Двигатель Ванкеля победил в Ле-Мане 1991 года. Путешествие было мучительным.
Мы живём в мире, где слово "двигатель" считается синонимом цилиндров и заключенных в них поршней. Они бегут вверх, вниз или в сторону. Лишь потом кривошипно-шатунный механизм видоизменяет энергию во вращение и двигает машину вперед. Очень давно в Германии жил один инженер, у которого в голове была большая идея. Забудьте все, что вы знаете о двигателях. Это открытие должно было перевернуть мир с ног на голову. Либо нет?
Врач Феликс Ванкель появился на свет в 1902 году. Он пережил Первую мировую и рождение национал-социализма в послевоенной Германии 1920-х и 1930-х годов. С приходом Великой депрессии он тоже присоединился к силам тьмы. Он возглавлял большую ячейку гитлерюгенда. Он был лично знаком с Вильгельмом Кепплером, экономическим советником Адольфа Гитлера, который даже вытащил его из тюрьмы. Кепплер помогал финансировать проект Фашисткой германии, а врач Феликс Ванкель откровенно верил в их мир. Как минимум, согласно имеющимся историческим источникам. Оставим в стороне его личную жизнь. Он был инженером-энтузиастом и воплотил собственную идею, которую будто бы вынашивал в голове с 17 лет, в жизнь в технической лаборатории на берегу Боденского озера. В 1929 году он также запатентовал роторно-поршневой двигатель.
Mazda была и остается единственной, кто до сих пор верит в это уникальное открытие. Председатель совета директоров Mazda Кеничи Ямамото изображен здесь с революционным автомобилем Mazda Cosmo
Как работает роторно-поршневой двигатель?
Простой четырехтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания делает два оборота коленчатого вала для возгорания топливно-воздушной смеси в цилиндре. По словам д-ра Ванкеля, выходной двигательный вал может даже выдерживать три оборота и три зажигания за один цикл работы. Роторный поршень, имеющий треугольную форму с округленными сторонами, может за один оборот одновременно менять положения впуска, зажигания и выпуска. Как это вообще возможно? Что я вам скажу, прекрасный вариант — посмотреть видео обучение.
Двигателю даже не нужны поршни, шатуны или цилиндры. Нет ни клапанов, ни распределительных валов. В действительности, это действительно гениальное открытие. Двигатель работает с небольшим количеством двигающихся частей, а его КПД, т.е. мощность по отношению к размеру топки, чрезвычайно высок.
Colombo V12: двигатель, который сделал Ferrari знаменитой
Lamborghini V12: код мастера Джотто
Уголок для умных математиков
В основе работы двигателя лежит принцип, по которому линия, проведенная из центра одной окружности к другой, большей окружности, описывает дугу овальной формы, называемую трохоидой. В его центре находится крутящийся вал, неподвижный вал с шестерней, вдоль которого треугольный ротор описывает траекторию движения трохоиды. Все три стороны этого ротора должны быть специально закрытые щетками стеклоочистителя.
Двигатель Ванкеля в разборном состоянии. Здесь изображен двигатель Mazda Renesis от модели RX8
Звучит очень легко, но в первые годы разработки рабочие двигатели "Ванкеля" не имели возможности быть сделаны. Первое использование было сделано лишь в конце 1950-х годов компанией NSU, которая продолжила работу над изобретением Ванкеля после войны. Уплотнение топки для обеспечения полной мощности в течение долгого времени было одной из самых неразрешимых задач во время проектирования двигателя. Однако он был далеко не единственным.
Двигатель Ванкеля если сравнивать с четырехцилиндровым поршневым двигателем. Видите дополнительные детали? Архивное изображение автомобиля Mazda конца 1960-х годов
Все хотели двигатель Ванкеля.
Вопрос применения не заставил себя долго ждать. Роторно-поршневой двигатель был легким и мощным. И он не занимал много свободного места. Реалистичная рабочая конфигурация всегда имела пару роторов, каждый из которых стрелял в различной очередности и, таким образом, балансировал на общем выходном валу. Двигатель также прекрасно подходил для применения в авиации — идея, которую разглядывали многие компании, а некоторые продолжают проводить эксперименты. Поэтому лицензию у NSU в 1960 году купила компания из Америки Curtiss-Wright, да и остальные компании не заставили себя долго ждать. Все хотели провести эксперимент с двигателем Ванкеля, и упомянутое решение было модным и футуристичным. Было даже несколько легких вертолетов, которые сделали испытательные полеты, но до сих пор ни один проект не получил официального одобрения. Наиболее интересной была история, которая связана с усилиями Citroen по разработке легкого вертолета RE2. Во второй половине 1970-х годов Citroen продвинулся дальше всех, но его усилия были прерваны руководством не так давно образованной PSA Group; однако это уже полностью иная история.