Вход

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 20% отстъпка.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 20% отстъпка.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 20% отстъпка.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 20% отстъпка.

0 продукта | 0 лв.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 20% отстъпка.

auto motor und sport Bulgaria logo

В преследване на мечтите: От ванкеловия до HCCI мотора

10.10.2017 01:00

Как роторният двигател помогна на японската марка Mazda да бъде това, което е днес

60 години след създаването на първия работещ прототип на ванкелов двигател, 50 години след пускането му в производство от Mazda и обявеният официално от фирмата факт, че е създала функционален HCCI мотор са достатъчно основание да се върнем назад в историята на този уникална топлинна машина.

Mazda вече не крие факта, че разработките и на двигател, функциониращ в широк работен диапазон в режими HCCI – или хомогенно смесообразуване и самозапалване от сгъстяването се увенчаха с успехи и от 2019 година възнамерява да пусне такъв двигател в серийно производство. Едва ли е изненада, че Mazda може винаги да изненада автомобилното общество. Дори един бегъл поглед из историческите анали на марката ще е достатъчен, за да открием източниците на това твърдение. Доскоро японската фирма бе единствен и ревностен знаменосец на ванкеловата идея и първият производител на автомобили с двигател, работещ по цикъла на Милър (Mazda Xedos 9 от 1993 до 2003 г. и по-късно Demio, известна в Европа като Mazda 2).

Тук е редно да споменем дизеловия мотор с вълново сгъстяване на въздуха Comprex, каскадното, двуструйното и  принудително пълнене с променлива геометрия за бензинов мотор (различни версии на Mazda RX-7), системите за активно завиване на задния мост на 626 от края на 80-те години, уникалната старт-стоп система i-Stop, в която стартирането се подпомага от горивния процес, и системата за регенериране на енергията с помощта на кондензатори i-Eloop. И за завършек да споменем факта, че това е единственият японски производител, спечелил надпреварата на 24-те часа на Льо Ман – естествено, с автомобил с ванкелов двигател! Колкото до стилистиката, то модели като Luce, култовите ванкелови Cosmo Sport, RX-7 и RX-8, роудстърът МХ-5 и Mazda 6 говорят красноречиво за уникалността на марката и в тази област.  Но нещата далеч не се изчерпват с това – през последните години двигателите Skyactiv показаха не само, че двигателят с вътрешно горене още има много път пред себе си, но че Mazda може да му покаже свои собствени пътеки.

Ще ви разкажем много повече за разработките на инженерите на компанията след предстоящото ни посещение по покана на Mazda в Япония в края на октомври. Поводите за тази статия обаче не само те и могат да бъдат открити в горното подзаглавие. Защото за да разберем причините поради които творците от Mazda са успели да създадат своя HCCI мотор може би трябва да се върнем именно назад в историята на фирмата.

Роторният двигател като основа на Skyactiv-X

Попитайте някой ултрамаратонец, успял да покрие трасе с дължина от 160 км, дали ще има проблем с бягането на стандартен маратон от 42 километра. Е, може и да не ги пробяга за два часа, но със сигурност може да продължи поне още 42 с доста прилично темпо. В този ред на мисли, ако централата на компанията ти е в Хирошима, ако в продължение на десетилетия си се борил с огромните предизвикателства за уплътняването на буталото на роторен двигател и си решавал стотици проблеми със смазването или с генерираните вредни емисии, с вълновите ефекти и турбопълненето или най-вече с горивните процеси в изменящата обема си сърповидна камера на работещия на ванкеловия принцип агрегат, може би ще имаш много по-устойчива основа за да създадеш двигател работещ на принципа HCCI. Официалното начало на проекта Skyactiv е дадено точно преди десет години, през 2007 година (същата, в която Mercedes представи сложния прототип на работещ по принципа HCCI мотор Diesotto), а по това време Mazda RX-8 с ванкелов двигател все още се произвежда. Известен факт е, че инженерите на японската компания експериментират с HCCI режими на работа именно при разработките на прототипите на роторни двигатели Skyactiv-R. Вероятно в проекта HCCI, наречен от Mazda SPCCI (Spark Plug Conrolled Compresion Ignition) или Skyactiv-X са участвали инженери както от отдела по роторни, така и от тези по бензинови и дизелови двигатели, защото още в развитието на горивния процес в Skyactiv-D можем да разпознаем почерка на хора ангажирани с проектирането на HCCI процес. Бог знае кога еволюцията на двигателите Skyactiav се е насочила към двигател със хомогенно смесообразуване и самовъзпламеняване – отдавна се знае, че инженерите на Mazda са ангажирани с тази тема – но вероятно това също е станало, когато ванкеловият двигател все още бил жив.

Десетилетията производство на роторни автомобили, повечето от които в пълна самота, може и да не осигуряват някакви сериозни финансови приходи на Mazda, но и носят признание за непоколебим дух, търсене на решения на всевъзможни предизвикателства, невероятна упоритост и в резултат от всичко това – натрупване на огромен и много безценен опит. Според Кийоши Фудживара, отговарящ за продуктовото планиране на Mazda обаче всеки един от конструкторите, участвал в проекта Skyactiv носи в себе си духа на ванкеловия двигател, но трансформиран във възможност за усъвършенстване на конвенционалния мотор. Или пък в неконвенционалния HCCI. „Страстта обаче е същата. Именно тя превръща Skyactiv в реалност. Това истинско приключение се превърна в най-голямата радост в моя  живот”. Истина е, че всяка компания, произвежда автомобили, за да ги продава и да печели”, обяснява Сейта Канаи, шефът на развойната дейност на Mazda, „но вярвайте ми, за нас от Mazda е валиден и фактът, че автомобилите, които създаваме, извират дълбоко от сърцата ни и всеки път тяхното конструиране е за нас едно романтично приключение. Основното движещо звено в този процес е нашата страст. Да бъдеш най-добрият – това е моят инженерен романс”.

Мечтата на един младеж

Може би през 60-те години във ванкеловия двигател инженерите от наскоро произвела първия си автомобил компания Mazda откриват „своя инженерен романс“. Защото роторният двигател се ражда от мечтата на един 17-годишен германски младеж през 1919 година, а неговото име е Феликс Ванкел. Още тогава роденият през 1902 година в областта Лар в Германия (там, където се раждат и Ото, Даймлер и Бенц) младеж той споделя на приятелите си, че неговият мечтан автомобил се задвижва от двигател, който е наполовина турбина, наполовина бутална машина. По това време той все още няма фундаменталните знания за буталните двигатели с вътрешно горене, но интуитивно смята, че двигателят му може да постигне четирите цикъла на работа – всмукване, сгъстяване, работа и изпускане при въртене на буталото. Именно тази интуиция дълго ще го води по пътя му към създаването на работещ роторен двигател, какъвто другите конструктори са опитвали безброй пъти и безуспешно още от 16 век.       

Бащата на Ванкел е убит през Първата световна война, след което младежът се занимава с продажба на печатни произведения и чете много техническа литература. През 1924 година на възраст от 22 години той създава малка лаборатория за разработване на роторен двигател, а през 1927 година прави първите чертежи на “Die Drehkolbenmaschine” (машината с въртящо се бутало). През 1939 година находчивото Министерство на въздухоплаването открило рационалното зърно в ротационния двигател се обръща към Хитлер, който лично заповядва освобождаването на Ванкел, тогава намиращ се в затвора по заповед на местния гаулайтер, и обзавеждането на експериментална лаборатория край Боденското езеро. Там той разработва прототипи за BMW, Lillethal, DVL, Junkers и Daimler-Benz. Първият експериментален ванкелов двигател обаче се появява твърде късно, за да помогне по какъвто и да било начин за оцеляването на Третия райх. След капитулацията на Германия, французите затварят Ванкел – същото, което вече са направили с Фердинанд Порше. Феликс е освободен една година по-късно и поради липсата на по-продуктивно занимание започва да пише книга за роторно-буталните двигатели. По-късно той основава техническия институт за инженерни изследвания и продължава развойната работа и разработването на роторни двигатели и компресори за индустриални нужди. През 1951 година амбициозният конструктор успява да убеди шефа на отдела за спортни мотоциклети на NSU Валтер Фрьоде да си сътрудничат. Ванкел и NSU фокусират усилията си върху роторния двигател с камера с ябълковидна (трохоидна) форма на камерата и триъгълно бутало с дъгообразни стени. През 1957 година  е построен и първият работещ прототип на двигател наречен DKN. Това е рождената дата на ванкеловия двигател.

60-те години: Обещаващо бъдеще за роторния мотор

DKM показва че роторният двигател не е само мечта. Истинският практичен ванкелов двигател във вида който познаваме с фиксиран корпус е следващият KKM. NSU и Ванкел реализират съвместно първите идеи свързани с уплътняване на буталото, позициониране на свещата, отвори за пълнене, продухване на отработилите газове, мазане, горивни процеси, материали и производствени хлабини. Много проблеми обаче остават…

Което не пречи на NSU през 1959 година официално да обяви, че е създал двигателя на бъдещето. Над 100 компании предлагат техническо сътрудничество, много известни като Mercedes, Rolls-Royce, GM, Alfa-Romeo, Porsche, Citroen, MAN и редица машиностроителни купуват лицензи. Сред тях е и Mazda, чийто президент Цунеи Мацуда вижда огромен потенциал в двигателя. Освен паралелните консултации с инженерите на NSU, Mazda създава собствен развоен отдел за ванкеловия двигател включващ като начало 47 инженери.  

„Ню Йорк Хералд Трибюн“ обявява ванкеловия двигател за революционно изобретение. По това време акциите на NSU буквално експлодират – ако през 1957 година една такава се търгува за 124 дойче марки, през 1960 година достига космическите 3000! През 1960 година е представен и първият автомобил с ванкелов мотор – NSU Prinz III. През септември 1963 година го последва и NSU Wankel Spider с еднокамерен двигател с работен обем от 500 см3, който две години по-късно печели шампионата на Германия. Сензацията на автомобилното изложение във Франкфурт през 1968 година обаче е новото NSU Ro 80. Елегантният седан, чийто дизайн е дело на Клаус Люте, е авангарден във всяко отношение, а аеродинамичните му форми (коефициентът на обтекаемост от 0,35 само по себе си прави автомобила уникален за времето си) стават възможни благодарение на малкия по габарити двуроторен двигател KKM 612. Трансмисията разполага с хидромуфа, четирите спирачки са с дискове, при което предните се намират до трансмисията. Ro 80 е толкова впечатляващ за времето си, че става автомобил на годината през 1968 година. През следващата Феликс Ванкел пък е хабилитиран за доктор на Мюнхенския Технически Университет и получава златния медал на Федерацията на германските инженери – най-престижната награда за научно-технически постижения в Германия. 

(следва)

Текст: Георги Колев

 

Коментари
comments powered by Disqus