры — замена масла обес­печивалась периодическим доливом. Расход топлива составлял в среднем около 12 л/100 км, поэтому для дальних поездок поставил в багажник второй бак.

Первый признак умирания мотора — плохой пуск из-за износа уплотнений ротора и, как следствие, снижения компрессии. На моей «трешке» двигатель отходил 91 000 км. В Тольятти на нее поставили такой же, но новый мотор. На нем я проехал всего 63 000 км… В это время СССР уже лихорадило, и машину просто сдали на ВАЗ.

В 1985 году, в соответствии с министерской программой внедрения роторных двигателей на автомобили разных заводов, мы привезли из Тольятти два двухсекционных 140‑сильных агрегата для РАФов. Поставили их на стандартный микроавтобус и на санитарку. Первый предполагали выпускать для девятого управления КГБ, занимавшегося охраной первых лиц государства, а вторую — для четвертого управления Минздрава, обслуживающего этих самых лиц. Собирали машины в Риге: сделали новые кронштейны крепления мотора, установили радиатор от ГАЗ‑53. В салоне исчез высокий капот между сиденьями, и министерские начальники предложили поставить там еще одно сиденье. Бред, конечно, ведь передняя ось РАФа и так была перегружена.

Первые же испытания показали, что стандартная коробка ГАЗ‑24 для такого двигателя абсолютно не годится, поэтому мы изменили передаточные числа на те, что были у вазовской коробки. Помнится, испытатель Юрис Сникерис после первой поездки прорычал: «На третьей — 140, быстрее просто страшно!». Немудрено, ведь РАФ остался РАФом — и по управляемости, и по тормозам. При замерах динамики на Дмитровском автополигоне приходилось стягивать веревкой передние двери — на скорости 160 км/ч они начинали оттопыриваться, как уши! Потом двери усилили. Масла машина поедала около 800 г на 1000–1200 км, бензина — от 12 л/100 км до… какого угодно количества, в зависимости от скорости. Зато обгоны — одно удовольствие!

Тему роторного мотора на РАФ‑22038 вскоре закрыли, но одна из машин еще некоторое время бегала на заводе, а потом и в руках того самого испытателя — Сникериса. Окончательно двигатель износился к 120 тысячам километров.

Какие бывают двигатели и что они едят

На сегодняшний день наиболее распространённым двигателем является поршневой двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием, или Отто-мотор. Он установлен на большинстве автомобилей в мире. Это легкий, дешевый, тихий и хорошо изученный двигатель. Однако человечество постоянно пытается придумать ему альтернативу как по устройству, так и использованию другого рабочего тела – топлива. И иногда у инженеров получаются весьма занятные экземпляры.

Гибридный двигатель на сжатом воздухе

В 2013 году французский концерн PSA представил систему Hybrid Air, работающую на сжатом воздухе. Однако они были далеко не первыми. Motor Development International на Женевском автосалоне 2009 года представили пневмоколяску MDI AIRpod и ее более серьезный вариант MDI OneFlowAir. В 2011 году японцы провели тест-драйв концепт-кара Toyota Ku Rin, который проехал 3,2 км на одном «заряде» сжатого воздуха. А в 2012 году Tata Motors представила трехместный и трехколесный автомобиль Tata AIRPod.

В отличие от предшественников, разработка PSA оказалась элегантнее и проще. Два баллона со сжатым воздухом, компрессор, нагнетающий воздух, и гидравлический мотор, передающий энергию сжатого воздуха в КПП. Система сама пополняла воздушные запасы (например, Tata Airpod требовалось «накачивать» каждые 200 км). Помимо установки со сжатым воздухом, под капотом Hybrid Air предполагалось устанавливать классический 3-цилиндровый двигатель внутреннего сгорания, который бы играл роль насоса и вспомогательного мотора.

В городе машина с Hybrid Air может до 80% времени ехать только на воздухе, не загрязняя атмосферу. Топливная экономичность варьируется от нулевых значений расхода и выбросов до 2,9 л/100 км и 69 г/км при использовании двигателя внутреннего сгорания соответственно. В компании планировали ставить систему Hybrid Air начиная с 2016 года, но – не сложилось.

Водородные топливные элементы

Существует три типа двигателей, использующих водород: одни работают как обычный двигатель внутреннего сгорания, другие – газотурбинные, третьи – агрегаты, использующие химическую реакцию водорода.

Первый двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде, появился в 1806 году, водород в нем использовался как обычный бензин. Однако использовать такие оригинальные двигатели накладно. В газотурбинных двигателях газ сжимается и нагревается, затем выделяемая энергия преобразуется в механическую. В качестве топлива можно использовать практически любое горючее.

Но самые интересные из водородных силовых установок – «химические». Концерны BMW и Toyota представили кроссовер i Hydrogen NEXT на базе последнего X5. Его силовая установка состоит из электродвигателя и литий-ионной батареи, стеков с водородными топливными элементами, химического преобразователя и двух баков, в которых под давлением 700 бар хранится 6 кг водорода. Стек специальных ячеек, наполненных водородом, конвертирует химическую энергию газа в электричество, которое аккумулируется в батарее, а она в свою очередь питает электромотор. Электрохимический генератор в составе топливного элемента выдает мощность 125 кВт (170 л.с.), а пиковая мощность силовой установки — 275 кВт (374 л.с.). В качестве топлива используется смесь водорода и кислорода из окружающего воздуха, вместо вредных выбросов система вырабатывает водяной пар. В BMW заявляют, что к 2022 году планируют выпустить первую партию водородомобилей.

Дизельный двигатель

Более ста лет назад, 23 февраля 1892 года Рудольф Дизель получил патент на свой двигатель. Принципиальным отличием его двигателя от Отто-мотора было то, что топливо в нем нагревалось быстрым сжатием, а не поджогом. Удивительно, но первые двигатели Дизеля работали на растительных маслах или легких нефтепродуктах. Кроме того, первоначально в качестве идеального топлива он предлагал использовать каменноугольную пыль, так как в Германии не было запасов нефти.

Спектр видов топлива для дизельных двигателей весьма широк. Сюда включаются все фракции нефтеперегонки от керосина до мазута и ряд продуктов природного происхождения: рапсовое масло, фритюрный жир, пальмовое масло и многие другие. Дизельный двигатель может с определенным успехом работать даже на сырой нефти.

Кстати, в 1898 году на Путиловском заводе в Петербурге был построен первый в мире «бескомпрессорный нефтяной двигатель высокого давления» – агрегат, аналогичный мотору Дизеля. Наша конструкция оказалась более совершенной и перспективной. Но под давлением владельцев лицензий Дизеля все работы над отечественным аналогом дизельного двигателя были остановлены.

Роторный двигатель

Самый престарелый из всех тепловых двигателей именно роторный. С древности известны колеса ветряных и водяных мельниц, которые можно отнести к примитивным роторным двигательным механизмам. В 19 веке стали активно использовать роторные паровые двигатели.

В 1957 года Феликс Ванкель и Вальтер Фройде показали общественности полностью работоспособный роторно-поршневой двигатель (РПД) внутреннего сгорания. Через 7 лет этот движок установили на спорткар NSU Spider, который стал первым серийником с роторно-поршневой двигатель. Такой двигатель лишен большого количества движущихся частей, он проще, а особая конструкция мотора позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения. Но из-за конструктивных особенностей у роторных двигателей крайне низкий ресурс, высокий расход масла и топлива, хотя и большая отдача с меньшего объема.

Из-за этих особенностей единственной компанией, которая массово, помимо NSU, выпускала автомобили с роторно-поршневым движком была Mazda. И легендарная Mazda RX-8 была скорее имиджевой моделью, нежели коммерческой. В итоге в начале 2000-х работу с роторно-поршневыми двигателями свернули.

По материалам портала «Популярная механика»

Юбилейная выставка в музее Audi: «Революция: 60 лет двигателю NSU/Wankel»

• Больше
• Новости Audi
• Новый Audi SQ8
• Онлайн-концерт солидарности на заводе Audi
• «Цвет надежды»
• Архив новостей: 2019 год
• Архив новостей: 2018 год
• Архив новостей: 2017 год
• Архив новостей: 2016 год
• redirect
• redirect
• redirect

Юбилейная выставка в музее Audi: «Революция: 60 лет двигателю NSU/Wankel»

• Audi отмечает 60-летний юбилей двигателя роторной конструкции.
• Уникальная технология нашла применение на земле, в воздухе и на воде.
• Специальная юбилейная выставка в Ингольштадте с 20 мая по 5 ноября 2017 года.

Увлекательный период в истории развития технологий стал темой новой специальной выставки музея Audi museum mobile в Ингольштадте. Выставка под названием «Революция: 60 лет двигателю NSU/Wankel» приурочена к юбилею роторного двигателя, в свое время совершившего революцию в двигателестроении. Бренд NSU, предшественник Audi, одним из первых стал использовать новую технологию, например на прототипе Prinz 3. Выставка продлится с 20 мая по 5 ноября 2017 года. Ее посетители смогут ознакомиться с моделями, оснащенными двигателем Ванкеля. Насыщенная событиями история этого прогрессивного изобретения также отражена в лодочных, авиационных и мотоциклетных двигателях, в моторах для газонокосилок и бензопил от различных производителей. Все они стали частью специальной выставки музея.

«Крутить, а не толкать» — идея создания двигателя внутреннего сгорания с таким принципом действия овладела умом Феликса Ванкеля (Felix Wankel) еще в конце 20-х годов прошлого века. Но на то, чтобы довести ее до серийного производства, у изобретателя ушло более 30 лет. Проводя исследования, инженер-самоучка Ванкель попутно стал экспертом по герметичным уплотнениям. Однако всегда его главной целью оставалось создание двигателя с вращающимся поршнем.

К концу 1953 года методичный анализ роторов и корпусов всевозможных форм и размеров заставил Ванкеля обратить особое внимание на идею овального поршня, вращающегося в корпусе почти круглой формы, который сам также вращается. Изобретение привлекло внимание руководства фирмы NSU, и в марте 1954 года Ванкель создал первые эскизы двигателя, который позже будет назван его именем. Три года спустя, 1 февраля 1957 года, был совершен первый успешный пуск двигателя на испытательном стенде завода NSU.

В Неккарзульме (Neckarsulm) доктор Вальтер Фреде (Dr Walter Froede), глава отдела разработок NSU, вместе с коллегами смог упростить технологически сложную конструкцию двигателя, в котором две детали вращались одна внутри другой. Впервые двигатель версии KKM (Kreiskolbenmotor — роторный двигатель) с инвертированной кинематикой был использован в 1962 году, когда его установили на агрегат для буксировки водных лыж Ski-Craft. Он, кстати, также представлен в юбилейной экспозиции музея Audi museum mobile. А всего год спустя, в сентябре 1963-го, на Международном автосалоне во Франкфурте (Frankfurt) состоялась премьера двухместного кабриолета NSU/Wankel Spider. Первый серийный автомобиль с двигателем NSU/Wankel подхлестнул ажиотаж вокруг двигателя Ванкеля. И в последующие годы почти все известные производители автомобилей, мотоциклов и двигателей стали обладателями лицензии на производство двигателя NSU/Wankel.

Посетители выставки «Революция: 60 лет двигателю NSU/Wankel» смогут увидеть не только NSU/Wankel Spider, но и другие экспонаты, например первый прототип NSU Prinz 3 c двигателем Ванкеля 1959 года, а также NSU Ro 80 — в 1967 году эта модель с инновационными технологиями и неустаревающим дизайном была названа автомобилем года. Кроме этого, в музее будут представлены прототип Audi 200 KKM 1979 года и Audi A1 e-tron 2012 года. А особый восторг у посетителей обещает вызвать спорткар Italdesign Namir 2009 года. Большой интерес также представляют выставленные в Audi museum mobile модели Mazda Cosmo 110S, Citroën M35 и гоночный автомобиль Malibu Virage.

Двигателем Ванкеля оснащались не только автомобили. Его использовали в снегоходах, пожарных автомобилях, бензопилах, моторных лодках и мотоциклах. На выставке представлено множество таких изделий, а также, собственно, двигатели и их модели в разрезе.

Музей Audi museum mobile открыт с 9 до 18 часов ежедневно. Время работы изменится с 1 июня: с понедельника по пятницу музей будет работать с 9 до 18 часов, а по субботам, воскресеньям и праздничным дням — с 10 до 16 часов.