Феликс Ванкель

Конструкция роторно-поршневого двигателя на первый взгляд проста и элегантна, а сочетание компактности и мощности – мечта конструктора. Однако до серийного производства его фактически довели только две компании, да и те в итоге отказались от него

Говорят, есть женщины, в которых влюбляются, но не женятся. Двигатель Ванкеля оказался в роли такой женщины: автомобильная промышленность быстро в него влюбилась, но в итоге решила остаться верной классическому двигателю с шатунами и коленвалом.

Феликс Ванкель родился 13 августа 1902 года в Ларе, его отец Рудольф Ванкель погиб во время  Первой мировой войны в 1914 году.

Феликс Ванкель
Феликс Ванкель

Феликс Ванкель был очень талантливым самоучкой. Не сдавший даже экзамен после окончания старших классов школы, он не смог ни поступить в университет, ни получить рабочую специальность. Но проявил такие способности, что, еще не достигнув тридцатилетия, уже выступал перед руководителями НСДАП по вопросу о техническом образовании, а в тридцатые годы получил финансирования от BMW, заинтересовавшейся его идеей роторного двигателя, а затем и от рейхсминистерства авиации.

Ещё в 1921 году Ванкель вступил в НСДАП, но в 1933 году оказался среди противников Гитлера.

Его биографию не очень украшает членство в нацистской партии, в которую он вступал дважды – первый раз закончился в связи с ее запретом, а второй – исключением и даже тюремным заключением на 6 месяцев, после того, как он примкнул к оппозиции. Из этого заключения его выпустили по указанию самого Гитлера, который считал работу Ванкеля ценной для Германии. И правда: молодой инженер настолько хорошо решал проблемы с клапанами и уплотнениями для различных механизмов, что вскоре получил прозвище «Главный уплотнитель Рейха».

Можно сказать, что именно политические взгляды Ванкеля обеспечили ему возможность реализации в качестве инженера и изобретателя. Как ни печально, именно войны – очень эффективный стимулятор технического прогресса. Именно благодаря финансированию военными ведомствами разработка двигателя была почти завершена к окончанию войны.

В 1945 году Линдау, где работал Ванкель, оказалась во французской зоне оккупации, он был арестован за сотрудничество с нацистами, а оборудование его лаборатории стоимостью несколько миллионов марок было конфисковано в счёт репараций.

После освобождения ему пришлось начинать с нуля.

В 1951 году работу Ванкеля согласилась финансировать компания Goetze. Она специализируется на производстве поршневых колец, и заинтересовалась решением главной проблемы роторного двигателя – уплотнения вращающегося ротора-поршня.

Двигатель, разработанный Дизелем, часто называют «дизелем». Роторно-поршневой двигатель по аналогии иногда называют «ванкелем». Только вот роторно-поршневой двигатель, каким мы его знаем, создал не совсем Ванкель. Впрочем, и у Дизеля, говорят, сначала получилось не очень хорошо, так что реальные серийные двигатели были доведены другими конструкторами, в частности, российским инженером Густавом Тринклером. А Ванкелю помогли конструкторы немецкого производителя мотоциклов и автомобилей NSU Motorenwerke.

Компания NSU (сокращение названия города Неккарсульм) начинавшая с выпуска швейных машин, в 1880 году стала производить велосипеды, в 1901 году освоила мотоциклы, а затем в 1905 году и автомобили. В 1932 году ей пришлось продать производство автомобилей FIAT, чтобы покрыть долги – Великая депрессия не способствовала спросу на автомобили. Во время войны она выпускала военную технику. А после ее окончания возобновила выпуск велосипедов и мотоциклов в 1949 году. Дело пошло неплохо – в послевоенной Европе двух колесная техника пользовалась более высоким спросом, чем дорогие для основной массы населения автомобили. Легкий и компактный двигатель Ванкеля был бы очень неплох именно для мотоцикла или небольшого автомобиля в будущем.

Роторный двигатель Ванкеля
Роторный двигатель Ванкеля

Финансы позволяли инвестировать в перспективную технологию: в 1955 году NSU стала крупнейшим в мире производителем мотоциклов. Ее машины установили четыре мировых рекорда скорости, и именно на NSU в 1956 году Вильгельм Херц стал первым мотоциклистом, достигшим скорости 339 км/ч. И в ее спортивных мотоциклах уже использовались идея Ванкеля – правда, в виде механических роторных нагнетателей воздуха. Для применения в качестве двигателя агрегат готов не был.

В 1954 году Ванкель, представил NSU первый работоспособный образец двигателя своей конструкции. Но он оказался слишком сложным: ротор вращался на неподвижной оси, а корпус двигателя тоже двигался вокруг него, то есть тоже был ротором. И именно с корпусом был связан выходной вал. И все это заключено во второй, неподвижный корпус. Конструкция была крайне неудобная для обслуживания: например, для замены установленных на роторе свечей надо было разобрать двигатель почти полностью.

В  1958 компания выпустила первый автомобиль с упрощённым вариантом РПД, однако самого конструктора эта реализация не удовлетворила.

За усовершенствование двигателя взялись инженеры NSU Ханнс Дитер Пашке и Вальтер Фрёде. Их вполне можно считать соавторами Ванкеля, настолько серьезно они переработали конструкцию двигателя, сохранив, впрочем, ключевую идею.

Пашке разработал конструкцию с неподвижным корпусом. Для обеспечения формирования камер сгорания ротор поставили на эксцентриковый вал, напоминающий коленчатый в обычном двигателе, но с меньшим плечом. Ось ротора обкатывается вокруг оси вращения самого вала так, что три конца ротора движутся по эпитрохоиде, которую образовали внутренние стенки корпуса. Этот двигатель был готов в 1957 году.

Эти отличия нашли отражение в обозначениях двигателей: образец Ванкеля назывался DKM – Drehkolbenmotor 1954 года. Это слово можно перевести как «двигатель с вращающимся поршнем». А прототип NSU получил название KKM 57 – Kreiskolbenmotor, «двигатель с поворачивающимся поршнем». Именно этот термин сейчас используется в немецком языке для обозначения роторно-поршневого двигателя.

Ванкеля такие существенные изменения не очень обрадовали: как и любой автор, он ревниво относился к реализации своих идей, и заявил, что из его скакуна сделали сельскую лошадь. Но выбора у него не было – NSU платила ему зарплату, и немаленькую, 3000 марок в месяц. Патенты на новый двигатель были оформлены на NSU и фирму Ванкеля.

Готовый двигатель был представлен в январе 1960 года.

Через полгода после демонстрации двигателя акции NSU выросли в несколько раз – при номинале в 100 марок на бирже их цена достигла 3200 марок.

Правда, затем она начала падать, но все же это показывает, насколько велик был интерес к новому двигателю, и как оптимистично оценивала широкая публика перспективы роторного двигателя.

В 1964 году началось производство первого серийного автомобиля с РПД – NSU Spider.

И сделали их не так уж много – всего 2375 штук.

В 1970-е годы главным производителем автомобилей с двигателями Ванкеля была Mazda.

Роторный двигатель Ванкеля
Роторный двигатель Ванкеля

Она ставила их на несколько моделей, как спортивные, так и четырехдверные седаны. В 1973 году она продала 190 тысяч автомобилей с РПД, но после повышения цен на топливо продажи резко пошли на спад, последние экземпляры исчезли из салонов дилеров в 2012 году.

Роторный двигатель Ванкеля
Роторный двигатель Ванкеля

А далее — двигатель Ванкеля убили экологические требования.

В настоящее время роторно-поршневые двигатели получили распространение среди авиамоделистов. Поскольку в модельном двигателе требования к надежности и экономичности снижены до предела, производство этих моторов оказывается недорогим. Главное достоинство авиамодельного РПД в том, что его можно легко встроить в летающую масштабную модель. В частности, модельные РПД применяются при создании копий реактивных самолетов.

Мнение Ильи Гусева, технического тренера компании MAHLE

Илья Гусев
Илья Гусев

«Двигатель Ванкеля является для меня одним из самых интересных и наиболее перспективных с точки зрения высокого КПД при удивительно малых размерах.

Впервые столкнулся с роторным ДВС на автомобилях Mazda RX-7, RX – 8, более 10 лет назад в одном из крупнейших дилерских центрах в Европе на одноименной марке.

Поразительно, что при столь высокой отдаче и динамике автомобиля в целом видеть столь компактный ДВС под капотом!

При объеме в 1.3 литра роторный ДВС на MAZDA RX-8 способен выдавать 250 л.с. и более 200 нм крутящего момента!

На минуточку – похожие характеристики выдает тот же MAZDA L3 turbo с прямым впрыском, но вы сравните размеры и вес ДВС – 148 кг против 112 кг у роторного, и насколько меньше подвижных деталей!

Этот ДВС пользуется особым уважением у тюнеров и строителей кастомных авто – достаточно легко увеличивать отдачу с помощью установки наддува, либо добавлением дополнительных секций — в гражданских версиях, как правило, используется только две (вот и компактные размеры).

За свою 60-летнюю историю развития с роторным ДВС было много успешных и не очень экспериментов, но, безусловно, все они заслуживают внимания.

Интересные факты есть и в советском прошлом – были и ВАЗ 311 , 411 и другие модели, был даже мотоцикл Урал!!! Один из которых стоит в музее В.Задорожного, что на Ильинском шоссе – рекомендую к посещению!

Сейчас есть некие сложности с дальнейшим развитием данного типа из-за жестких экологических норм (кто бы что не говорил – сложностей в ремонте и обслуживании, при наличии компетенций и оборудования, с этим ДВС не возникает).

Опять же MAZDA видит дальнейший путь развития таких ДВС в качестве генераторов для электро и гибридных авто.

Вдохновлен энтузиазмом,  которым MAZDA продолжают поддерживать идею дальнейшего развития роторных ДВС, уверен, что будущее у ротора есть.»

Авторы – Валерий Чусов, Марина Белоглядова

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь

Популярные статьи на сайте

Новые публикации