Тест драйв в погоне за мечтой: от Ванкеля до двигателя HCCI

Тест драйв в погоне за мечтой: от Ванкеля до двигателя HCCI

Как роторный двигатель помог японскому бренду Mazda стать тем, чем он является сегодня

60 лет спустя после создания первого рабочего прототипа двигателя Ванкеля, 50 лет после его запуска Mazda и официального объявления компании о том, что она создала функциональный двигатель HCCI, — это повод вернуться в историю этого уникального теплового двигателя.

Mazda больше не скрывает того факта, что разработка двигателя, работающего в широком рабочем диапазоне в режимах HCCI — или гомогенное смешение и самовоспламенение от сжатия, оказалась успешной, и с 2019 года намерена запустить такой двигатель в серийное производство. Неудивительно, что Mazda всегда может удивить автомобильное сообщество. Достаточно даже беглого взгляда на исторические анналы бренда, чтобы найти источники этого утверждения. До недавнего времени японская компания была единственным и рьяным носителем идеи Ванкеля и первым производителем автомобилей с двигателями, работавшим по циклу Миллера (Mazda Xedos 9 с 1993 по 2003 год, а затем Demio, известная в Европе как Mazda 2).

Здесь стоит упомянуть дизельный двигатель с волновым сжатием воздуха Comprex, каскадный, двухструйный и форсированный с изменяемой геометрией для бензинового двигателя (разные версии Mazda RX-7), системы активного поворота задней оси 626 с конца 80-х гг. лет, уникальная система старт-стоп i-Stop, в которой запуск поддерживается процессом сгорания, и система регенерации энергии с помощью конденсаторов i-Eloop. Наконец, отметим тот факт, что это единственный японский производитель, выигравший «24 часа Ле-Мана» — конечно же, с автомобилем с двигателем Ванкеля! Что касается стиля, такие модели, как Luce, культовый Wankel Cosmo Sport, RX-7 и RX-8, родстер MX-5 и Mazda 6, красноречиво говорят об уникальности бренда в этой области. Но это еще не все — в последние годы двигатели Skyactiv показали не только, что двигателю внутреннего сгорания еще предстоит пройти долгий путь, но и то, что Mazda может показать ему свой собственный путь.

Намного больше о разработках инженеров компании мы расскажем после нашего предстоящего визита по приглашению Mazda в Японию в конце октября. Однако причины для этой статьи не единственные, которые можно найти в подзаголовке выше. Потому что, чтобы понять причины, по которым создателям Mazda удалось создать свой двигатель HCCI, нам, возможно, придется вернуться к истории компании.

Роторный двигатель как основа Skyactiv-X

Спросите ультрамарафонца, которому удалось преодолеть 160-километровый маршрут, возникнут ли проблемы с прохождением стандартного 42-километрового марафона. Что ж, он может не пробежать их два часа, но он определенно может продолжить как минимум еще 42 часа в довольно приличном темпе. При таком мышлении, если штаб-квартира вашей компании находится в Хиросиме, если на протяжении десятилетий вы боролись с огромными проблемами вращения поршня роторного двигателя и решили сотни проблем со смазкой или выбросами, волновыми эффектами и с турбонаддувом, или особенно с процессами сгорания в серповидной камере с изменяющимся объемом блока на основе Ванкеля, у вас может быть гораздо более стабильная основа для создания двигателя, работающего по принципу HCCI. Официальный старт проекту Skyactiv был дан ровно десять лет назад, в 2007 году (тот же год, в котором Mercedes представила сложный прототип двигателя HCCI Diesotto), и в то время Mazda RX-8 с двигателем Ванкеля все еще находилась в производстве. Как известно, инженеры японской компании экспериментируют с режимами работы HCCI именно при разработке прототипов роторных двигателей Skyactiv-R. Вероятно, в проекте HCCI, называемом Mazda SPCCI (Spark Plug Conrolled Compression Ignition) или Skyactiv-X, участвовали инженеры как из отдела роторных, так и из отдела бензиновых и дизельных двигателей, потому что даже в разработке процесса сгорания в Skyactiv-D мы можем распознать почерк людей, участвовавших в разработке процесса HCCI. Бог знает, когда эволюция двигателей Skyactiav превратилась в двигатель с однородным перемешиванием и самовоспламенением — давно известно, что инженеры Mazda были вовлечены в эту тему — но это, вероятно, произошло, когда двигатель Ванкеля был еще жив.

Десятилетия производства роторных автомобилей, большинство из которых в полном одиночестве, могут не принести Mazda серьезного финансового дохода, но также принесут признание непоколебимости духа, поиску решений всевозможных проблем, невероятной настойчивости и, как следствие, накопления огромного и очень бесценного опыта. Однако, по словам Киёси Фудзивара, ответственного за планирование продуктов Mazda, каждый из конструкторов, участвующих в проекте Skyactiv, несет в себе дух двигателя Ванкеля, но превращается в возможность улучшить обычный двигатель. Или в нетрадиционной HCCI. «Но страсть та же. Именно она делает Skyactiv реальностью. Это настоящее приключение стало самой большой радостью в моей жизни. Это правда, что каждая компания делает автомобили для продажи и зарабатывания денег, — объясняет Сеита Канаи, руководитель отдела развития Mazda, — но поверьте мне, для нас в Mazda тот факт, что автомобили, которые мы создаем, также важен. они берут начало в наших сердцах, и каждый раз их строительство становится для нас романтическим приключением. Главная движущая сила этого процесса — наша страсть. Быть лучшим — это мой инженерный роман ».

Мечта молодого человека

Возможно, в 60-х годах инженеры недавно выпущенного первого автомобиля Mazda обнаружили «свой инженерный роман» в двигателе Ванкеля. Потому что роторный двигатель родился из мечты 17-летнего немецкого юноши в 1919 году, и его зовут Феликс Ванкель. Тогда, родившийся в 1902 году в регионе Лар ​​в Германии (где родились Отто, Даймлер и Бенц), он сказал своим друзьям, что автомобиль его мечты был оснащен двигателем, который был наполовину турбинным, наполовину поршневым. В то время он еще не обладал базовыми знаниями о поршневых двигателях внутреннего сгорания, но интуитивно полагал, что его двигатель может выполнять четыре цикла работы — впуск, сжатие, действие и выпуск при вращении поршня. Именно эта интуиция надолго приведет его к созданию работающего роторного двигателя, который другие конструкторы безуспешно пробовали бесчисленное количество раз, начиная с 16 века.

Отец Ванкеля погиб во время Первой мировой войны, после чего молодой человек продавал печатные произведения и читал много технической литературы. В 1924 году, когда ему было 22 года, он основал небольшую лабораторию по разработке роторного двигателя, а в 1927 году он сделал первые чертежи «Die Drehkolbenmaschine» (роторно-поршневой машины). В 1939 году гениальное министерство авиации обнаружило рациональное зерно в роторном двигателе и обратилось к Гитлеру, который лично приказал освободить Ванкеля, который затем находился в тюрьме по приказу местного гауляйтера, и оборудовать экспериментальную лабораторию на Боденском озере. Там он разработал прототипы для BMW, Lillethal, DVL, Junkers и Daimler-Benz. Однако первый экспериментальный двигатель Ванкеля появился слишком поздно, чтобы хоть как-то помочь выживанию Третьего рейха. После капитуляции Германии французы заключили Ванкеля в тюрьму — то же самое, что они уже сделали с Фердинандом Порше. Год спустя Феликс был освобожден и, из-за отсутствия более продуктивного занятия, начал писать книгу о роторно-поршневых двигателях. Позже он основал Технический институт инженерных исследований и продолжил разработку роторных двигателей и компрессоров для промышленного использования. В 1951 году амбициозному дизайнеру удалось убедить главу отдела спортивных мотоциклов NSU Вальтера Фреде к сотрудничеству. Ванкель и NSU сосредоточили свои усилия на роторном двигателе с камерой в форме яблока (трохоидной) и треугольным поршнем с арочными стенками. В 1957 году был построен первый действующий прототип двигателя под названием ДКН. Это дата рождения двигателя Ванкеля.

60-е: многообещающее будущее роторного двигателя

DKM показывает, что роторный двигатель — это не просто мечта. Настоящий практичный двигатель Ванкеля в известной нам форме с неподвижным корпусом — это следующий KKM. NSU и Wankel совместно реализовали первые идеи, связанные с уплотнением поршня, позиционированием свечей зажигания, заполнением отверстий, продувкой выхлопных газов, смазкой, процессами сгорания, материалами и производственными зазорами. Однако остается много проблем …

Это не мешает NSU официально объявить в 1959 году о создании двигателя будущего. Более 100 компаний предлагают техническое сотрудничество, в том числе Mercedes, Rolls-Royce, GM, Альфа-Ромео, Porsche, Citroen, MAN и ряд машиностроителей покупают лицензии. Среди них Mazda, президент которой Цуней Мацуда видит в двигателе огромный потенциал. Помимо параллельных консультаций с инженерами NSU, Mazda создает собственный отдел разработки двигателей Ванкеля, который первоначально включает 47 инженеров.

New York Herald Tribune объявляет двигатель Ванкеля революционным изобретением. В то время акции NSU буквально взорвались — если в 1957 году они торговались за 124 немецкие марки, то в 1960 году они достигли космических 3000! В 1960 году был представлен первый автомобиль с двигателем Ванкеля — NSU Prinz III. В сентябре 1963 года за ним последовал NSU Wankel Spider с однокамерным двигателем объемом 500 см3, который спустя два года выиграл чемпионат Германии. Однако сенсацией Франкфуртского автосалона 1968 года стал новый NSU Ro 80. Элегантный седан, разработанный Клаусом Люте, авангарден во всех отношениях, а его аэродинамические формы (коэффициент потока 0,35 сам по себе делает автомобиль уникальный для своего времени) стали возможными благодаря малогабаритному двухроторному двигателю ККМ 612. Трансмиссия имеет гидравлическое сцепление, четыре тормоза — дисковые, причем передняя часть расположена рядом с трансмиссией. Ro 80 был настолько впечатляющим для своего времени, что в 1968 году стал автомобилем года. В следующем году Феликс Ванкель получил докторскую степень в Техническом университете Мюнхена и получил золотую медаль Федерации инженеров Германии — самую престижную награду за научные и технические достижения в Германии.

(следовать)

Текст: Георгий Колев

Главная » Тест Драйв » Тест драйв в погоне за мечтой: от Ванкеля до двигателя HCCI

Добавить комментарий