Паровые машины и двигатели внутреннего сгорания обладают одним общим недостатком — возвратно-поступательное движение поршня должно быть преобразовано во вращательное движение колёс. Отсюда и заведомо низкий КПД, и высокая изнашиваемость элементов механизма. Многим хотелось построить двигатель внутреннего сгорания так, чтобы все подвижные части в нём только вращались — как это происходит в электромоторах.
Однако задача оказалась не простой, успешно решить её удалось только механику-самоучке, который за всю свою жизнь так и не получил ни высшего образования, ни даже рабочей специальности.
Феликс Генрих Ванкель (Felix Heinrich Wankel, 1902–1988) родился 13 августа 1902 года в небольшом немецком городке Лар. Во время Первой мировой войны погиб отец Феликса, из-за чего будущему изобретателю пришлось бросить гимназию и пойти работать учеником продавца в книжной лавке при издательстве. Благодаря этой работе Ванкель пристрастился к чтению книг, по которым он самостоятельно изучал технические дисциплины, механику и автомобилестроение.Существует легенда, что решение задачи пришло семнадцатилетнему Феликсу во сне. Правда это или нет — неизвестно. Зато очевидно, что Феликс обладал весьма незаурядными способностями к механике и «незамыленным» взглядом на вещи. Он понял, как все четыре цикла работы обычного двигателя внутреннего сгорания (впрыск, сжатие, сгорание, выхлоп) можно осуществить при вращении.Довольно быстро Ванкель пришёл к первой конструкции двигателя, и в 1924 году он организовал небольшую мастерскую, которая также служила и импровизированной «лабораторией». Здесь Феликс и начал проводить первые серьёзные исследования в области роторно-поршневых ДВС.С 1921 года Ванкель был активным членом НСДАП. Он выступал за партийные идеалы, был основателем всегерманского военного юношеского объединения и юнгфюрером различных организаций. В 1932 году он вышел из партии, обвинив одного из своих бывших коллег в политической коррупции. Однако по встречному обвинению ему самому пришлось провести в тюрьме шесть месяцев. Освободившись из заключения благодаря заступничеству Вильгельма Кепплера (Wilhelm Keppler), он продолжил работы над двигателем. В 1934 он создал первый опытный образец и получил на него патент. Он сконструировал новые клапаны и камеры сгорания для своего мотора, создал несколько различных его вариантов, разработал классификацию кинематических схем различных роторно-поршневых машин.
В 1936 году прототип двигателя Ванкеля заинтересовал BMW — Феликс получил деньги и собственную лабораторию в Линдау для разработки опытных авиадвигателей.Впрочем, до самого разгрома фашистской Германии ни один двигатель Ванкеля в серию не пошёл. Возможно, на доведение конструкции до ума и создания массового производства требовалось слишком много времени.После войны лаборатория была закрыта, оборудование вывезено во Францию, а Феликс остался без работы (сказалось былое членство в национал-социалистической партии). Однако вскоре Ванкель всё же получил должность инженера-конструктора в компании NSU Motorenwerke AG, являющейся одним из старейших производителей мотоциклов и автомобилей.В 1957 году совместными усилиями Феликса Ванкеля и ведущего инженера NSU Вальтера Фрёде (Walter Froede) роторно-поршневой двигатель впервые был установлен на автомобиль NSU Prinz. Первоначальная конструкция оказалась далека от совершенства: даже для замены свечей требовалось разбирать почти весь «движок», надёжность оставляла желать лучшего, а про экономичность на данном этапе разработки и вовсе говорить было грешно. В результате испытаний в серию пошёл всё же автомобиль с традиционным ДВС. Тем не менее первый роторно-поршневой двигатель DKM-54 доказал свою принципиальную работоспособность, открыл направления для дальнейшей доводки и продемонстрировал колоссальный потенциал «роторников».Таким образом, новый тип ДВС получил, наконец, свою путёвку в жизнь. В дальнейшем его ждёт ещё немало усовершенствований и доработок. Но перспективы роторно-поршневого двигателя настолько привлекательны, что инженеров уже ничто не могло остановить в деле доведения конструкции до эксплуатационного совершенства.
Прежде чем разбирать достоинства и недостатки роторно-поршневых ДВС, стоит всё-таки подробней рассмотреть их конструкцию.В центре ротора проделано круглое отверстие, изнутри покрытое зубцами как у шестерёнки. В это отверстие вставлен вращающийся вал меньшего диаметра, также с зубцами, что обеспечивает отсутствие проскальзывания между ним и ротором. Отношения диаметров отверстия и вала подобраны так, чтобы вершины треугольника двигались по одной и той же замкнутой кривой, которая называется «эпитрохоида», — искусство Ванкеля как инженера заключалось в том, чтобы сначала понять, что это возможно, а потом всё точно рассчитать. В итоге, поршень, имеющий форму треугольника Рело, отсекает в камере, повторяющей форму найденной Ванкелем кривой, три камеры переменного объёма и положения.Конструкция роторно-поршневого ДВС позволяет реализовать любой четырехтактный цикл без применения специального механизма газораспределения. Благодаря этому факту «роторник» оказывается значительно проще обычного четырёхтактного поршневого двигателя, в котором в среднем почти на тысячу деталей больше.Герметизация рабочих камер в роторно-поршневом ДВС обеспечивается радиальными и торцевыми уплотнительными пластинами, прижимаемыми к «цилиндру» ленточными пружинами, а также центробежными силами и давлением газа.Ещё одна его техническая особенность — это высокая «производительность труда». За один полный оборот ротора (то есть за цикл «впрыск, сжатие, воспламенение, выхлоп»), выходной вал совершает три полных оборота. В обычном поршневом двигателе таких результатов можно добиться только используя шестицилиндровый ДВС.
После первой же успешной демонстрации роторного ДВС в 1957 году крупнейшие автогиганты стали проявлять к разработке повышенный интерес. Сначала лицензию на двигатель, получивший неформальное название «ванкель», купила корпорация Curtiss-Wright, через год, Daimler-Benz, MAN, Friedrich Krupp и Mazda. Всего за весьма короткий промежуток времени лицензии на новую технологию приобрели около ста компаний во всём мире, включая таких монстров как Rolls-Royce, Porsche, BMW и Ford.Такой интерес к «ванкелю» столь крупных игроков автомобильного рынка объясняется его большим потенциалом и значительными достоинствами — в роторно-поршневом двигателе на 40% меньше деталей, он проще в ремонте и производстве.
К тому же «ванкель» почти в два раза компактней и легче традиционного поршневого ДВС, что в свою очередь улучшает управляемость автомобиля, облегчает оптимальное расположение трансмиссии и позволяет сделать более просторный и удобный салон.
Картинка кликабельна:
Роторно-поршневой двигатель развивает высокую мощность при довольно скромном расходе топлива. Например, современный «ванкель» объёмом всего 1300 смі развивает мощность в 220 л.с., а с турбокомпрессором — все 350. Ещё один пример — миниатюрный двигатель OSMG 1400 весом 335 г (рабочий объем 5 смі) развивает мощность в 1,27 л.с. Фактически, эта кроха на 27% сильнее лошади.Ещё одно важное преимущество — низкий уровень шумов и вибраций. Роторно-поршневой двигатель отлично уравновешен механически, кроме того масса движущихся частей (и их количество) в нём значительно меньше, благодаря чему «ванкель» работает гораздо тише и не вибрирует.И, наконец, роторно-поршневой двигатель отличается великолепными динамическими характеристиками. На низкой передаче можно без особой нагрузки на движок разогнать автомобиль до 100 км/ч на высоких оборотах двигателя. Кроме того, сама конструкция «ванкеля» за счёт отсутствия механизма преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, способна выдержать большие обороты, чем традиционный ДВС.
После вышедшего в 1964 году NSU Spyder последовали легендарная модель NSU Ro 80 (в мире до сих пор существует множество клубов владельцев этих машин), Citroen M35 (1970), Mercedes C-111 (1969), Corvette XP (1973). Но единственным массовым производителем стала японская Mazda, выпускавшая с 1967 года порой по 2-3 новые модели с РПД. Роторные двигатели ставили на катера, снегоходы и легкие самолеты. Конец эйфории пришел в 1973 году, в разгар нефтяного кризиса. Тут-то и проявился основной недостаток роторных двигателей — неэкономичность. За исключением Mazda, все автопроизводители свернули роторные программы, а у японской компании продажи по Америке сократились со 104960 проданных машин в 1973 году до 61192 — в 1974-м. Наряду с неоспоримыми достоинствами, «ванкель» также обладал и целым рядом очень серьёзных недостатков. Во-первых, долговечность. Один из первых прототипов роторно-поршневых двигателей на испытаниях выработал свой ресурс всего за два часа. Следующий, более успешный DKM-54 уже выдержал сто часов, но этого для нормальной эксплуатации автомобиля всё равно было недостаточно. Основная проблема крылась в неравномерном износе внутренней поверхности рабочей камеры. На ней в процессе эксплуатации появлялись поперечные борозды, которые получили говорящее имя «метки дьявола».
В компании Mazda после приобретения лицензии на «ванкель» был сформирован целый отдел, занимавшийся усовершенствованием роторно-поршневого двигателя. Довольно скоро выяснилось, что при вращении треугольного ротора, заглушки на его вершинах начинают вибрировать, в результате чего и образуются «метки дьявола».В настоящее время проблему надежности и долговечности окончательно решили, применив высококачественные износостойкие покрытия, в том числе керамические.Другая серьезная проблема — повышенная токсичность выхлопа «ванкеля». По сравнению с обычным поршневым ДВС «роторник» выделяет в атмосферу меньше окислов азота, но гораздо больше углеводородов, за счёт неполного сгорания топлива. Довольно быстро инженеры Mazda, уверовавшие в блестящее будущее «ванкеля», нашли простое и эффективное решение и этой проблемы. Они создали так называемый термальный реактор, в котором остатки углеводородов в выхлопных газах просто «дожигались». Первым автомобилем, реализовавшим такую схему, стал Mazda R100, также называемый Familia Presto Rotary, выпущенный в 1968 году. Эта машина, одна из немногих, сразу прошла весьма жёсткие экологические требования, выдвинутые США в 1970 году для импортируемых авто.Следующая проблема роторно-поршневых двигателей частично вытекает из предыдущей. Это экономичность. Расход топлива стандартного «ванкеля» из-за неполного сгорания смеси существенно выше, чем у стандартного ДВС. И снова инженеры Mazda принялись за работу. При помощи целого комплекса мер, включающих переработку термореактора и карбюратора, добавление теплообменника в выхлопную систему, разработку каталитического конвертера и внедрение новой системы зажигания, компания добилась снижения потребления топлива на 40%. В результате этого несомненного успеха в 1978 году был выпущен спортивный автомобиль Mazda RX-7.
Стоит отметить, что в это время во всём мире машины с роторно-поршневыми двигателями выпускала только Mazda и… АвтоВАЗ.Именно в провальном 1974 году советское правительство создает на Волжском автозаводе специальное конструкторское бюро РПД (СКБ РПД) — социалистическая экономика непредсказуема. В Тольятти начались работы по строительству цехов для серийного производства «ванкелей». Поскольку ВАЗ изначально планировался как простой копировальщик западных технологий (в частности, фиатовских), заводскими специалистами было принято решение воспроизводить двигатель Mazda, напрочь откинув все десятилетние наработки отечественных двигателестроительных институтов.Советские чиновники довольно долго вели переговоры с Феликсом Ванкелем на предмет покупки лицензий, причем некоторые из них проходили прямо в Москве. Денег, правда, не нашли, и поэтому воспользоваться некоторыми фирменными технологиями не удалось. В 1976 году заработал первый волжский односекционный двигатель ВАЗ-311 мощностью 65 л.с., еще пять лет ушло на доводку конструкции, после чего была выпущена опытная партия в 50 штук роторных «единичек» ВАЗ-21018, мгновенно разошедшихся среди работников ВАЗа. Тут же выяснилось, что двигатель только внешне напоминал японский — сыпаться он стал очень даже по-советски. Руководство завода было вынуждено за полгода заменить все двигатели на серийные поршневые, сократить на половину штат СКБ РПД и приостановить строительство цехов. Спасение отечественного роторного двигателестроения пришло от спецслужб: их не очень интересовал расход топлива и ресурс двигателя, зато сильно — динамические характеристики. Тут же из двух двигателей ВАЗ-311 был сделан двухсекционный РПД мощностью 120 л.с., который стал устанавливаться на «спецединичку» — ВАЗ-21019. Именно этой модели, получившей неофициальное название «Аркан», мы обязаны бесчисленным количеством баек про милицейские «Запорожцы», догоняющие навороченные «Мерседесы», а многие стражи порядка — орденами и медалями. До 90-х годов внешне непритязательный «Аркан» действительно легко догонял все машины. Помимо ВАЗ-21019 на АвтоВАЗе также выпускаются малые партии автомобилей ВАЗ-2105, -2107, -2108, -2109, -21099. Максимальная скорость роторной «восьмерки» составляет около 210 км/ч, а до сотни она разгоняется всего за 8 секунд.Оживший на спецзаказах СКБ РПД стал делать двигатели для водного и автоспорта, где машины с роторными двигателями стали настолько часто завоевывать призовые места, что спортивные чиновники были вынуждены запретить применение РПД.В 1987 году умер руководитель СКБ РПД Борис Поспелов и на общем собрании был выбран Владимир Шнякин — человек, пришедший в автомобилестроение из авиации и недолюбливающий наземный транспорт. Главным направлением СКБ РПД становится создание двигателей для авиации. Это была первая стратегическая ошибка: самолетов у нас выпускается несоизмеримо меньше автомобилей, а завод живет с проданных двигателей.Второй ошибкой стала ориентация в сохранившемся производстве автомобильных РПД на маломощные двигатели ВАЗ-1185 в 42 л.с. для «Оки», хотя более прожорливые, но более динамичные роторные двигатели так и просятся на самые быстроходные отечественные машины — например, на «восьмерки». Те же японцы устанавливают «ванкели» только на спортивные модели. В итоге на российских дорогах оказалось всего несколько роторных микролитражек «Ока». В 1998 году был наконец-то подготовлен гражданский вариант двухцилиндрового роторного 1,3-литрового двигателя ВАЗ-415, который стали устанавливать на ВАЗ-2105, 2107, 2108 и 2109.
В мае 1998 г был омологирован кольцевой ВАЗ-110 «РПД-спорт» (190 л. с., 8500 об/мин, 960 кг, 240 км/ч). Увы, дальше одного-единственного образца, чаще демонстрируемого на выставках, чем стартующего в гонках, дело не пошло. 110-я была самой мощной в пелотоне, но откровенно сырая конструкция всякий раз не давала ей продемонстрировать весь свой потенциал. Однако обидней всего то, что на «ВАЗе» быстро охладели к роторному направлению, а уникальную «Ладу» переделали в ралли-кар с обычным ДВС.
Так почему же все ведущие производители автомобилей ещё не пересели на «ванкели»? Дело в том, что для производства роторно-поршневых двигателей требуется, во-первых, отточенная технология со множеством самых разнообразных нюансов и далеко не каждая компания готова пройти путь той же Mazda, попутно наступая на многочисленные «грабли». А во-вторых, нужны специальные высокоточные станки, способные вытачивать поверхности, описанные такой хитрой кривой как эпитрохоида.
Mazda RX-7 — это один из первых автомобилей, на котором ставился роторно-поршневой двигатель Ванкеля. За всю историю Mazda RX-7 было четыре поколения. Первое поколение с 1978 по 1985 год. Второе поколение — с 1985 по 1991. Третье поколение — с 1992 по 1999. Последнее, четвёртое поколение — с 1999 по 2002 год. Первое поколение RX-7 появилось в 1978 году. Оно имело среднемоторную компоновку и оснащалось роторным двигателем мощностью всего 130 л. с.
В настоящее время только Mazda занимается серьёзными исследованиями в области роторно-поршневых двигателей, постепенно совершенствуя их конструкцию, и большая часть подводных камней в этой области уже пройдена. «Ванкели» вполне соответствуют мировым стандартам по уровню токсичности выхлопа, потреблению топлива и надёжности. Для современных станков поверхности описанные эпитрохоидой не являются проблемой (как не являются проблемой и куда более сложные кривые), новые конструкционные материалы позволяют увеличить срок службы роторно-поршневого двигателя, а его стоимость уже сейчас оказывается ниже, чем у стандартного ДВС за счёт меньшего количества используемых деталей.Как и NSU, Mazda в 60-е гг. была небольшой компанией с ограниченными техническими и финансовыми ресурсами. Основу ее модельного ряда составляли развозные грузовички да семейные малолитражки. Поэтому нет ничего удивительного, что спорт-купеMazda 110S Cosmo (982 см куб., 110 л. с., 185 км/ч) создавалось более 6 лет и оказалось весьма капризным и дорогим. Да и подпорченная NSU Ro80 репутация не способствовала ажиотажу (в 1967–1972 гг. нашли своих владельцев только 1175 «космосов»), но мировой интерес к 110S способствовал увеличению продаж всей остальной продукции фирмы!Чтобы доказать, что РПД столь же надежен (его превосходство в мощности уже стало для всех очевидным), Mazda чуть ли не впервые в жизни приняла участие в соревнованиях, причем выбрала самую трудную и продолжительную гонку – 84-часовой Marathon De La Route, проходивший на Нюрбургринге. Как экипажу из Бельгии удалось занять 4-е место (вторая машина сошла с дистанции за три часа до финиша из-за заклинивших тормозов), уступив только «выросшим» на «Нордшляйфе» Porsche 911, похоже, так и останется загадкой.
Мастерская Ванкеля в Линдау
Хотя с тех пор японские «роторники» стали завсегдатаями гоночных трасс, крупного успеха в Европе им пришлось ждать 16 лет. В 1984-м британцы на RX-7 выиграли престижную суточную гонку в Спа-Франкошамп. А вот в США, на главном рынке «семерки», ее гоночная карьера складывалась куда успешнее: с момента дебюта в чемпионате IMSA GT в 1978 году и по 1992-й она выиграла в своем классе более сотни этапов, причем с 1982 по 1992 гг. первенствовала в главной гонке серии – 24 hours of Daytona.В ралли у «Мазд» все шло не так гладко. Как это часто бывало с японскими командами (Toyota, Datsun, Mitsubishi), они выступали только на отдельных этапах раллийного чемпионата мира (Новая Зеландия, Великобритания, Греция, Швеция), интересующих в первую очередь маркетинговые отделы концернов. Национальных титулов хватало: так, в 1975–1980 гг. Род Миллен выиграл целых пять в Новой Зеландии и США. А вот в WRC успехи были исключительно локальными: лучшее, что показали RX-7, – 3-е и 6-е места в греческом «Акрополисе» 1985 года.Ну а самым громким успехом Mazda вообще и РПД в частности стала победа ее спортпрототипа 787B (2612 см куб., 700 л. с., 607 Нм, 377 км/ч) в Ле Мане в 1991 году. Причем одолеть заводскиеPorsche, Peugeot и Jaguar помогли не только быстрые пилоты и конкурентоспособная техника: свою роль сыграла и настойчивость японских менеджеров, регулярно «выбивавших» для роторников всевозможные послабления в регламенте. Так, накануне победы 787-го организаторы гонки согласились компенсировать прожорливость «роторников» 170-килограммовым (830 против 1000) снижением массы. Парадокс заключался в том, что, в отличие от бензиновых моторов, «аппетит» РПД при дальнейшей форсировке рос куда более скромными темпами, чем у обычных поршневых моторов, и 787-й оказался экономичней своих основных конкурентов!
Это был шок. Mercedes, который журнал Stern за консерватизм называл не иначе как «производитель авто для 50-летних господ в шляпах», в 1969 году презентовал супер-кар, поражавший воображение даже цветом. Вызывающая ярко-оранжевая окраска, подчеркнуто клиновидная форма, среднемоторная компоновка, двери «крыло чайки» и сверхмощный трехсекционный РПД (3600 см куб., 280 л. с., 260 км/час) – для консервативного Mercedes это было нечто!
А поскольку в компании не строили концептов, все считали, что у С111 только один путь: мелкосерийная (омологационная) сборка и большое гоночное будущее, ведь с 1966 года ФИА допустила РПД к официальным соревнованиям. И в штаб-квартиру Mercedes посыпались чеки с просьбой вписать нужную сумму за право обладать С111. Штутгартцы же еще больше подогрели интерес к «эске», в 1970 г. представив вторую генерацию купе с еще более фантастическим дизайном, 4-секционным ротором и умопомрачительными характеристиками (4800 см куб., 350 л. с., 300 км/час). Для доводки Mercedes построил пять макетов, которые дневали и ночевали на Хокенхаймринге и Нюрбургринге, готовясь установить серию рекордов скорости. Пресса смаковала предстоящую «битву титанов» между роторным Mercedes, атмосферным Ferrari и наддувным Porsche в чемпионате мира по гонкам на выносливость. Увы, возвращение в большой спорт не состоялось. Во-первых, С111 был очень дорогим даже для Mercedes, во- вторых, немцы не могли пустить в продажу столь сырую конструкцию. А после карибского нефтяного кризиса они вообще прикрыли проект, сосредоточившись на дизельных двигателях. Ими и оборудовали последние версии C111, установившие несколько мировых рекордов.
Не имеющий законченного технического образования, под конец жизни Феликс Ванкель достиг мирового признания в области двигателестроения и уплотнительной техники, завоевав массу наград и титулов. Его именем названы улицы и площади немецких городов (Felix-Wankel-Strasse, Felix-Wankel-Ring). Помимо двигателей, Ванкель разработал новую концепцию скоростных судов и самостоятельно построил несколько лодок.
Самое интересное, что роторный двигатель, который сделал его миллионером и принес ему всемирную славу, Ванкель не любил, считая его «гадким утенком». Реальные работающие РПД были сделаны по так называемой «концепции ККМ», предусматривающей планетарное вращение ротора и требующей введения внешних противовесов. Немалую роль сыграл и тот факт, что эту схему предложил не Ванкель, а инженер NSU Вальтер Фройде. Сам же Ванкель до последних дней считал идеальной схему двигателя «с вращающимися поршнями без неравномерно вращающихся частей» (Drehkolbenmasine — DKM), концептуально гораздо более красивую, но технически сложную, требующую, в частности, установки свечей зажигания на вращающемся роторе. Тем не менее, роторные двигатели во всем мире связывают именно с именем Ванкеля, поскольку все, кто близко знал изобрателя, в один голос утверждают, что что без неуемной энергии немецкого инженера мир так и не увидел бы этого удивительного устройства. Фелик Ванкель ушел из жизни в 1988 году.Любопытна история с Mercedes 350 SL. Ванкель очень хотел иметь роторный Mercedes С-111. Но фирма Mercedes не пошла ему навстречу. Тогда изобретатель взял серийный 350 SL, выкинул оттуда «родной» двигатель и установил ротор от С-111, который был легче прежнего 8-цилиндрового на 60 кг, но развивал существенно большую мощность (320 л.с. при 6500 об/мин). В 1972 году, когда инженерный гений закончил работу над своим очередным чудом, он мог бы сидеть за рулем самого быстрого на тот момент «Мерседеса» SL-класса. Ирония заключалась в том, что водительские права Ванкель до конца жизни так и не получил.
Возрождением интереса к РПД мы обязаны новому двигателю Mazda Renesis (от RE — Rotary Engine — и Genesis). За прошедшее десятилетие японским инженерам удалось решить все основные проблемы РПД — токсичность выхлопа и неэкономичность. По сравнению с предшественником, удалось сократить потребление масла на 50%, бензина на 40% и довести выброс вредных окисей до норм, соответствующих Euro IV. Двухцилиндровый двигатель объемом всего 1,3 л выдает мощность в 250 л.с. и занимает гораздо меньше места в двигательном отсеке.Специально под новый двигатель был разработан автомобиль Mazda RX-8, который, по словам брэнд-менеджера Mazda Motor Europe Мартина Бринка, создавался по новой концепции — автомобиль «строился» вокруг двигателя. В итоге развесовка по осям RX-8 идеальна — 50 на 50. Использование уникальной формы и маленьких размеров двигателя позволило поместить центр тяжести очень низко. «RX-8 не явяляется гоночным монстром, но это лучшая в управлении машина, которую я когда-либо водил», — с восторгом рассказывал Popular Mechanics Мартин Бринк. Бочка меда… Вне всяких сомнений, с первого взгляда роторно-поршневой двигатель имеет массу преимуществ перед традиционными двигателями внутреннего сгорания:- Меньшим на 30-40% количеством деталей;- Меньшими в 2-3 раза габаритами и массой, по сравнению с соответствующим по мощности стандартным ДВС;- Плавная характеристика крутящего момента во всем диапазоне оборотов;- Отсутствие кривошипно-шатунного механизма, а, следовательно, гораздо меньший уровень вибрации и шума;- Высокий уровень оборотов (до 15000 об/мин!).Ложка дегтя… Казалось бы, если «Ванкель» имеет такие превосходства над поршневым двигателем, то кому нужны эти громоздкие, тяжелые, гремящие и вибрирующие поршневые двигатели? Но, как это часто бывает, на практике все далеко не так шоколадно. Ни одно гениальное изобретение, выйдя за порог лаборатории, отправлялось в корзину с пометкой «для мусора». Серийное производство нашло не на один камень, а на целую россыпь гранита:- Отработка процесса сгорания в камере неблагоприятной формы;- Обеспечение герметичности уплотнений;- Обеспечение работы без коробления корпуса в условиях неравномерного нагрева;- Низкий термический КПД ввиду того, что камера сгорания РПД намного больше, чем у традиционного ДВС;- Высокий расход топлива;- Высокая токсичность газообразных продуктов сгорания;- Узкая зона температур для работы РПД: при низких температурах мощность двигателя резко падает, при высоких — быстрый износ уплотнений ротора.
Источник: infoglaz.rufishki.net
#46607571 - Modern car internal combustion engine. Complete overhaul repair... 
Вектор
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#43140972 - Turbines icons set. Technology aircraft, engine power, blade.. Вектор
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#37478253 - 3d engine pistons and cog wheels background
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#47320101 - bright dripping oil close up as background
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#30821873 - Motorcycle engine with metal wings of tailpipe Vector Illustration.. Вектор
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#9511253 - technical drawing or blueprint on black background Вектор
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#47614859 - Black Icons - Car and Motorcycle Parts Вектор
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#37171136 - vector modern search engine marketing concept illustration Вектор
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#2662090 - A blue toon robot searching for something. Вектор
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#2395962 - Cutaway engine
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#37407686 - V4 engine pistons and cog on black background. 3d
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#9812530 - The projector with SEO inscription highlights web-sites of a.. Вектор
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#45945711 - Repair Service Gear and pistons Auto emblem. Вектор
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#47319957 - bright dripping oil close up as background
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#11075142 - High detailed vector illustration of modern diesel-electric locomotive Вектор
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
ru.123rf.com
Используя в разговоре привычные автомобильные термины – ДВС, «автомат», кондиционер, дисковые тормоза, ESP – мы даже не задумываемся об истории их возникновения. «Мотор» решил восстановить справедливость и вспомнить, когда и на каких автомобилях появились нововведения, которыми мы пользуемся каждый день.
Автомобили с ДВСКогда: 1885 год
Кто: Benz
Николаус Отто, построивший в 1878 году первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, несомненно дал большой толчок автомобилестроению. Однако не менее важным было и изобретение Карлом Бенцем в 1885 году автомобиля с ДВС.
Первым серийным легковым автомобилем с дизельным двигателем стал Mercedes-Benz 260D в 1936 году. Турбодизель появился почти на 40 лет позже: в 1979 году «пионером» стал Peugeot 604.
Впрочем, этот факт трудно назвать неоспоримым: множество ученых и инженеров из разных стран пришли к самодвижущемуся экипажу с двигателем внутреннего сгорания почти одновременно. Например, австриец Зигфрид Маркус в 1883 году и немец Готтлиб Даймлер в 1886. Тем не менее, главным новатором принято считать именно Бенца. Кстати, первый одноцилиндровый ДВС его «Моторвагена» развивал меньше одной лошадиной силы.
Когда: 1912 год
Где: Cadillac Model 30 Self Starter
Все эти совершенно привычные для современного автомобиля атрибуты появились больше века назад, в 1912 году, на одном и том же автомобиле – Cadillac Model 30 Self Starter («самозапускающийся»). Причем в его фарах стояли лампы уже с надежной вольфрамовой нитью.
Благодаря этой машине водители забыли об ацетилене и карбиде, о неэффективных лампах с угольной нитью накаливания и о «кривом стартере», использовавшемся для запуска двигателя раньше. Кроме того, есть мнение, что именно стартер «убил» зарождавшийся в то время рынок электромобилей – ведь до этого эксплуатировать автомобиль с ДВС было не так просто.
Когда: 1898 год
Где: Renault Voiturette
24 декабря 1898 года Луи Рено принял вызов проехать на своем Voiturette вверх по крутой парижской улице Рю Лепик, что на Монмартре. Благодаря наличию коробки передач у него это получилось – и он тут же получил первые 12 заказов на свою «повозку».
Наиболее распространенный в наше время передний привод придумали американцы еще в 1929 году, воплотив идею на автомобиле Cord L29. Но по-настоящему массовое производство переднеприводных автомобилей началось только во второй половине прошлого века
В 1899 году Луи вместе с братьями основал компанию Renault Freres, которая наладила выпуск модели Voiturette Type А, оснащенной достаточно мощным по тем временам (1,75 лошадиной силы) двигателем «Де Дион-Бутон» и первой в мире коробкой передач (три вперед, одна назад). Схема прямой передачи с карданным валом до сих пор используется на заднеприводных автомобилях.
Когда: 1939 год
Где: Oldsmobile Custom 8 Cruiser
Неудивительно, что «автомат» изобрели ленивые американцы, живущие в стране прямых, как стрела, хайвеев.
Первыми счастливцами в 1939 году стали покупатели модели Oldsmobile Custom 8 Cruiser, серийно оснащенной четырехступенчатой трансмиссией HydraMatic с гидромуфтой.
Когда: 1922 год
Кто: Lancia Lambda
Как и в случае со стартером и фарами, все эти нововведения появились на одной машине, причем одновременно – это была Lancia Lambda.
Полноприводным автомобилем с двигателем внутреннего сгорания – Spyker 60 НP – появился намного раньше, в 1903 году. Между прочим, с блокировками всех трех дифференциалов.
На «Лямбде» впервые был использован несущий кузов, впервые применены барабанные тормоза на всех колесах (для заднеприводных автомобилей), а также независимая подвеска передних колес. Всего было продано около 13 000 экземпляров Lancia Lambda.
Когда: 1951 год
Кто: Chrysler Crown Imperial
В первой четверти XX века года крутить «баранку» помогали только бицепсы – никаких усилителей предусмотрено не было. Позднее, в 30-х годах, появились сложные и шумные пневмосистемы, которые облегчали участь водителей, но особого комфорта не обеспечивали.
И лишь в 1951 году корпорация Chrysler приладила к своему огромному фешенебельному седану Chrysler Crown Imperial первый в мире гидроусилитель Hydraguide. В Европе ГУР впервые появился у французов, на модели Citroen DS 19 в 1954 году.
Когда: 1958 год
Где: Citroen DS 19
Тот же самый Citroen DS 19, но четырьмя годами позже, в 1958-м, стал «пионером» еще в одной области: автомобилей с дисковыми тормозами.
На этом, кстати, список нововведений DS 19 не заканчивался: у него был передний привод, отличная аэродинамика (Сх=0,3), гидропневматическая подвеска всех колес и руль с единственной спицей. Неудивительно, что в первый же день продаж Citroen получил 12 000 заявок на новую модель.
Когда: 1939 год
Где: Buick Roadmaster
Возможно, если бы все современные водители знали, через что пришлось пройти автолюбителям с начала XX века, чтобы наконец-то достичь привычных нам электрических «поворотников», то они бы использовали их чаще.
Сначала были специальные фонарики, потом механические указатели в виде стрелочек, указывающих направление движения, и лишь в 1925 году Эдгар Вальтц запатентовал современный «поворотник». Но появиться на серийных автомобилях ему было суждено только через 14 лет – после истечения срока патента. Первым автомобилем с указателями поворота стал Buick Roadmaster 1939 года.
Когда: 1903/1917/1926 годы
Кто: Bosch
Женский вклад в историю автомобильной безопасности – «дворники». Зимой 1903 года американка Мэри Андерсон, наблюдая за мучениями своего водителя в сильный снегопад (ему постоянно приходилось выбегать из машины и протирать стекло), не выдержала и придумала механический привод, который и запатентовала.
В 1917 году «дворники» с электроприводом запатентовала еще одна женщина – Шарлотта Бриджвуд. Несколько лет ее изобретение пролежало на полке, пока в 1926 году его не присвоила себе фирма Bosch. В том же году электрические «щетки» появились одновременно на огромном количестве автомобилей разных марок.
Когда: 1959 год
Где: Volvo PV 544
Конечно, кто еще, если не «Вольво»? Шведская компания едва ли не с момента своего появления уделяла огромное внимание безопасности своих автомобилей, совершенствую конструкцию кузова и систем безопасности, и проводя большое количество краш-тестов.
Несмотря на то, что ремни использовались человечеством в различных областях еще с конца позапрошлого века, именно Volvo принадлежит тот самый механизм, который сейчас спасает жизни многих людей при аварии – трехточечный ремень безопасности. Впервые это устройство появилось на автомобиле Volvo PV 544. До этого существовали простенькие двухточечные ремни, однако сравниться по эффективности со шведским изобретением они не могли.
Когда: 1939 год
Где: Packard Twelve Sedan
В наше время даже бюджетные автомобили щеголяют климатическими системами. Однако первый в мире автомобиль с кондиционером был представлен лишь в 1939 году на Автомобильной выставке в Чикаго. Это был Packard 12.
Первые аудиосистемы в автомобилях стали появляться в 30-е годы прошлого века. В США в 1930 году за 110 долларов начались продажи радиосистемы Motorola, в Германии в 1932 году на машинах Studebaker появилась «музыка» Blaupunkt, а спустя год в Великобритании радио получили автомобили Crossley.
Стоимость опции составляла 274 доллара: в то время – более трети цены нового полноразмерного легкового автомобиля! Для включения кондиционера водитель должен был заглушить двигатель и вручную установить ремень на шкив компрессора. Помимо агрегатов, расположенных под капотом, сам «холодильник» занимал половину багажника и со своей задачей справлялся крайне неэффективно.
Когда: 1981/1995 год
Где: Honda Accord и Vigor
«Да в моей ‘японке’ такое уже 20 лет назад было», – это самая распространенная фраза, которую можно услышать от любого фаната праворульных иномарок. Так и есть – многие «гаджеты» и электронные системы, которыми мы пользуемся сейчас, впервые появились на японских машинах, продаваемых на местном рынке. Например, навигационная система.
Первое подобие навигатора – Plus Fours Routefinder – появилось еще в 1920-е годы. Это была бумажная скрутка карты между деревянными палочками, которые вращались вручную. Спустя десять лет появился прибор IterAvto, который делал то же самое, но уже автоматически, в зависимости от скорости движения.
Первые навигационные приборы для автомобилей появились совсем недавно – около 30 лет назад. Новаторами стали японцы из фирмы Honda, предложив в качестве опции для своих моделей Accord и Vigor в 1981 году навигационную систему Electro Gyrocator, которая работала… без GPS! И вообще без какой-либо привязке к спутникам.
Чтобы воспользоваться навигатором «Хонды», водителю нужно было взять специальную пластиковую карту местности и поместить курсор на место текущего положения, а дальше встроенный гироскоп определял направление перемещения автомобиля и его скорость, а «навигация» вычерчивала маршрут. Сложно. И очень дорого для того времени – четверть цены того же Аккорда.Первая же встроенная навигация для автомобиля с GPS появилась в 1995 году на автомобиле Oldsmobile 88.
Когда: 1971/1972 год
Где: Ford Taunus 20М P7B и Oldsmobile Toronado
В 1967 году изобретатель из США Аллен Брид придумал шариковый сенсор для определения столкновения автомобиля, который стал ключевым элементом новой системы безопасности – надувных подушек.
Это была весьма востребованная инновация – казалось бы, теперь можно не пристегиваться! Впервые она появилась на опытной партии автомобилей Ford Taunus в 1971 году. Первым же серийным автомобилем с подушками безопасности годом позже стало купе Oldsmobile Toronado. Но широкое распространение «подушки» получили только в средине 80-х годов. И да – пристегиваться все же необходимо.
Когда: 1995 год
Где: Mercedes-Benz S 600
Компания Bosch с начала 90-х готов пыталась заставить электронику исправлять ошибки водителя. Работы над созданием системы стабилизации (или системы курсовой устойчивости) привели к тому, что в 1995 году ESP впервые появилась на серийном автомобиле, которым стал самый шикарный седан из Штутгарта – Mercedes-Benz S 600 в монументальном кузове W140.
Сейчас Bosch является крупнейшим поставщиком датчиков и управляющей электроники системы стабилизации, которая в зависимости от бренда может называться по-разному: DSC (BMW), ESP (Mercedes-Benz), VSC (Toyota) и так далее. Однако ее суть остается одинаковой: помочь исправить ошибку водителя и не допустить развития заноса или сноса автомобиля. Кроме того, современные системы умеют бороться с угрозой переворота на высоких машинах – например, на внедорожниках.
Когда: 1966 год
Где: Jensen Interceptor FF
Первые попытки внедрения антиблокировочной системы на автомобилях были предприняты еще в 50-х годах, когда она уже активно использовалась как на железных дорогах, так и в авиации. Но первый автомобиль с АБС появился только в 1966 году – им стало британское полноприводное купе Jensen FF, которое стоило сумасшедших денег и в итоге разошлось по миру смехотворным тиражом в 320 штук.
В конце 60-х – начале 70-х АБС обзавелись американские купе Ford Thunderbird, Lincoln Continental, Oldsmodile Toronado, Chrysler Imperial, Cadillac Eldorado и японский «членовоз» Nissan President. В Европе электронную АБС от Bosch одновременно применили BMW и Mercedes-Benz в 1976 году на своих флагманских моделях – 7-серии и S-классе. Именно датчики АБС и ее исполнительные механизмы использует для своей работы система стабилизации.
***
В истории автомобилестроения были не только отдельные изобретения – некоторые автомобили сами по себе представляли одну большую инновационнию.
Когда: 1828 год
Кто: Аньош Иштван Йедлик
Первым серийным электромобилем принято считать Mitsubishi i-MiEV, который вышел на рынок в 2009 году (а с 2011 года продается и в России). Чуть раньше в продажу поступил дорогущий спорткар Tesla Roadster, но на самом деле, электромобили появились даже раньше автомобилей с ДВС – еще в 1828 году венгерским физиком Аньошем Иштваном Йедликом была изобретена электрическая тележка с четырьмя колесами.
В конце XIX века за экспериментами на электротяге были замечены многие европейские и американские инженеры, ученые и изобретатели. В 1899 году первый русский электромобиль построил Ипполит Романов. Петербургским изобретателем были спроектированы четыре модели электромобилей: двухместная и четырехместная коляски, а также 17-местный и 24-местный омнибусы. Двухместный кэб и 17-местный омнибус построены по его проекту в 1899 году.
В том же 1899 году построенный бельгийцем Камилем Женатци автомобиль La Jamais Contente разогнался быстрее 100 километров в час на суше (109,4 километра в час). В настоящую же «серию» электромобили запустила американская компания Detroit Electric, которая выпускала свои электрокары с 1907 года до начала Великой депрессии в 1929 году. В 1910-е годы их тираж доходил до 2000 экземпляров. В 1910 году Уильям Андерсон, основавший Detroit Electric на базе Anderson Carriage Co., установил на электромобиль новые никель-стальные аккумуляторы Эдисон, которые позволяли проехать 100 миль (160 километров) на одной зарядке, что вдвое превосходило пробег на стандартных свинцово-кислотных аккумуляторах.
Когда: 1901 год
Кто: Lohner-Porsche
Серийно гибридные автомобили производятся не так давно: с 1997 года, когда на конвейер встала Toyota Prius первого поколения. Формально же первый гибридомобиль появился еще в 1901 году – это был полноприводный Lohner-Porsche.
Два бензиновых ДВС соединялись с парой электрогенераторов, которые вырабатывали ток для электродвигателей в каждом из четырех колес. Избыточная энергия накапливалась в аккумуляторах. Кроме того, меняя полярность электрогенераторов, их можно было использовать и как стартеры для бензиновых двигателей.
Когда: 1806 год
Кто: De Rivaz
Первый рабочий образец двигателя внутреннего сгорания, работавшего на водороде, был разработан швейцарцем де Ривазом в 1806 году для одноименного автомобиля. А серийный автомобиль на водороде появился во Франции в 1863 году и назывался он Hippomobile.
Однако появления серийного «водородомобиля» пришлось ждать почти 150 лет: им стала «семерка» BMW прошлого поколения с двигателем V12, которая на водороде развивала всего 228 сил и 337 Нм момента. Хотя, конечно, «серией» это можно называть весьма условно: было собрано несколько сотен машин, в основном для PR-целей…Источник
pulson.ru
