Новый роторный двигатель Mazda

Roma-Urraco › Blog › Новый роторный двигатель ВАЗ-413 для милицейских догонялок: 140 л.с. с 1,3 литров объема

В 60-70-е годы многие ведущие мировые автопроизводители экспериментировали с роторно-поршневыми ДВС конструкции Феликса Ванкеля. Лицензию на производство таких моторов тогда приобрели NSU, Ford, Citroen, Mercedes-Benz, Mazda, Nissan и еще ряд других крупных компаний.

Не оставался в стороне и Советский Союз: так, в 1974-м году на Волжском автомобильном заводе было создано специальное конструкторское бюро по роторно-поршневым двигателям (СКБ РПД), которое возглавил Б.С.Поспелов. Задачи стояли амбициозные: создать и внедрить в производство отечественный “роторник”, который бы не уступал лучшим зарубежным образцам.

Первый прототип РПД был создан на ВАЗе в 1976 году, а уж в 1978 году в Тольятти освоили выпуск (небольшой серией) односекционного РПД ВАЗ-311 мощностью 80 л.с при 6000 об/мин. Автомобиль с этим двигателем получил обозначение ВАЗ-21018 (на базе серийной 21011) и хоть и был построен в 1978 году, но широкой публике его впервые показали в 1982 году на выставке НТТМ-82. Максимальная скорость авто составляла 145 км/ч.

Была выпущена серия из пятидесяти таких автомобилей для опробования их в реальных условиях эксплуатации. Вскоре, в течение полугода, завод был вынужден заменить РПД на обычные ДВС на 49 автомобилях из 50, что было связано с колоссальным количеством нареканий на качество как самой конструкции, так и на ее исполнение. Основными неисправностями были выход из строя уплотнителей и подшипниковых узлов, проявилась недостаточная сбалансированность роторно-эксцентрикового механизма (РЭМ), низкая топливная экономичность.

Однако, несмотря на неудачу с ВАЗ-21018, работы по созданию РПД получили дальнейшее развитие – отечественные силовые структуры нуждались в мощном двигателе, при этом требования по ресурсу и расходу топлива были ниже, чем для автомобиля общего назначения. В результате были созданы «Жигули» ВАЗ-21019 (также на базе кузова ВАЗ-21011) с двухсекционным РПД ВАЗ-411 мощностью 120 л.с. при 6000 об/мин. Максимальная скорость этого автомобиля, который именовался «Аркан», составляла 160км/ч. 20 октября 1982 года под руководством министра автомобильной промышленности СССР В.Н.Полякова прошло совещание по вопросу работы конструкторского бюро АвтоВАЗа по роторно-поршневым двигателям, автомобильных перспектив применения РПД ВАЗа и возможности организации их серийного производства. По итогам совещания было принято решение с 1983 года приступить к организации серийного выпуска автомобильных РПД для специальных оперативных машин, определить на 1983 год программу производства РПД на ВАЗе в количестве 200 штук в год.

В июне 1986 года была изготовлена первая опытно-промышленная партия ВАЗ-21059. Этот автомобиль являлся дальнейшим развитием идеи скоростного и мощного автомобиля для милиции и спецслужб, опробованной еще на моделях ВАЗ-21018 и ВАЗ-21019. Данная модификация, так же как и ВАЗ-21019, оснащалась двухсекционным роторно-поршневым двигателем ВАЗ-411 мощностью 120 л.с. при 6000 об/мин. Максимальная скорость этого автомобиля достигала 160 км/ч.

Со второй половины 1991 года мелкими партиями для нужд милиции и спецслужб выпускался автомобиль ВАЗ-21079 на базе “семерки”. На модель устанавливался двухсекционный РПД ВАЗ-4132 рабочим объемом 1,3 литра и мощностью 140 л.с.

Именно такой силовой агрегат удалось обнаружить в одном из гаражных кооперативов Киева. Мне написал подписчик и сообщил, что у него уже давно лежит без дела ВАЗовский “роторник” с индексом ВАЗ-4132.

По легенде, этот двигатель в свое время каким-то чудом заполучил директор одного из деревообрабатывающих комбинатов в Житомирской области. Правда, на машину его так и не поставили: все эти годы РПД так и пролежал среди различного хлама.

ВАЗ-21079 или 21059 с подобным 2-секционным РПД развивают максимальную скорость 180 км/ч, а на разгон от 0 до 100 км/ч уходит всего 9 секунд.

К сожалению, найденный мотор не полностью комплектный по части навесного оборудования, но многие детали унифицированы с обычными ДВС ВАЗ, например — карбюратор, поэтому вернуть его к жизни не будет сверхсложной задачей.

По сравнению с классическим четырехтактным ДВС двигатель Ванкеля обладает рядом существенных преимуществ:
— низкий уровень вибраций ввиду того, что РПД полностью механически уравновешен — нет необходимости преобразовывать возвратно поступательное движение во вращательное, крутящий момент с оси ротора может передаваться напрямую.
— отличные динамические характеристики.
— Высокая удельная мощность РПД (л.с./кг).
— меньшие в 1,5-2 раза по сравнению с обычным ДВС габаритные размеры и вес, что связано с отсутствием поршней и коленчатых валов с шатунами.
— простота ремонта ввиду меньшего на 35—40% по сравнению с обычным ДВС числа деталей — двухроторный двигатель имеет три основные движущиеся части: два ротора и выходной вал, в то время как самый простой четырехцилиндровый поршневой двигатель имеет как минимум 40 движущихся частей, включая поршни, шатуны, распредвал, клапаны, пружины клапанов, качалки, ремень ГРМ, распределительные шестерни и коленвал.
Однако при всех перечисленных достоинствах РПД есть и существенные недостатки. К ним можно отнести следующие:
— состояние уплотнителей (площадь пятна контакта поршня и камеры очень невелика — следствием этого противоречия являются утечки между отдельными камерами и, как следствие, падение КПД и увеличение токсичности выхлопа
— повышенный расход масла и бензина. В среднем, автомобили с РПД потребляют до 20 литров топлива на 100 км, и от 0,4л до 1л масла на 1000 км.
— склонность к перегреву.
— высокие требования к точности исполнения деталей делают его сложным и дорогим в производстве.

Кроме того, эти уплотнения работают в условиях ограниченной смазки и плохого теплоотвода — для их смазывания приходится дополнительно впрыскивать масло прямо во впускной коллектор. Нетрудно догадаться, что экологических показателей мотора это тоже не улучшает.

ВАЗовские РПД также не отличались особой надежностью и долговечностью и хотя сам завод обещал для мотора ВАЗ-413 ресурс на уровне 100-125 тысяч км, в реальной жизни они редко когда наезжали 30-40 тысяч без капитального ремонта.

Роторную тему окончательно свернули в Тольятти в начале 2000-х и только японская Mazda до последнего держалась за РПД и пыталась развивать данную конструкцию. Их последняя роторная модель RX-8 оставалась на конвейере до июня 2012 года.

Более подробную информация о найденном моторе ВАЗ-413 можно узнать из моего нового видео:

Mazda Skyactiv-R: японцы надуют всех с Ванкелем

Инженеры Mazda подтягивают роторный мотор Skyactiv-R до Евро 6 с помощью турбонаддува

После премьеры Mazda RX-Vision на Токийском салоне осенью 2015 года вновь вспыхнули разговоры о возрождении роторных моторов: кто, если не Mazda? Между тем немногочисленным российским владельцам RX-8 (машина продавалась у нас официально) и прочих завезенных «мазд» с Ванкелем хорошо знакомы типичные недостатки роторно-поршневых двигателей, главные среди которых – непомерный расход масла и сильная склонность к перегреву. Решить проблемы не смогли даже немцы: у Daimler были варианты 3- и 4-секционных роторных моторов, доведенные до стадии опытных образцов. Инженеры Audi в 1977 году всерьез рассматривали вариант запуска серийной Audi 100 Wankel, однако закрыли проект и вместе с ним производство серийной NSU Ro80, ставшей последней европейской массовой моделью с Ванкелем.

NSU Ro80 оснащали 2-секционным роторным мотором объемом 995 см 3 мощностью 115 л.с. По этому автомобилю высокого класса (колесная база 2860 мм) европейская пресса мерила в сравнительных тестах появившееся в 1972 году первое поколение BMW 7 серии!

А сколько добрых слов в адрес роторных классических жигулей найдут их счастливые обладатели! Уплотнители безбожно текли, подшипники вылетали, топливная экономичность оставляла желать лучшего, равно как и плавность работы. Кстати, и с удобством управления ротором тоже не всё ладно – характер кривой крутящего момента совершенно не предполагает движение в тягучих пробках. С другой стороны, даже «атмосферный» ротор мгновенно реагирует на малейшее нажатие на газ, показывая впечатляющую приёмистость, практически недоступную кривошипно-шатунным ДВС.

Одна из версий Mercedes- Benz C-111 II оснащалась 4-секционным мотором Ванкеля. Выпущено 4 опытных образца

Для инженера главный недостаток ротора – высокий уровень вредных выбросов. По большей части из-за этой причины японцы и забросили в своё время Ванкеля. Идея, однако, не оставляет инженеров Mazda – уже после снятия RX-8 (последней на сегодняшний день серийной роторной модели) с производства, они разрабатывали гибридную ротор-электрическую силовую установку с тем, чтобы поставить её на вэн Mazda 5. Ещё раньше двигатель RX-8 пытались адаптировать под водород – испытания прошли (в том числе и в Норвегии), на том дело и стало. И если газовый вариант не дошёл до конвейера по понятным причинам, то с гибридом другая история: у Mazda в отличие от прочих крупных японских производителей просто-напросто нет полноценного опыта выпуска гибридов. В 2013 году анонсировали Mazda 3 Hybrid для японского рынка, в конце «нулевых» в США предлагали MazdaTribute Hybrid, вот, пожалуй, и всё. По этой причине новый роторный автомобиль Mazda, скорее всего, будет оснащаться турбонаддувом – это наиболее простой способ вписать Ванкеля в экологические нормы.

Mazda RX-8 стала самой массовой моделью с мотором Ванкеля, ее выпускали в двух поколениях

О возрождении модели с РПД (роторно-поршневым двигателем) в Mazda задумались ещё в 2014 году (а то и раньше) – об этом свидетельствует документ, выданный патентным ведомством США 24 марта 2016 года (некоторые его страницы выложены на сайте Autoevolution). На главной странице, помимо четырёх изобретателей, формулы изобретения (описания), заявителя (Mazda Motor Corporation, Hiroshima) и прочей сопутствующей информации, указана дата подачи заявки – 12 апреля 2015 года. А вот дата оформления «приоритетного иностранного патента» – в данном случае, выданного в Японии – 22 сентября 2014 года. Стало быть, над новым ротором японцы трудятся как минимум два года, ведь для того чтобы подать заявку, нужно сформулировать новизну изобретения и вообще провести соответствующие исследования.

Один из рисунков, приложенных к заявке на патент нового роторного мотора с оригинальной геометрией выпускного коллектора

В заявке на патент описана оригинальная конфигурация выпускного коллектора с приложением схем и чертежей. Как полагают специалисты, представленная геометрия выхлопа как раз и говорит о наличии турбины. В линейке Mazda роторы с наддувом всегда были делом обычным, и если россиянам они больше знакомы по RX-7 (особой популярностью автомобиль пользуется в тюнинговой среде), то мировое признание они получили куда раньше – в 1982 году на третьем поколении Mazda Cosmo японцы впервые поставили 1,1-литровый ротор мощностью 160 л.с. и моментом в 226 Нм.

Mazda RX-7 первого поколения

Для Mazda роторные моторы – важнейшая имиджевая составляющая, поэтому никаких сомнений в том, что компания изыщет все ресурсы для их выпуска, нет. Собственно, спикеры (например, Кийоши Фудживара, директор центра исследований и разработок Mazda) говорят об этом открыто. На подходе и круглая дата – в 2017 году исполнится 40 лет первой серийной японской машине Cosmo Sport, которая появилась на свет одновременно с NSU Ro80 и разделила с ним звание первой серийной модели с 2-секционным роторным двигателем.

Предположительно новая модель Mazda с роторно-поршневым мотором может появится уже в 2017 году и будет называться RX-9

Mazda Cosmo первых двух серий первого поколения выпускали фактически вручную по несколько штук в неделю, её тираж составил около 1,5 тыс., зато RX-7 разошлась в количестве более 800 тыс. штук, «восьмёрка» нашла ещё больше покупателей. Пик продаж пришелся на первую половину 70-х и повторился лишь в 2004 году, когда дилеры Mazda реализовали 23 690 машин. После этого производство резко сократилось. В Россию, как было сказано, официально поставляли только RX-8 по цене эквивалентной около 50 тыс. долларам США, но наши соотечественники роторную японку вниманием не баловали: в 2005 году продано 52 машины, в 2006 – 37, в 2007 – 22, в 2008 – 27, в 2009 – 2, после чего продажи были прекращены.

Mazda RX-3 Savanna: история выдающегося роторного автомобиля

Mazda RX-3 Savanna – удивительный автомобиль. С помощью него, молодая и малоизвестная на тот момент компания Мазда, громко заявила о себе. И сделала она это классическим способом, в скромный, ничем не примечательный внешне автомобиль установила мощный двигатель. Да еще какой! Под капотом RX-3 находился двухроторный двигатель Ванкеля.

Краткая предыстория

К концу 1950-х, компанию Toyo Kogyo (будущая Mazda), никто не воспринимал как серьезного автопроизводителя. Вершиной модельного ряда фирмы, были примитивные трехколесные моторикши. В 1960 году, компания освоила выпуск своего первого 4-колсеного автомобиля Mazda R360. Это скорее можно назвать «пробой пера», легкий микролитражный автомобиль не мог составить конкуренцию Toyota, Nissan и т.д.

Для того, чтобы переломить ситуацию и закрепить за собой репутацию технологически продвинутой компании, в ноябре 1961 года Toyo Kogyo закупает лицензию на роторный двигатель NSU. Через 6 лет инженеры компании создадут первый японский автомобиль с роторным двигателем – Mazda Cosmo. Долгая и сложная «роторная история» Мазда началась.

Впоследствии компания NSU разорилась при попытке довести двигатель Ванкеля до ума, а Ситроен потратил значительную сумму, но таки ничего не добился в попытках сделать то же самое.

Как бы то ни было, роторный двигатель оказался изделием довольно капризным. Поэтому при разработке семейства новых автомобилей Mazda Grand Familia, вдобавок к роторным, японцы предусмотрели установку традиционных поршневых моторов. К 1971 году испытания были завершены и началось серийное производство.

За исключением двигателей, автомобили незначительно отличались внешне и по названию. В США машины с 4-цилиндровым мотором назывались Mazda 808, а с роторным RX-3. В Японии автомобили с двигателями Ванкеля шли под названием Mazda Savanna.

Mazda RX-3 и роторный двигатель

Безусловно, если бы не роторные двигатель, то RX-3 можно было бы отнести к типичным японским автомобилям класса Toyota Corolla или Mitsubishi Lancer. Но именно двигатель Ванкеля стал изюминкой это автомобиля.

Для Японии и Европы под капотом Mazda RX-3 скрывался двухроторный двигатель 10А общим объемом в 982 см3 и мощностью 105 л.с. Более того, для США предназначался еще более мощный 12А объемом в 1146 см3 и 125 л.с. На первый взгляд цифры особо не впечатляют, но вкупе с «крутильным» характером роторного двигателя и низкой массой в 930 кг, автомобиль разгонялся за 11 секунд до 100 км/ч. Для начала 70-х отличный результат.

Mazda RX-3 и успехи в автоспорте

Для того чтобы привлечь внимание к модели, Mazda должна была одержать победу в автоспорте, желательно над автомобилями Nissan и Toyota. И Мазде это удалось!

Так в 1972 году на гонках Fuji Masters 250, Mazda RX-3 которую пилотировал опытный Йошими Катаяма пришла на подиум. Причем одолев легендарный Nissan Skyline 2000 GT-R, который безраздельно властвовал на гонках серии, победив 49 раз подряд. Кроме того, автомобиль добился успеха и за рубежом. Так в кольцевой гонке Австралии – Bathurst 1000, Mazda RX-3 пришла пятой, уступив только мощным Холденам с V8 под капотом.

Кроме того, за счет своего соотношения цены и характеристик Мазда RX-3 стала настолько популярна в любительском автоспорте, что найти более-менее живой автомобиль уже к началу 90-х было практически не возможно, не говоря уже про наше время.

Что в итоге?

В конечном итоге Mazda RX-3 стала одним из самых значимых автомобилей марки с роторным двигателем. Автомобиль был быстрым, доступным и отлично смотрелся, особенно в кузове купе. Более того RX-3 позволила определить, что компании нужно двигаться в сторону легких роторных машин спортивного типа. Так со временем появилась легендарная Mazda RX-7.

Кроме того RX-3 прославила компанию Мазда. Без этой машины ей бы не удалось стать такой, какой мы знаем ее сейчас.