Исключение из правил

«RX‑8 не является гоночным монстром,

но это лучшая в управлении машина, которую я когда‑либо водил».

Мартин Бринк, бренд‑менеджер Mazda Motor Europe

Со 2 июля по 6 октября 2002 года в Германии отмечалось столетие Феликса Ванкеля, создателя одного из самых недооцененных механизмов XX века – роторного двигателя.

…Ученик наборщика в типографии, младший продавец торговой лавки, так и не получивший высшего образования и даже водительских прав конструктор‑самоучка Феликс Ванкель получил признание именно как инженер. Его именем названы улицы и площади немецких городов, он был удостоен степени доктора наук в Мюнхенском техническом институте, а в 1987 году стал его профессором. За что?..

За разработку, которую он сам не любил и называл не иначе как «мой гадкий утенок». Ванкель сконструировал двигатель, принесший ему славу, наделавший много шума в инженерных кругах и поставивший имя своего изобретателя в один ряд с именами Отто,  Дизель, Майбах, Луцкой…  Двигатель Ванкеля. Роторно‑поршневой. РПД.

Несмотря на то, что свой первый патент на двигатель внутреннего сгорания без поршней и клапанов Ванкель получил еще в 1929 году, первый реально работающий роторный мотор был представлен на конференции Общества германских инженеров лишь в 1957‑м. Разработчики – Феликс Ванкель и Вальтер Фройде, инженер компании NSU. Справедливости ради надо отметить, что все ныне работающие РПД сделаны по так называемой концепции ККМ (Kreiskolbenmotor), предложенной именно Фройде. Сам же Ванкель до последних своих дней считал правильной несколько иную схему мотора – DKM (Drehkolbenmasine), концептуально более изящную, но технически более сложную; именно ее он и представил на испытаниях в феврале 1957 года. Но несмотря на то, что истинным днем рождения РПД считается 7 июля 1958 года, когда заработал первый двигатель, изготовленный по концепции ККМ (предложенный Фройде) и по которой сконструированы все РПД, роторно-поршневой тем не менее ассоциируется у нас именно с фамилией Ванкеля. Такова ирония судьбы…

Первый «Ванкель» проработал всего 2 часа. Этого оказалось достаточно, чтобы в мире началась «ванкелемания» – лицензии на двигатель приобрели практически все крупные фирмы. Curtiss-Wright, Daimler-Benz, MAN, Friedrich Krupp, Rolls-Royce, Porsche, Ford, GM, Mazda…  К началу 70‑х с ротором экспериментировали почти все. Конец эйфории пришел в 73-м, в разгар нефтяного кризиса. Сказался главный недостаток мотора Ванкеля – неэкономичность. Роторные программы были свернуты, двигатель, принесший убытки, объявлен бесперспективным. Всеми, кроме Mazda. Инженеры этой фирмы продолжали работать над совершенствованием конструкции Ванкеля. В Mazda поняли, где роторный мотор может оказаться незаменимым – под капотом спортивного автомобиля! Логика проста и потому гениальна: эксплуатационные затраты (читай – расход топлива и масла) для таких машин дело третье, а вот то, что при равной мощности роторный двигатель много легче и компактнее поршневого, для этой категории машин крайне важно. Mazda, оставшись единственным массовым производителем РПД, с типичным японским упорством доводя конструкцию агрегата до совершенства, в итоге – в 2003 году – довела его до премии «Двигатель года», а 50 членов жюри престижнейшего конкурса – до шокового состояния: 44 из них, будучи потрясенными техническими характеристиками маздовского РПД, без борьбы отдали ему свои голоса…

…Так что же в нем, в этом роторно-поршневом, такого особенного, что делает его уникальным и шокирующим? Все!

Павел Саломатин, технический директор Mazda Motor Rus., г. Москва:

– Главные детали РПД.– корпус (статор), внутренняя поверхность которого выполнена в виде кривой сложной формы – эпитрохоиды*, и треугольный поршень (ротор). Ротор, вращаясь внутри статора, передает крутящий момент на трансмиссию.

Все просто. В роторно-поршневых двигателях возвратно-поступательное движение поршня заменяется вращательным движением ротора. Именно от главного недостатка традиционного двигателя – наличия деталей, совершающих возвратно- поступательные движения – Ванкель и стремился избавиться при проектировании своего мотора. Это ему удалось: в его моторе все только вращается. Впуск и выпуск газов происходит через окна в статоре, как у двухтактных поршневых двигателей. Смесеобразование, зажигание, смазка, охлаждение те же, что и у обычного поршневого ДВС. Как и у любой конструкции, у роторно-поршневого двигателя имеются свои достоинства и недостатки.

Достоинства РПД:

Поскольку у «Ванкеля» возвратно-поступательное движение деталей отсутствует вообще, то работает он очень плавно, почти не вибрирует и быстро раскручивается до высоких оборотов. Из-за того, что в этом двигателе сравнительно мало деталей, особенно мелких, он проще и почти не ломается – нечему. В частности, отсутствует механизм газораспределения – его заменяет сам ротор, перекрывающий собой в нужный момент впускные и выпускные окна. Вес и размеры РПД в разы меньше, нежели аналогичного по мощности поршневого мотора, поэтому удельная мощность РПД намного выше. Это, пожалуй, одно из основных преимуществ роторно-поршневого двигателя перед обычными поршневыми силовыми агрегатами. Двигатель Ванкеля также отличает плавная характеристика крутящего момента во всем рабочем диапазоне оборотов. Это вторая важнейшая особенность ротора.

Роторный мотор неприхотлив к топливу – требования к октановому числу бензина намного ниже, чем у поршневых моторов. Связано это, как ни странно, с наличием одного из главных недостатков роторного двигателя – избыточной величиной динамического перекрытия фаз. При повышении оборотов ротора скорость распространения фронта пламени в камере сгорания растет быстрее скорости перетекания смеси, поэтому РПД спокойно переваривает чуть ли не любой бензин – от 92‑го до 98‑го…

Недостатки РПД:

Моторы старых конструкций были неэкономичны. Происходило это отчасти из‑за наличия упомянутой выше особенности протекания рабочего процесса – перекрытия фаз: часть заряда выбрасывается в выпускной трубопровод. Двигатель же Renesis, стоящий на современных Mazda, по этому показателю уже сравним с обычным мотором аналогичной мощности.

Но главная проблема – уплотнения ротора со статором. Уплотнения на вершинах ротора скользят по статору под большими нагрузками и под постоянно изменяющимися углами, и к тому же работают в условиях ограниченной смазки. Для их смазывания приходится дополнительно впрыскивать масло. Расход масла на угар – практически как у двухтактных поршневых моторов… Но и это уже в прошлом – тот же Renesis проходит по всем нормам токсичности и сертифицирован для продаж как в Европе, так и в России.

Этот вопрос – как обеспечить эффективное и долговечное уплотнение кромок – и стал причиной, по которой практически все компании, отчаявшись, забросили свои разработки в этом направлении. Все, кроме Mazda. Она не отчаялась. Но и ей понадобилось почти сорок лет, чтобы решить эту и другие задачи на уровне, обеспечивающем возможность массового производства РПД и его приемлемые характеристики.

Сегодня эти задачи решены: гарантия на купе RX-8 с роторно-поршневым мотором составляет 1 год без ограничения пробега.

* Эпитрохоида (от греч. ὲπί – на, над, и греч. τροχός – колесо) – геометрическая линия, создаваемая точкой одной окружности, катящейся без проскальзывания по другой окружности.

Прошлое

Свой первый роторно-поршневой двигатель фирма Toyo Kogyo Co. Ltd., владелица торговой марки Mazda, изготовила в 1967 году. 30 мая была продана первая Mazda Cosmo Sport с двухроторным двигателем мощностью 110 л.с.

И понеслось: только за период с 1967 по 1980 год компанией было выпущено свыше 1 млн. роторных автомобилей! Знаменитое купе RX-7, появившееся в 1978 году, было одним из самых быстрых автомобилей своего времени и, пережив несколько модернизаций, выпускалось вплоть до 1999 года.

Mazda RX-7 собрала огромную коллекцию призов – за дизайн, технические решения, спортивные достижения. На ней, в частности, было одержано свыше ста побед в кузовных классах GTO и GTU гоночных серий Camel Lights и IMSA в Америке, «семерка» дважды была победительницей изнурительных 24‑часовых гонок на выносливость в Ле-Мане. Это к вопросу о надежности РПД.

Последняя модификация 1995 года имела двухсекционный РПД с двойным наддувом, электронным впрыском топлива и параметрами, способными удивить кого угодно: при рабочем объеме двух секций по 650 ≪кубиков≫ каждый мотор выдавал мощность 255 л. с. и разгонял купе до сотни за 5,4 с!

Настоящее

Все проходит, все не вечно. 11 декабря 2001 года состоялась премьера новой роторно-поршневой «Мазды» – купе RX-8. Mazda RX-8 не является логическим продолжением RX-7. Машина строилась специально под новый двигатель и «вокруг него». От купе классической компоновки японцы хотели добиться нейтрального, так называемого среднемоторного поведения. Для этого они сдвинули все узлы и агрегаты ближе к центру машины – к центру масс. Это стало возможным благодаря главному преимуществу роторного двигателя – его компактности. Силовой агрегат находится за передней осью, у самой панели. Генератор, геометрически обозначающий переднюю кромку мотора, находится на оси передних колес! Топливный же бак – перед задней осью. Двигатель и бензобак, таким образом, размещены внутри колесной базы, и центр масс находится поэтому очень близко к теоретической вертикальной оси поворота. Результат – автомобиль отличается исключительной управляемостью. Второе важное следствие такой компоновки – идеальная развесовка по осям, 50:50. Но главное в этой машине все же – уникальный мотор.

На RX-8 установлен двигатель нового поколения Mazda Renesis (от – rotary engine genesis). Японским инженерам удалось решить главные проблемы РПД – токсичность выхлопа и неэкономичность. По сравнению с предшественником удалось сократить потребление масла на 50 %, бензина на 40 % и снизить выброс вредных окисей до норм Euro IV.

Renesis избавился от многих недостатков предшественников. Так, рабочей поверхностью в статоре является стальная лента, покрытая хромом, уплотнения ротора тоже хромированные, что позволяет добиться невиданного доныне ресурса: производитель заявляет его равным 300 тыс. км пробега.

Двигатель Renesis по уровню инженерной проработки значительно выше РПД прошлых поколений. Он, в частности, имеет новые топливные форсунки, обеспечивающие сверхтонкое распыление, высокоэффективные свечи зажигания, улучшающие сгорание топливовоздушной смеси, новую, более эффективную систему смазки.

«Со времени первого использования роторной технологии в модели Cosmo Sport 1967 года до победы ротора в Ле-Мане в 1991‑м Mazda никогда не отказывалась от этой технологии. Упорство и преданность техническим идеям являются отличительными признаками инженерного духа и наследия Mazda», – эти слова Нобухиро Хаяма, главный управляющий подразделения силовых агрегатов компании Mazda, произнес, принимая ту самую награду «Двигатель года».

«Mazda вправе утверждать, что она производит лучший автомобильный двигатель в мире. 44 голоса «за» из 50 – новый рекорд конкурса», – это уже слова Грэйэма Джонсона, председателя жюри и редактора журнала Engine Technology International.

Mazda RX-8 – редкий автомобиль. Но он в Тюмени есть. И продается официально – в салоне дилера. Мы решили опробовать эту редкость в деле…  

Тестовый автомобиль:

Mazda RX-8, роторная. Цвет – velocity red («скоростной красный»). Стоимость тестового экземпляра –1 329 000 руб.

Трасса:

загородное шоссе.

Условия теста:

весенняя пасмурная погода, температура + 7°С, машина помыта, прогрета. Настроение отличное!

День первый

Оксана Адарьева, менеджер, водительский стаж 8 лет:

– Я, как и любая девушка, в первую очередь оценила дизайн – безумно понравился ярко-красный цвет, особенно внутри – комбинация добротной кожи черного и красного. Пошивка, кстати, очень качественная.

Я первый раз прокатилась на роторном моторе. Не поняла еще до конца, что он из себя представляет, но своеобразное урканье из-под капота мне очень понравилось – этакое сочетание мощности и спокойствия. С удивлением для себя отметила, что, хотя внешне машина агрессивна, она позволяет ездить спокойно и плавно. Приятно удивил задний привод: насколько мне известно, для драйвовых автомобилей это очень важный момент. Заднеприводная «Мазда» – это необычно!

Была очень удивлена, узнав, что объем мотора всего 1,3 литра! Я думала – минимум два… Поразительно, как этот моторчик выдает такую мощность! Чувствуется присущий японцам серьезный подход к делу.

Для кого этот автомобиль? К этому авто есть смысл приглядеться девушкам, любящим быструю езду – в нем очень грамотно сочетаются спортивные линии и мотор, позволяющий ездить в любом режиме – как в городском, так и в драйвовом.

Mazda RX-8 – машина с ярко выраженной харизмой и двуликая. Яркая, дерзкая – с одной стороны. С другой же – позволяет ездить спокойно. Совмещение несовместимого…

Михаил Коллегов, главный редактор TopCar, водительский стаж 40 лет:

– Удивительная машина! Этот двигатель с характерным звуком чувствуешь буквально кожей и, кажется, сливаешься с машиной в одно целое. Ровная и мощная тяга в любом диапазоне оборотов сообщает особую уверенность. А какова управляемость! Автомобиль скроен, как костюм на заказ – именно под тебя. Что есть результат великолепной эргономики и какого‑то непередаваемого уюта в салоне. Наконец, машина, на мой взгляд, чрезвычайно красива. Это касается и внешних обводов, и внутреннего убранства. Ничего лишнего и в то же время есть все, чего ожидаешь. О таких продуктах говорят, что они живут вне времени и пространства, как произведения настоящего искусства – то есть почти вне моды.

И что любопытно, этот аппарат вполне практичен. Клиренс очень низким не назовешь, а остроумное решение открывания задних дверей позволяет довольно свободно размещаться на задних сиденьях не самым субтильным людям – в спортивных машинах подобное встречается нечасто. Вы удивитесь, но я бы рассматривал Mazda RX-8 как__ автомобиль в удовольствие на каждый день. Для кого? Пол и возраст значения не имеют – важно состояние души.

День второй

Трасса:

загородное шоссе, автодром.

Условия теста:

погода та же, температура + 9°С. Настроение тест-пилотов боевое, зрителей – заинтригованное…

Тест-пилоты:

1. Даниил Земсков , 1‑й разряд по автоспорту, раллист, призер чемпионата УрФО по ралли, участник ЧР по автомобильным кольцевым гонкам (АКГ).

2. Дмитрий Балин, мастер спорта международного класса по автоспорту, призер чемпионата России, чемпион скандинавских стран 2004 года, председатель совета по спорту Тюменской региональной федерации автомобильного спорта (ТРФАС), вице-президент Федерации автоспорта УрФО, организатор чемпионата УрФО по ралли, тренер тюменской команды «Мирай-Спорт ЭССМО».

Даниил Земсков:

– Двигатель очень интересный! Легкий, оборотистый. Хорошо, что «Мазда» поддерживает и по‑прежнему продвигает роторно-поршневую идею – она того стоит. Двигатель действительно интересный, хотя все же не гоночный: он имеет очень стабильный и большой крутящий момент в большом диапазоне оборотов, позволяющий вытягивать и уверенно разгоняться с самых «низов», но резкого подхвата, характерного для ярко выраженного спортивного мотора, тут нет. Ровный, спокойный характер. Но тяговитый, особенно «внизу». Машина поэтому очень хорошо стартует. Подхвата же на оборотах выше средних, как на турбированном моторе, нет – просто ровная, мощная тяга. Если не рассматривать двигатель с точки зрения получения адреналина – отличный мотор!

Подвеска жесткая, плотная, при движении машина управляется, поворачивает и держит дорогу просто отлично! Даже при отключенной системе контроля я не смог сорвать машину в занос – ни при старте, ни в движении. Пробуксовки на сухом асфальте практически нет – идет сразу мощное, ровное ускорение. Эта «ровность» ускорения – следствие той самой особенности работы роторно-поршневых двигателей.

Mazda RX-8 – автомобиль хоть и городской, но не для пробок, а для прохвата по широким проспектам с участками по 400‑500 метров, на которых можно энергично разогнаться и так же энергично оттормозиться! И еще – этот автомобиль будет явно хорош в горной местности и на извилистых дорогах – там, где нужен ровный тяговитый мотор и отличная управляемость.

Что касается распространенных опасений относительно ненадежности и малой долговечности роторных моторов, то я, конечно, знаю об их характерных недостатках, но считаю, что компания «Мазда» не дала бы существующую сегодня гарантию на автомобиль с ресурсом, не выдерживающим как минимум самой гарантии.

Поэтому вряд ли стоит муссировать этот вопрос: есть автомобиль, есть гарантия на него и есть дилер, обслуживающий машину. Пусть у него голова болит. Если, конечно, есть от чего, ибо это поколение РПД, стоящее на RX-8, гораздо более современное и технологичное, нежели моторы, стоявшие некогда на наших «восьмерках» и выхаживавшие лишь 50‑00 тыс. км…

Для кого этот автомобиль? Mazda RX-8 – машина для молодых: энергичных, спортивных, стильных. А также для девушек типа Жанны Фриске – способных красиво проехаться по стене гостиницы «Космос»! А вот любителям дрифта автомобиль вряд ли подойдет.

Резюме: RX-8 хоть и не адреналиновый автомобиль, но его возможностей более чем достаточно, чтобы «наказать» на дороге гораздо более дорогие и престижные марки!

Дмитрий Балин:

– Я примерно предполагал, с чем столкнусь, управляя столь специфичным автомобилем. Ощущения неоднозначные. Двигатель работает все время в одной тональности – у него нет «взрыва», который должен быть на спортивном авто при переключении передачи и нажатии на педаль газа. Мотор тяговитый, поэтому машина идет очень плавно во всем диапазоне оборотов за счет крутящего момента, а не за счет настроек двигателя. Равномерность разгона есть, ярко выраженного подхвата нет.

КПП работает очень адекватно, передаточные числа подобраны удачно, кроме 4 и 5 передач – между ними есть некоторый провал. Даже при переключении на больших оборотах (4000‑5000 об. / мин.) мотору даже с его тяговитостью не хватает момента, чтобы интенсивно разгоняться дальше.

Рычаг КПП не понравился – неудобный. Информативный – да, но в обхвате неудобен. Управляемость у автомобиля хорошая. Машина очень послушная. Особенно на большой скорости и в поворотах.

Для кого этот автомобиль? По моему, это должен быть как минимум второй автомобиль в семье – хороший асфальтовый, городской. По возрасту и полу… да все равно!

Резюме: в целом ощущения очень неплохие, но это не спорткар. По двигателю: я знаю, что из себя представляет роторный двигатель – конструктивно он очень неплохой. Кого‑то он привлекает своей необычностью, кого‑то отпугивает, хотя пугаться там нечего, да и не нужно. Нужно просто научиться им пользоваться, знать, что он может, а что – нет.

От редакции:

Итак, владельцев мощных и быстрых автомобилей – тех, у кого объем двигателя в 1,3 литра вызывает усмешку – просим не торопиться с выводами. Особенно после сказанного  выше. Из каждого правила существуют исключения. В нашем случае это Mazda RX8.

Будущее

Возможно все. Японцы, как всегда, очень скрупулезно шлифуют и доводят до совершенства самые разнообразные идеи. Тем и сильны. Поэтому от них запросто можно ожидать реализации любых проектов. Даже тех, на которые другие махнули рукой за бесперспективностью. Японцы же тихо работают себе, а потом удивляют весь мир. Мотор Renesis и 44 голоса «за» из 50 – лучшее тому доказательство. Ванкель был бы доволен. И, наверное, очень бы удивился…

Кстати, еще об уникальности этой машины. Мазда RX‑8 отмечена в Книге рекордов Гиннесса еще и как автомобиль, имеющий самый короткий тормозной путь в мире при остановке со скорости 100 км / ч: у RX‑8 он составляет 38,6 м. А сколько метров он составляет у вашей машины?..

Текст: Г. Шмидт

Фото: Максим Чернятьев

При подготовке статьи использованы материалы

и архивные фото из различных источников

Автомобиль для теста  предоставлен

компанией «Дина-Моторс»,

официальным дилером компании Mazda.

Mazda RX-8:

Объем двигателя – 1,3 л (2х654 куб. см)

Тип двигателя – роторно-поршневой, двухсекционный, бензиновый

Расположение двигателя – спереди продольно, внутри базы

Мощность двигателя – 170 кВт / 231 л. с. (при 8200 об./мин.)

Максимальный крутящий момент – 211 Нм (при 5500 об./мин.)

Степень сжатия – 10.0

Привод – задний

Коробка передач – механическая

Количество передач – 6