Есть в автомобильном мире технологии, которые похожи на рок-звезд. Они ярко вспыхивают, ослепляют всех своим талантом, живут бурной, но короткой жизнью и умирают молодыми, оставив после себя армию преданных фанатов и кучу вопросов. Роторно-поршневой двигатель, или просто "ротор", — это Курт Кобейн в мире моторов. Гений, бунтарь и самоубийца в одном флаконе.
Все знают Mazda RX-7 и RX-8. Все слышали этот ни на что не похожий, жужжащий, почти истеричный звук мотора, который крутится в космос, за 9000 оборотов в минуту. Но почему сегодня, в век торжества эффективности, мы не видим роторных "Тесл" или роторных "Солярисов"? Почему эта, казалось бы, гениальная технология так и осталась уделом кучки упрямых японских инженеров и преданных фанатов, готовых менять мотор чаще, чем масло?
Давайте разберемся.
Акт I: Идеальный шторм в голове одного инженера.
Чтобы понять, откуда взялся ротор, надо понять, что бесило инженеров в обычном, поршневом ДВС. А бесило их вот что: возвратно-поступательное движение.
Представьте себе поршень. Он летит вверх, резко останавливается, летит вниз, снова резко останавливается. И так тысячи раз в минуту. Это как если бы вы пытались бежать, постоянно меняя направление на 180 градусов. Вся эта бешеная смена направления порождает вибрации, инерционные нагрузки и ограничивает максимальные обороты.
И вот, в 1950-х годах, немецкий инженер-самоучка Феликс Ванкель, человек, которому в юности сказали, что у него "отсутствие пространственного воображения", и у которого из-за чудовищной близорукости никогда не было водительских прав, решил: "К черту поршни!". Его идея была до гениальности проста: а что, если заменить всю эту трясущуюся конструкцию на одно плавное, непрерывное вращение?
Как это работает (на пальцах, потому что на деле там сам черт ногу сломит):
Представьте себе камеру сгорания в форме арахиса (научно — эпитрохоида). Внутри этой камеры вращается треугольный ротор. И вот тут начинается магия. За ОДИН оборот ротора в трех изолированных полостях между его гранями и стенкой камеры одновременно происходят ВСЕ ЧЕТЫРЕ ТАКТА. Пока одна грань всасывает, другая уже сжимает, а третья совершает рабочий ход. Никаких вибраций, никаких клапанов, распредвалов. Только плавное вращение. На бумаге это была инженерная утопия, в три раза больше "взрывов" на один оборот вала. Это как пулемет против однозарядной винтовки.
Акт II: "Роторная лихорадка" и первые жертвы.
Идея Ванкеля была настолько красива, что в 60-х мир охватила настоящая "роторная лихорадка". Лицензии на производство купили почти все: Mercedes-Benz, General Motors, Citroen... Все хотели прикоснуться к будущему. И все они обожглись так, будто пытались прикурить от сопла ракеты.
NSU Ro80: Первопроходцы, партнеры Ванкеля. Их футуристичный седан стал "Автомобилем года-1968" и одновременно — памятником инженерной наивности. Двигатели умирали, не доехав и до 50 000 км. Говорят, владельцы Ro80 при встрече на дороге приветствовали друг друга, показывая пальцами, сколько раз им уже поменяли мотор по гарантии. Эта щедрость и похоронила компанию.
Citroën GS Birotor: Французы, как всегда, пошли дальше всех и выпустили роторные машины в народ. И это была катастрофа. Двигатели оказались настолько ненадежными, что Citroën предпринял беспрецедентный шаг: они пытались выкупить обратно у владельцев ВСЕ проданные машины, чтобы уничтожить их. Это как если бы Apple пыталась скупить все гнущиеся iPhone 6 plus, чтобы сделать вид, что их никогда не было.
ВАЗ: Да, Ебёныч, даже в Советском Союзе было специальное КБ! Они ставили двухроторные ВАЗ-411 на "Жигули" для КГБ. Эти машины были настоящими "волками в овечьей шкуре" — легкие "Жигули" со 120-сильным ротором могли легко догнать любую иномарку. Но ресурс... ресурс этих моторов измерялся не в сотнях, а в десятках тысяч километров. Идеальная машина для погони, если погоня длится не дольше получаса.
У моего бати даже была пятерка с РПД-411. Говорит, пока мешок песка в багажник не кинешь - не поедет. Так сильно буксовала.
Все столкнулись с одними и теми же неразрешимыми проблемами. И только одна компания решила, что будет биться до конца, как самурай, которому приказали в одиночку штурмовать крепость.
Акт III: Упрямые самураи из Хиросимы.
Имя этой компании — Mazda. Они купили лицензию в 1961 году и создали целое подразделение из 47 инженеров, которых назвали "47 ронин-самураев". Их задачей было не просто скопировать, а довести идею Ванкеля до ума.
И они столкнулись с главной проблемой ротора, которую назвали "Дьявольские отметины". На стенках камеры сгорания появлялись странные царапины, похожие на следы когтей. Это была вибрация уплотнений на вершинах ротора — апексов.
Представьте себе: тонкая, длинная металлическая пластина должна одновременно обеспечивать герметичность, скользить по сложной кривой поверхности камеры и выдерживать адскую температуру. Это почти невыполнимая задача.
Но японцы — упрямый народ. Годы экспериментов. Они пробовали сотни материалов, от стали до карбона, пока не нашли нужный композитный сплав. И в 1967 году они выпускают Mazda Cosmo Sport 110S — первый в мире серийный автомобиль с двухроторным двигателем 10A. Это был космос.
А потом были легендарные RX-7 всех поколений с моторами 12A и 13B, последняя из которых, с двойным турбонаддувом (13B-REW), стала иконой. И, наконец, лебединая песня — RX-8 с атмосферным мотором Renesis (13B-MSP). Mazda была единственной компанией в мире, которая смогла заставить ротор работать. Но какой ценой?
Акт IV: Приговор. Почему ротор все-таки умер?
Несмотря на все ухищрения Mazda, роторный двигатель так и не смог избавиться от своих "врожденных заболеваний".
1. Прожорливость (Бензин и Масло).
Камера сгорания у ротора очень длинная и вытянутая. Смесь в ней сгорает неэффективно. Часть несгоревшего бензина просто вылетает в выхлопную трубу. Отсюда дикий расход. Но это полбеды.
Главная проблема — расход масла. Для смазки тех самых апексов Mazda разработала систему, которая впрыскивала в камеру сгорания чистое моторное масло. Да-да, роторный мотор по своей природе должен жрать масло, оно сгорает вместе с бензином. Это не баг, это фича. Расход мог достигать литра на 1000 км. Это как если бы у вас была девушка-супермодель, которую надо кормить исключительно черной икрой. Красиво, но разорительно.
2. Экология (Вернее, ее отсутствие).
Из-за неэффективного сгорания и сжигания масла выхлоп роторного мотора был "грязнее", чем биография рок-звезды 80-х. Там был полный набор: и несгоревшие углеводороды, и оксиды азота. С каждым новым стандартом "Евро" инженерам Mazda приходилось идти на невероятные ухищрения, чтобы вписать мотор в нормы. Это как пытаться протащить вороватого чиновника в рай.
3. Низкий ресурс и боязнь "масляного голодания".
Несмотря на все доработки, апексы оставались ахиллесовой пятой. Их ресурс редко превышал 100 000 км, после чего мотор требовал полной "капиталки", которая по цене была сопоставима с новым двигателем. Ротор также панически боится низких оборотов и коротких поездок — мотор "закоксовывается". Его нужно было регулярно "крутить" до отсечки, чтобы он самоочищался. Это идеальный мотор для человека, у которого нет соседей и очень много денег на бензин.
4. Низкий крутящий момент на "низах".
Из-за особенностей конструкции ротор выдает всю свою мощь на очень высоких оборотах. А на "низах", в городском режиме, он откровенно "вялый". Это создавало дискомфорт в повседневной езде.
Эпилог: Рожденный, чтобы умереть?
Так почему ротор погиб, так и не родившись по-настояшему? Потому что он был гениальной идеей, которая опередила свое время и столкнулась с суровыми законами физики и экономики. Он предлагал невероятную плавность и мощность, но платой за это были чудовищная прожорливость, грязный выхлоп и низкий ресурс.
В мире, где поршневые моторы становились все эффективнее, а экологические нормы — все жестче, для этого гениального бунтаря просто не осталось места. Mazda героически тащила его на себе почти 50 лет, но в итоге даже они сдались.
Сегодня ротор возвращается в виде маленького генератора для подзарядки батареи на электромобиле Mazda MX-30. Он работает на постоянных, оптимальных оборотах, где его недостатки минимальны. Это уже не бунтующая рок-звезда. Это пенсионер, которому нашли спокойную работу в офисе.
Возможно, это и есть его настоящее место. Не в качестве сердца автомобиля, а в роли маленького, но эффективного помощника. А легенды о ревущих на 9000 оборотов RX-7 так и останутся легендами. Красивыми, быстрыми и... безвозвратно ушедшими.