Bandomasis važiavimas siekiant svajonės: nuo Wankel iki HCCI variklio
Kaip sukamasis variklis padėjo japonų prekės ženklui „Mazda“ tapti tokiu, koks yra šiandien
Praėjus 60 metų po pirmojo veikiančio Wankel variklio prototipo sukūrimo, praėjus 50 metų po to, kai Mazda jį pristatė ir oficialiai paskelbė, kad bendrovė sukūrė funkcionalų HCCI variklį, tai proga sugrįžti į šio unikalaus variklio istoriją. šiluminis variklis.
„Mazda“ nebeslepia, kad variklio, veikiančio plačiame veikimo diapazone HCCI režimais – arba homogeniniu maišymu ir slėginiu uždegimu, kūrimas buvo sėkmingas, o serijinę tokio variklio gamybą ketina pradėti nuo 2019 m. Nenuostabu, kad „Mazda“ visada gali nustebinti automobilių bendruomenę. Norint rasti šio teiginio šaltinius, pakanka net paviršutiniško žvilgsnio į istorinius prekės ženklo metraščius. Dar visai neseniai japonų kompanija buvo vienintelė ir uoli Wankel idėjos nešėja bei pirmoji automobilių su varikliais, veikiančiais pagal Millerio ciklą, gamintoja (9–1993 m. „Mazda Xedos 2003“, o vėliau – „Demio“, Europoje žinoma kaip „Mazda 2“).
Verta paminėti Comprex bangų suspaudimo dyzelinį variklį, kaskadinį, dviejų reaktyvinių ir priverstinį kintamą geometriją benzininiam varikliui (skirtingos Mazda RX-7 versijos), aktyvias galinės ašies vairavimo sistemas 626 nuo devintojo dešimtmečio pabaigos. metų, unikali „i-Stop start-stop“ sistema, kurioje paleidimas palaikomas degimo procesu, ir energijos atgavimo sistema naudojant „i-Eloop“ kondensatorius. Galiausiai atkreipkite dėmesį į tai, kad tai vienintelis Japonijos gamintojas, laimėjęs 80 valandų Le Mano lenktynes – žinoma, su Wankel varomu automobiliu! Kalbant apie stilių, tokie modeliai kaip „Luce“, „Wankel Cosmo Sport“, „RX-24“ ir „RX-7“, „MX-8 Roadster“ ir „Mazda 5“ byloja apie prekės ženklo išskirtinumą šioje srityje. Tačiau tai dar ne viskas – pastaraisiais metais „Skyactiv“ varikliai parodė ne tik tai, kad iki vidaus degimo variklio dar laukia ilgas kelias, bet ir tai, kad „Mazda“ gali parodyti savo kelią.
Mes daug daugiau pasakosime apie bendrovės inžinierių pasiekimus po mūsų būsimo vizito „Mazda“ kvietimu į Japoniją spalio pabaigoje. Tačiau šio straipsnio priežastis nėra vienintelės priežastys, kurias galima rasti aukščiau esančioje paantraštėje. Nes norėdami suprasti priežastis, kodėl „Mazda“ kūrėjai sugebėjo sukurti savo HCCI variklį, gali tekti grįžti į įmonės istoriją.
Rotacinis variklis yra „Skyactiv-X“ pagrindas
Paklauskite ultramaratonininko, įveikusio 160 kilometrų trasą, ar nekils problemų įveikiant standartinį 42 kilometrų maratoną. Na, jis gali nebėgti jų dvi valandas, bet tikrai gali važiuoti dar bent 42 valandas gana tinkamu tempu. Esant tokiai mąstysenai, jei jūsų įmonės būstinė yra Hirosimoje, jei dešimtmečius kovojote su didžiulėmis rotacinio variklio stūmoklio sukimosi problemomis ir išsprendėte šimtus problemų, susijusių su tepimu ar emisijomis, bangų poveikiu ir turbokompresoriumi arba ypač pjautuvo kameros degimo procesais su kintamu bloku. tūrį, pagrįstą Wankel, galite turėti daug stabilesnį HCCI variklio kūrimo pagrindą. Oficiali „Skyactiv“ projekto pradžia buvo duota lygiai prieš dešimt metų – 2007-aisiais (tais pačiais metais „Mercedes“ pristatė įmantrų HCCI Diesotto variklio prototipą), o tuo metu Wankel varomas „Mazda RX-8“ dar buvo gaminamas. Kaip žinia, japonų kompanijos inžinieriai su HCCI darbo režimais eksperimentuoja būtent kurdami „Skyactiv-R“ rotorinių variklių prototipus. Tikriausiai HCCI projekte, pavadintame Mazda SPCCI (Spark Plug Conrolled Compression Ignition) arba Skyactiv-X, dalyvavo inžinieriai tiek iš rotacinio skyriaus, tiek iš benzininių ir dyzelinių variklių skyriaus, nes net ir plėtojant degimo procesą Skyactiv-D gali atpažinti žmonių, dalyvaujančių kuriant HCCI procesą, rašyseną. Dievas žino, kada „Skyactiav“ variklių evoliucija virto vienalyčiu maišymo ir savaiminio užsidegimo varikliu – jau seniai žinoma, kad „Mazda“ inžinieriai yra susiję su šia tema, bet tikriausiai tai atsitiko, kai Wankel variklis dar buvo gyvas.
Dešimtmečiai besitęsiančių rotorinių automobilių gamybos, dauguma jų vieni, gali neatnešti „Mazda“ rimtos finansinės grąžos, tačiau tai atneš ir nepajudinamos dvasios pripažinimą, įvairiausių problemų sprendimų ieškojimą, neįtikėtiną atkaklumą ir dėl to kaupimąsi didžiulė ir neįkainojama patirtis. Tačiau, pasak Kiyoshi Fujiwara, atsakingo už gaminių planavimą „Mazda“, kiekvienas „Skyactiv“ projekte dalyvaujantis dizaineris turi Wankel variklio dvasią, bet virsta galimybe patobulinti įprastą variklį. Arba netradicinėje HCCI. „Tačiau aistra ta pati. Būtent ji „Skyactiv“ paverčia realybe. Šis tikras nuotykis tapo didžiausiu džiaugsmu mano gyvenime. Tiesa, kiekviena įmonė gamina automobilius, kad parduotų ir užsidirbtų pinigų“, – aiškina „Mazda“ plėtros vadovas Seita Kanai, – bet patikėkite manimi, mums, „Mazda“, tai, kad mūsų gaminami automobiliai yra tokie pat svarbūs. jie gimsta mūsų širdyse, ir kiekvieną kartą jų statyba mums tampa romantišku nuotykiu. Pagrindinė šio proceso varomoji jėga yra mūsų aistra. Būti geriausiu yra mano inžinerinė romantika.
Jauno žmogaus svajonė
Galbūt septintajame dešimtmetyje neseniai išleisto pirmojo Mazda automobilio inžinieriai Wankel variklyje rado „savo inžinerinį romaną“. Kadangi rotorinis variklis gimė iš 60 metų vokiečio svajonės 17 m. ir jo vardas Felixas Wankelis. Tada, gimęs 1919 m. Vokietijos Lahro regione (kur gimė Otto, Daimleris ir Benzas), jis draugams pasakojo, kad jo svajonių automobilis turėjo variklį, kuris buvo pusiau turbina, pusiau stūmoklis. Tuo metu jis dar neturėjo pagrindinių žinių apie stūmoklinius vidaus degimo variklius, tačiau intuityviai tikėjo, kad jo variklis gali atlikti keturis darbo ciklus – įsiurbimo, suspaudimo, veikimo ir išmetimo, kai stūmoklis sukasi. Būtent ši intuicija dar ilgai paskatins jį sukurti veikiantį rotorinį variklį, kurį kiti konstruktoriai jau daugybę kartų nesėkmingai bandė nuo XVI a.
Wankelio tėvas mirė per Pirmąjį pasaulinį karą, po kurio jaunuolis pardavinėjo spaudinius ir skaitė daug techninės literatūros. 1924 m., būdamas 22 metų, jis įkūrė nedidelę rotorinio variklio kūrimo laboratoriją, o 1927 m. padarė pirmuosius „Die Drehkolbenmaschine“ (sukamojo stūmoklio mašinos) brėžinius. 1939 m. išradinga Aviacijos ministerija rotaciniame variklyje atrado racionalų grūdą ir kreipėsi į Hitlerį, kuris asmeniškai įsakė paleisti Wankelį, kuris vietinio gauleiterio nurodymu sėdėjo kalėjime, ir įrengti eksperimentinę laboratoriją ežere. Konstancija. Ten jis sukūrė BMW, Lillethal, DVL, Junkers ir Daimler-Benz prototipus. Tačiau pirmasis eksperimentinis Wankel variklis pasirodė per vėlai, kad padėtų išlikti Trečiajam Reichui. Po Vokietijos kapituliacijos prancūzai įkalino Wankelį – tą patį jie jau padarė su Ferdinandu Porsche. Po metų Feliksas buvo paleistas ir, neturėdamas produktyvesnio užsiėmimo, pradėjo rašyti knygą apie rotacinius stūmoklinius variklius. Vėliau jis įkūrė Techninį inžinerinių tyrimų institutą ir toliau kūrė rotorinius variklius ir kompresorius pramoniniam naudojimui. 1951 metais ambicingam dizaineriui pavyko įtikinti NSU sportinių motociklų skyriaus vadovą Walterį Frede'ą bendradarbiauti. Wankel ir NSU sutelkė savo pastangas į rotorinį variklį su obuolio formos (trochoidine) kamera ir arkos sienele trikampiu stūmokliu. 1957 m. buvo pagamintas pirmasis veikiantis variklio prototipas DKN pavadinimu. Tai yra Wankel variklio gimimo data.
60-tieji metai: perspektyvi rotacinio variklio ateitis
DKM rodo, kad rotorinis variklis nėra tik svajonė. Tikras praktiškas Wankel variklis fiksuoto kėbulo pavidalu, kurį žinome, yra kitas KKM. NSU ir Wankel kartu įgyvendino ankstyvąsias idėjas, susijusias su stūmoklių sandarinimu, uždegimo žvakių padėtimi, skylių užpildymu, išmetamųjų dujų pašalinimu, tepimu, degimo procesais, medžiagomis ir gamybos spragomis. Tačiau daug problemų išlieka...
Tai netrukdo NSU oficialiai paskelbti apie ateities variklio sukūrimą 1959 m. Techninį bendradarbiavimą siūlo daugiau nei 100 įmonių, įskaitant „Mercedes“, „Rolls-Royce“, GM, „Alfa Romeo“, „Porsche“, „Citroen“, MAN ir nemažai mechanikos inžinerijos įmonių perka licencijas. Tarp jų – ir „Mazda“, kurios prezidentas Tsunei Matsuda variklyje mato didelį potencialą. Be konsultacijų su NSU inžinieriais, „Mazda“ steigia savo Wankel variklių kūrimo skyrių, kurį iš pradžių sudaro 47 inžinieriai.
New York Herald Tribune paskelbė, kad Wankel variklis yra revoliucinis išradimas. Tuo metu NSU akcijos tiesiogine prasme sprogo – jei 1957 metais jos prekiavo už 124 Vokietijos markes, tai 1960 metais pasiekė kosminius 3000! 1960 metais buvo pristatytas pirmasis Wankel varomas automobilis NSU Prinz III. Po jos 1963 m. rugsėjį pasirodė NSU Wankel Spider su vienos kameros 500 cm3 varikliu, kuris po dvejų metų laimėjo Vokietijos čempionatą. Tačiau 1968 m. Frankfurto automobilių parodos sensacija buvo naujasis NSU Ro 80. Klauso Lüthe'o sukurtas elegantiškas sedanas yra visais atžvilgiais avangardinis, o aerodinaminės formos (0,35 srauto koeficientas pats savaime daro automobilį unikalų). savo laikui) buvo įmanomi nedidelio dydžio dviejų rotorių varikliu KKM 612. Transmisija turi hidraulinę sankabą, keturis diskinius stabdžius, o priekinė dalis yra šalia transmisijos. Ro 80 buvo toks įspūdingas savo laiku, kad 1968 metais laimėjo Metų automobilio titulą. Kitais metais Miuncheno technikos universitete Felixas Wankelis gavo daktaro laipsnį ir Vokietijos inžinierių federacijos aukso medalį – prestižiškiausią apdovanojimą už mokslo ir technikos pasiekimus Vokietijoje.
(Sekti)
Tekstas: Georgijus Kolevas
