О двигателе Ванкеля

Исполнилось 100 лет со дня рождения Феликса Ванкеля. Как бы отмечая эту дату, концерн Mazda объявил о запуске в производство в 2002 году модели Mazda RX-8 с роторно-поршневым двигателем системы Ванкеля. Машина придет на смену автомобилю RX-7.

Здесь надо сделать остановку, чтобы объяснить, кто такой Ванкель. Идею рассказать о нём подсказал наш слушатель Александр Слабин из Витебской области, который пишет: «Одним из важнейших узлов двигателя внутреннего сгорания является кривошипно-шатунный механизм. Степенью его износа определяют и ресурс двигателя. Недавно говорили, что этот механизм скоро будет вытеснен роторно-поршневым двигателем, в котором нет коленвала и который изобрёл немец Феликс Ванкель. Имеет этот мотор перспективу, или проект положили под сукно?».

Ответить на этот альтернативный вопрос можно однозначно – да. То есть, мотор сочли перспективным, но положили, если не под сукно, то в очень далёкий ящик. Правда не все, и не сразу. Но начнём по порядку.

Все знают имя Рудольфа Дизеля. Но мало кто вспомнит, как работает его мотор. Многие помнят, как работает бензиновый мотор, но мало, кто знает, что его автором был инженер Николаус Отто. О Феликсе Ванкеле и его моторе не слышал почти никто, хотя жил он, в отличие от Отто и Дизеля, в ХХ веке.

Идея сделать автомобильный двигатель, во-первых, работающим ровно, плавно, гармонично, без толчков и мёртвых точек, и, во-вторых, передающим свою энергию без всякого коленвала непосредственно на колёса, – эта идея со времён Дизеля и Отто занимала многих изобретателей.

В 26м году увлёкся ею и молодой немецкий инженер Фридрих Ванкель. Он попытался разработать мотор, работающий как турбина, или электромотор. Но только через тридцать лет - в середине пятидесятых годов - Ванкель пришёл к той компактной и лёгкой конструкции, которая удовлетворяла самым строгим требованиям. Вместо кривошипно-шатунного механизма толкающего поршень Ванкель установил треугольный поршень, фактически, ротор. Он укреплён на валу и создаёт необходимое сжатие горючего, эксцентрично вращаясь внутри камеры сгорания - овального статора, похожего на кастрюлю. В 60м году двигатель Ванкеля был установлен на автомобиль «Prinz» фирмы NSU. Мотор мощностью 30 л.с. имел рабочую камеру объёмом 250 куб. см.

В 63м году двигатель был поставлен на серийный открытый автомобильчик «Wankel-Speider» немецкой фирмы NSU, позже растворившейся в концерне AUDI.

Плоский и компактный мотор объёмом 500 куб.см. и мощность 50 л.с. размещался под багажником. За 16 секунд «Wankel-Speider» разгонялся до сотни. Максимальная его скорость составляла 152 км в час. Для начала 60х годов это были вполне достойные показатели. К сожалению, Speider постоянно страдал от перебоев системы зажигания. Но разработанное в 66м году транзисторное зажигание помогло избавиться от этой проблемы. Не только фанаты, но и владельцы бензоколонок полюбили «Wankel-Speider», потреблявший более 10 литров бензина на сто км. и 5 литров масла на 1000 км.

Правда, налоговая служба оказалась в растерянности – этот автомобиль нельзя было отнести ни к одной из существовавших категорий. Поэтому решили брать налог не объёма двигателя, а с веса машины. Однако она выпускалась недолго и не пользовалась большим спросом – до октября 1968 года было продано только 2375 штук, вдвое меньше, чем планировалось. И это несмотря на то, что с 1966 года цена была снижена с 8500 до 7000 марок. Главным недостатком был уровень шума мотора - машину было слышно задолго до её появления из-за поворота. Ротор совершает до 12 тысяч оборотов в минуту, но если раскрутить его до этого уровня –все оглохнут.

Зато автомобиль отменно вёл себя на виражах и благодаря этому в 1967 году «Wankel-Speider» NSU, точнее, его гоночный вариант выиграл ралли по горам Германии. Вершины популярности двигатель Ванкеля достиг на автомобиле Ro80.

Эта машина просто опередила своё время. Фирма NSU весьма удачно использовала компактность роторного двигателя для того, чтобы сделать Ro80 переднеприводной с полуавтоматической коробкой. А очертания кузова Ro80 и его отдельные детали легко узнаются в «AUDI 100» 80х и 90х годов. Однако моторы были ещё несовершенны, и фирме пришлось создать специальный склад резервных двигателей, чтобы заменять выбывающие из строя.

Инженер Маркус Трунцер, работавший на NSU поясняет, почему фирма прекратила выпуск двигателей Ванкеля

«В 77-м году у нас уже был усовершенствованный вариант роторно-поршневого двигателя, и мы хотели поставить его на дорогие машины верхнего среднего класса, но потом, по техническим причинам и из соображений экономии, решили ограничиться традиционными моторами с поступательным движением поршней. Без сомнения, Wankel-Motor хорош своими небольшими размерами, равномерностью работы и плавностью хода. Однако недостатки, с которыми так и не удалось справиться полностью, перевесили все достоинства. Так, двигатель из-за большой поверхности камеры сгорания, обладал слишком низким термическим КПД, а потому и слишком низкой скоростью преобразования энергии и высокой потерей тепла. Кроме того, расход топлива был на 10-20% выше, чем у традиционного мотора с поступательным движением поршней. Вдвое больше был и выброс вредных веществ. В общем, двигатель Ванкеля ушёл в историю и, по меньшей мере AUDI не собирается работать над его развитием, хотя и вспоминает о нём с удовольствием».

Сегодня только концерн Mazda продолжает экспериментировать с двигателем Ванкеля. Началось всё в 70-е годы, когда Mazda поставила на свой спортивный автомобиль-купе RX-3 Wankel-Motor мощностью в 105 л.с. Машина имела успех, благодаря высокому качеству двигателей и хорошему сервису. В середине 80х годов особой популярностью пользовался спортивный кабриолет RX-7, имевший счетверённый двигатель Ванкеля, развивавший мощность до 170 л.с. Ещё мощнее – 270 л.с. - имеет Wankel-Motor на RX-7, выпускавшемся в середине 90х годов. Сотни этот RX-7 достигал за 5,3 сек. Под названием RX-7 Evolv изготавливается эта скоростная машина и сейчас.

В 2002 году на смену RX-7 придет модель Mazda RX-8, так же имеющая роторно-поршневой двигатель системы Ванкеля.

История Mazda RX-8 началась два года назад с концепткара RX-Evolv, предсерийный прототип был показан в Детройте в этом году, а конечный вариант на последнем токийском автосалоне.

Mazda RX-8 представляет собой полукупе-полуседан, где, в дополнение к двум передним дверям, сзади, против хода, открываются не полноразмерные двери, а "половинки". При этом дизайн машины выдержан в традиционном для японцев стиле и Mazda RX-8 выглядит в меру агрессивным спортивным купе, так как в облике автомобиля нет ничего от седана, а половинчатые задние дверцы тщательно замаскированы в общей "купе-образной" стилистике кузова и центральная стойка крыши отсутствует.

Единственный силовой агрегат, предлагаемый для RX-8, это немного доработанный мотор объёмом один и три десятых литра, имеющий два турбонагнетателя от модели RX-7. Его мощность составляет 250 л.с. (при 8500 об/мин), а крутящий момент достигает 220 Нм при 7500 об/мин. Привод на задние колеса осуществляется посредством механической пятиступенчатой КПП. При этом автомобиль обладает идеальной для машин с задним приводом развесовкой - 50/50 и очень низким центром тяжести, что очень важно для характеристик управляемости. В список стандартного оснащения включена четырёхканальная ABS и электронная система стабилизации ESP.

В Европе новая модель появится в 2003 году. "Тираж" составит не более двух миллионов штук.

На открывающемся вскоре парижском автосалоне концерн Renault представляет новый однообъемник Ellypse.

Компактвэн построен на платформе B-класса, которая была совместно разработана инженерами компаний Renault и Nissan для автомобилей Renault Clio и Nissan Micra нового поколения.

Длина хэтчбэка Ellypse - 3 м 90 см. Вес - 980 килограммов.

Плавные размытые линии кузова, лишенные всякой агрессивности делают новинку привлекательной и даже приветливой.

Задняя часть автомобиля решена в новом фирменном стиле Renault, с некоторым изломом кузова, таким же как, например на новом Megane и на некоторых других моделях компании.

Форма светотехники и облицовка радиатора придают Ellypse жизнерадостное выражение, а размещенные по всей длине прозрачной крыши солнечные батареи способствуют более эффективному управлению работой климатической установки салона.

Благодаря длинной колесной базе и коротким свесам, салон Ellypse получился очень просторным, а большие площади остекления добавили ощущение простора. Доступ в салон обеспечивают четыре распашные двери. С левой стороны автомобиля они открываются привычно, а справа применена оригинальная и новаторская система: задняя дверь открывается в двух направлениях: как обычная распашная дверь для посадки на заднее сиденье или как сдвижная дверь спереди назад. Во второй конфигурации, когда передняя дверь открыта, обеспечивается совершенно свободный доступ в салон, ведь средняя стойка у автомобиля отсутствует.

Концепт-кар оборудован изящными сиденьями, которые увеличивают объем салона. Комфортабельность сидений обеспечивается применением губчатой ткани, одновременно мягкой, эластичной и прочной, с приятной на ощупь поверхностью. Губчатая обивка сидений с запоминанием формы адаптируется под конкретного пассажира, обеспечивая оптимальный комфорт. Но самое интересное, что сиденья могут складываться в пол.

Изгиб пола при этом идеально соответствует форме тела человека, а эргономичная подушка еще более повышает уровень комфорта. Эта система позволяется пассажирам, например, после длительной езды, отдохнуть в салоне лежа. Перевод сидений в лежачее положение осуществляется электроприводами и занимает несколько секунд.

Вместо традиционной доски приборов на передней панели расположены два экрана. На один из них выводится информация о расходе топлива, температуре, скорости и еще многом другом.

На второй - информация со спутниковой навигационной системы GPS с информированием о дорожной обстановке в реальном времени, а также функции управления аудиосистемой и электронного органайзера. Эта система во многом схожа с установкой iDrive на новой седьмой серии BMW.

Renault Ellypse оснащен стосильным турбодизелем нового поколения с непосредственным впрыском топлива. Мотор имеет объем 1,2-литра. В усовершенствованной системе впрыска "коммон рейл" применены новые пьезоэлектрические форсунки с 10 отверстиями (вместо привычных 4-5), позволяющие повысить давление впрыска до 2 000 бар. По предварительным данным, расход топлива не должен превышать 3,2 литра на 100 километров пути. В паре с двигателем работает 5-ти ступенчатый автомат.

Управление рулевым механизмом, тормозами и коробкой передач осуществляется без жестких механических связей - все посредством электроники.

Интересно и то, что на концепте используется напряжение для электрооборудования в 42 вольта (а не 14 В, как обычно). Это позволяет повысить общий электрический КПД, а также увеличить число элементов оборудования, работающих на электроэнергии. Кроме того, стоящий на машине 12-ти ваттный электромотор совмещает в себе функции стартера и генератора. Такая система, как и применение 42-вольтного оборудования, скорее всего, получит широкое распространение в будущем.

Ellypse - это автомобиль будущего. Его разработка велась с учетом охраны окружающей среды и новых требований ЕС, согласно которым фирма-производитель должна бесплатно утилизировать автомобиль по окончании его эксплуатации. Конструкция новинки облегчает разборку списанного автомобиля и повторное использование его составляющих. Усилия конструкторов автомобиля были направлены на упрощение его конструкции. Количество деталей было максимально сокращено: например, капот, передний бампер и облицовка радиатора образуют единое целое. Для ускорения и повышения эффективности сортировки, детали имеют маркировку, указывающую природу их исходного материала.

Защита воздушной среды обеспечена применением новейшей системы снижения токсичности отработавших газов. Каталитический нейтрализатор этой системы обеспечивает одновременную очистку газов от окисей углерода, окислов азота, несгоревших углеводородов и твердых частиц. Водитель располагает к тому же усовершенствованной бортовой системой диагностики, которая не только предупреждает его об отклонении параметров снижения токсичности от нормы, но и постоянно анализирует физико-химический состав выбросов и используемых на автомобиле рабочих жидкостей и газов. В случае отклонения от нормы, система выдает запрос на проведение соответствующего технического обслуживания.

По заявлениям представителей французской компании, концепт-кар может стать серийным уже через два года. Если это произойдет, то основными конкурентами новинки станут Opel Meriva и однообъемник на базе Ford Fiesta (дебют обоих автомобилей ожидается в течение ближайшего года).

Остается лишь ждать и гадать, какие из представленных в Ellypse задумок попадут в серийную версию. Хотя, для компании Renault уже стало привычным "ставить" на конвейер модель, практически полностью повторяющую концепт-кар.

Водителя автомобиля, как известно, раздражает всё – от красного светофора до ни в чем не повинных пешеходов. Чаще всего это недовольство выливается на рядом сидящего пассажира. Особенно, если тот не в меру болтлив.

Каждый третий водитель находится в автомобиле не один. Ученые Центра по исследованию процессов в дорожном движении (Interdiszilpinäres Zentrum für Verkehrswissenschaften) при университете города Вюрцбурга недавно провели исследования, посвященные тому, как влияет пассажир на водителя и на атмосферу в автомобиле. Руководитель исследовательского центра Ганс-Петер Крюгер (Hans-Peter Krüger) сделал следующий вывод: вынужденный поддерживать разговор водитель испытывает дополнительную нагрузку, которая нежелательна во время управления автомобилем.

Кроме того, присутствие пассажира в салоне автомобиля благоприятно влияет на безопасность движения. Доказано, что риск несчастных случаев на одну третью выше, если водитель путешествует в одиночку. Оказывается, что, если в автомобиле находится пассажир, то водитель меньше жмет на газ, то есть едет значительно медленнее, и держит большую дистанцию с идущим впереди автомобилем. Другими словами, ведет машину осторожно. По мнению профессора Крюгера, такое поведение выбирается непроизвольно. Просто тогда у пассажира, постоянно наблюдающего за водителем нет причин упрекать его в плохом вождении, или нарушении правил дорожного движения.

Но и у этого правила есть свои исключения. Так, ученые университета города Вюрцбурга выяснили, что для водителей в возрасте до 25 лет все вышесказанное действует с точность до наоборот. То есть, если рядом находится пассажир, то молодые водители хотят, что называется, "показать удаль" и едут, как правило, быстрее и менее осторожно, чем если бы были одни. Выяснилась также такая закономерность: если за рулем – мужчина, а пассажир женщина, то водитель едет осторожнее. Если машину ведет девушка, а попутчик – мужчина, то водительница едет, как правило, быстрее, чем обычно.

Получается, что пассажир в салоне автомобиля – хорошо, но молчащий пассажир – еще лучше. Разговоры во время езды, как известно, отвлекают водителя, не дают ему сконцентрироваться на управлении автомобилем. Помните, даже в автобусах висит табличка: "разговоры с водителем во время движения запрещены". Отвлекают не только разговоры с рядом сидящим, но и любые разговоры по телефону.

Тесты, проведенные вюрцбургскими учеными, показали, что, чем увлекательнее разговор и чем сложнее тема, на которую ведется беседа, тем выше уровень риска. Чем больше увлечён разговором водитель, тем уже поле его зрения. Это нередко приводит к несчастным случаям, особенно на перекрестках - водитель слишком поздно замечает машины, идущие слева и справа, поворотники включаются не вовремя.

Профессор Крюгер из университета города Вюрцбурга на основе своих исследований подвел итоги и дал несколько советов, как стать идеальным пассажиром. Во-первых, инициатором разговора должен быть сам водитель. Споров следует избегать в принципе. Пассажир может обращать внимание водителя на возможную опасность, но ни в коем случае не должен критиковать манеру езды водителя. Не следует также торопить водителя или давать советы: это нервирует. Громкость музыки в автомобиле должен также настраивать сам водитель. И самое важное правило для пассажира – как можно больше молчать!

В современном автомобиле свою потребность в общении лучше всего водитель может удовлетворить с помощью компьютера. Он подскажет, куда и как надо ехать, расскажет о состоянии мотора, может обсудить с вами новости. Так, концерны Toyota и SONY совместными усилиями создали автомобиль Toyota Rod, способный общаться с водителем, правда, без слов. Эта понятливая машина не только улавливает физическое и психическое состояние человека, сидящего за рулем, но и может влиять на него своими "осмысленными" действиями. Так, компьютер Toyota Rod следит с помощью сенсоров за пульсом и потовыделением водителя и может определить, когда человек чрезмерно возбужден. В этом случае автоматически включается расслабляющая музыка, а в лицо водителя направляется струя освежающего воздуха. Toyota Rod оснащен 1,5-литровым бензиновым двигателем, а управлять им можно... как в компьютерных играх помощью одного только джойстика, делающего ненужными педали и рулевое колесо.