Кажется, он уже стал достоянием истории. О нем не вспоминают на родине. Забыли в тех странах, где делали на него некую ставку. И даже фирма, полжизни своей положившая на доводку его до ума, несколько лет назад списала капризную конструкцию, двинувшись привычным для всех производителей курсом — доработкой традиционных моторов. И вдруг на последнем Токийском автосалоне неожиданная новость — роторно-поршневому двигателю под капотом Mazda быть! А с чем его, этот РПД, в простонародье ротор, вообще едят? Какие у него были славные подвиги, и стоит ли с придыханием ждать продолжения полувекового сериала?
Экзотика и творение, безусловно, инженерного гения. Для кого-то надежда заполучить в моторный отсек нечто оригинальное. Для иных — единственная возможность обрести мощный движитель. В другом случае — лицо марки, выстраданное больше, чем самим создателем этого самого лица. Говорят, Феликсу Ванкелю, отцу двигателя, получившего его имя, будущее детище приснилось во сне еще в 17-летнем возрасте. Что же, такая легенда вполне укладывается в тот ореол загадочности и, быть может, даже скандальности, которым окружен РПД. Вообще трудно объяснить, как инженер-самоучка, не имевший образования и познаний в математике, зато обладавший от рождения плохим зрением, смог сгенерировать идею подобного мотора и просчитать ту сложную кривую, по которой будет двигаться основной рабочий орган — ротор. А в том, что сделано это было в первую треть жизни, сходятся все источники. Ведь всего в 34 года, в 1936-м, Ванкель уже имел от BMW собственную мастерскую, где работал над заинтересовавшим баварскую фирму РПД. Понятно, что в тот период финансирование на немецких технарей лилось подобно манне небесной. Но и левых, бесталанных людей, особенно компании, до кормушки не допускали.
Первый рабочий образец двигателя был получен во второй половине 50-х — после отсидки, отобранного по репарации оборудования и сложностей с трудоустройством. Традиционные явления, касавшиеся в послевоенной Германии трудившихся на рейх инженеров, вне зависимости от их политических взглядов. Кстати, здесь на сцену выходит еще один конструктор — Вальтер Фреде — ведущий специалист фирмы NSU, давшей Ванкелю работу и веру в его разработку. Вся история роторного двигателя до Mazda тесно связана и с этим именем. Встречается даже мнение, что именно Фреде довел мотор до работоспособного состояния. Так или иначе, а не упомянуть этого инженера нельзя. Правда, первое единение РПД и NSU не вышло. Модель Prinz, которая должна была комплектоваться «ротором», в итоге получила 600-кубовую «двушку».
Полностью и во всех отношениях РПД раскрылся в другой модели — NSU Ro 80. Будучи двухсекционным, объемом 995 «кубиков» и мощностью 113 л.с., двигатель обеспечивал нетяжелому седану («снаряженка» менее 1300 кг) неплохие динамические характеристики. Но по ресурсу едва дотягивал до 50 тыс. км.
Теперь можно сказать, что именно «ротор», а конкретно необходимость его гарантийных ремонтов, приговорила фирму NSU. В 1969-м ее приобрел VW. Правда, Ro 80 выпускался до 1977 года, но тираж за десятилетие оказался невелик — чуть более 37 тыс. машин. Любопытно, что в 1969–70 гг. документацию на РПД приобрели сразу несколько фирм. Полагали, что они-то уж точно справятся с капризным мотором, или информация о его проблемах еще не стала общедоступной? Так или иначе, а в это время с ним экспериментировали в Mercedes, Citroen, Chevrolet.
Чем была Mazda до покупки патента на РПД в 1961 году? Малолитражки с V-образными «двойками», трицикл... До превращения в полноценную автокомпанию лежала целая пропасть. Ни платформ покрупнее, ни своего двигателя. «Ротор» стал той соломинкой, той фишкой, что упростила получение фирмой модельного ряда, помогла сделать прибыль, в конце концов, обрести самобытный имидж. Знали ли японцы о том, с какими проблемами они столкнутся? Вряд ли. Думается, сами немцы, ответственные за доработку «ротора», в это время еще воспринимали его в радужных тонах. Да и не было как такового эксплуатационного опыта — работы в технических отделах NSU и Mazda велись параллельно. При этом двухсекционный РПД под капотом «японки» появился даже раньше, чем у Ro 80 — на пять месяцев, в мае 1967-го.
Это сейчас Mazda ассоциируется с технологией Skyactiv, с оригинальным дизайном и, в общем-то, драйверскими шасси. А в 70-80-х второе имя ее было — роторная. Несмотря на то, что та же Cosmo с 1975 года вдобавок к РПД имела обычные двигатели; Familia, начиная с 1977-го, «ванкелей» вообще лишили. Но в тех же 70-х подоспели двухдверные Capella и Luce, в 1978-м дебютировала RX-7/Savanna — на треть века ставшая «рекламной вывеской» компании, ее побед на ниве борьбы с РПД. На рубеже тех десятилетий японцы настолько осмелели, что «турбовали» «роторы», доведя мощность нового на тот момент 1,3-литрового двигателя 13B сначала до 160, а потом и до 215 л.с. С чем же приходилось бороться?
Не будем тут подробно описывать конструкцию РПД — по видео все ясно и так:
Понятна и эйфория всех тех инженеров — от Ванкеля до японцев, — что ухватились за идею получения и доводки такого мотора. Легкий, компактный, он позволил играть с компоновкой моторного отсека, получая какую надо развесовку и не ограничивая выбор конструкции подвески. А какую простоту, технологичность и экономию он обещал в производстве! Вместо коленвала с его кривошипами — коротенький и несложный в выплавке «обрубок». Нет шатунов и поршней, трудоемких в производстве. Отсутствует головка блока как таковая со всем ее газораспределительным «барахлом». А один из вариантов ГРМ РПД можно опять-таки посмотреть на видео:
К тому же возвратно-поступательные движения поршней с шатунами в обычном двигателе, как известно, приводят к возникновению вибраций. В РПД ротор (или роторы при двух, трех или четырех секциях), играющий здесь роль поршня, и связанный с ним вал вращаются в одну сторону. Плюс массы этих вращающихся частей ниже, чем у мотора традиционной конструкции. Отсюда и меньший уровень вибраций, и мощность выше. На последнюю работает и другая особенность РПД — за каждый оборот ротора выходной вал делает три оборота. Ну и крутится он хорошо, 8500 об/мин — не проблема. Что же до надежности, то один из основных постулатов механики гласит — тем она выше, чем меньше в агрегате деталей. С этой точки зрения «ротор» вообще должен был быть идеален.
Увы, еще первые натурные опыты показали: у РПД масса недостатков, не характерных для поршневых моторов. Так, он не лишен вибраций, которые «обеспечивает» планетарная схема движения ротора, — вокруг центра масс всего корпуса он вращается с эксцентриситетом, то есть вызывая колебания. Не они ли вызывали вибрации уплотнительных пластин, на сленге «ножей», располагающихся на вершинах треугольника-ротора и играющих роль поршневых колес? Так или иначе, а именно борозды, оставляемые этими деталями на внутренней поверхности камеры (поэтичные японцы назвали их метками от когтей дьявола), и вообще износ «зеркала цилиндра» стали тем, с чем прежде всего столкнулись инженеры. Говорят, первые РПД работали всего по несколько часов, а ресурс в четверо суток считался достижением. К появлению Ro 80, как говорилось ранее, его увеличили максимум до 50 тыс. км. Поршневые моторы отхаживали минимум в шесть-восемь раз больше... Поверхность хромировали, обращались к стальному покрытию, «вплавляли» стальную полосу, которую должны были обкатывать «ножи». Из последних технологий, которые достались уже RX-7 и RX-8, — керамическое напыление, позволившее увеличить ресурс до 150–200 тыс. км.
Совсем не оптимальным оказался РПД с точки зрения смесеобразования. Сферическая камера поршневых моторов едва ли не идеальна для смешивания бензина с воздухом и подачи этого состава к свечам зажигания. А тут получается узкая серповидная полость, где горючая смесь эффективно сгорает только в небольшом объеме, возле свечей, которых нужно две. Вдобавок фаза перекрытия впускного и выпускного окон получается достаточно широкой — выхлопные газы попадают на впуск. Способны газы прорываться и между полостями, где происходят различные такты. К тому же специальные форсунки на такте впуска подают масло в камеры сгорания — для смазки ребер ротора и поверхности статора. Вкупе, несмотря на рециркуляцию выхлопных газов (EGR) и катализаторы, это обуславливает высокую токсичность отработавших газов — только двигатель RX-8 довели до норм Евро-4. И высокий расход топлива с моторным маслом. Даже первые односекционные РПД объемом менее 500 «кубиков» потребляли более десяти литров бензина. Двухсекционный 1,3-литровый 13B да еще с турбонаддувом ест 14–20 л/100 км, и это не предел. Расход масла — около 300 г/1000 км, но он может вырастать, если увлекаться оборотами. Наконец, РПД еще и температурно нагружен — из-за большой площади контакта камеры сгорания с горящей смесью и выхлопными газами. Правда, это компенсируется достаточно емкой (порядка десяти литров) системой охлаждения.
К появлению RX-8 двухсекционный 13B-REW доработали. Получилось то, что было названо Renesis (от английского rotary engine genesis). Само собой, распределенный впрыск топлива — о шести форсунках. Отсутствие турбонаддува, две версии мощностью в различных спецификациях от 192 до 250 л.с. и раскрутка до 9000 об/мин. Главное — выпускные окна, ранее располагавшиеся на стенках камеры, переехали на боковую поверхность, что минимизировало фазу перекрытия. Кроме того, стала сложнее и эффективнее система впускных магистралей. В ней есть длинные и короткие трубопроводы, по четыре окна на секцию, клапаны в тракте и эффект резонансного наддува. У наиболее мощных версий по шесть впускных окон в каждой секции.
К сожалению, все модернизации, что инженерные, что «металлургические», не изжили проблем, чье наличие тесно связано с принципом работы РПД. Скажем, если расход топлива и можно сократить, колдуя над впуском-выпуском, то от расхода масла никуда не деться. А как еще здесь смазывать пары трения? Наверняка что ни делай, останутся проблемы с экологией — из-за того же масла и более «горячего» выпуска, когда в тракт поступает еще горящая смесь. И вряд ли удастся как-то значительно увеличить ресурс мотора. Во всяком случае, все современные технологии нанесения на зеркало цилиндра обычных моторов различных покрытий не привели к «ресурсной революции». Вообще странно, что в 2003 году Renesis был признан лучшим двигателем в мире (по версии журнала Engine Technology International). Хотя критерии отбора там своеобразные, далекие от особенностей эксплуатации, от надежности и пробега до «капиталки».
Поэтому и странно на Токийском моторшоу было услышать заявления представителей Mazda — роторный двигатель будет. Для него уже готова «оболочка».
А что ждет покупателя и обладателя «ротора» в наших реальных условиях, когда машина приобретается в Японии либо уже после местной эксплуатации? Пробег в этом случае имеет решающее значение. Ведь при несоблюдении элементарных правил — да, для роторного мотора более жестких, чем для традиционного — ресурс может снижаться в 1,5–2 раза. Так что покупка машины, близкой к 100 тысячам, даже в Японии, даже без тюнинга — та еще лотерея. Из плюсов, если не принимать во внимание экзотичность роторной Mazda, — сочетание мощности и объема, то есть «кубиков», за которые придется платить таможенную пошлину. Модель с обычным в 200–250 «лошадок» двигателем обойдется значительно дороже.
Выбирая же машину в России, стоит сделать ей диагностику. Первое, на что надо обращать внимание — это компрессия, которая не должна быть ниже 6,5–7 атм. Второй момент — расход масла. Если его нет, вышли из строя масляные форсунки. Двигатель или отдельные секции — на выброс.
Нужно отметить, ремонт РПД возможен. В России даже научились восстанавливать неглубокие (до 1 мм) царапины в керамическом покрытии (около 100–120 тыс. руб. с заменой уплотнителей и резинок). Но для того, чтобы не проспать момент, когда такой ремонт возможен, надо периодически проверять компрессию. Например, при замене свечей — это раз в 10 тыс. км. Масло, кстати, здесь меняется через 5 тыс. км, и это тот случай, когда лучше обратиться к специализированному продукту.
В запущенных ситуациях восстановление агрегата может быть нецелесообразно. Одна секция стоит 90 000 руб. Столько же — ротор. Вместе с работой и мелкими деталями-резинками цена ремонта может быть и полмиллиона, и больше. Не дешевле обойдется двигатель в сборе. Другой вариант — мотор, восстановленный за рубежом. В той же Америке лет десять назад появилось целое предприятие, занимающееся реинкарнацией РПД. Но и тогда вряд ли можно уложиться в 400 000 руб. При том что, скажем, RX-8 в возрасте 10–12 лет удастся приобрести за 300–500 тыс. руб. Цена купе 2008–09 гг. выпуска доходит до 650–700 тыс. руб. И только машины последних двух лет выпуска могут стоить под миллион. Так что же делать? Ставить «джей зет» — хоть 2,5-, хоть трехлитровый. Разумеется, с ним у автомобиля будет другая развесовка, изменится управляемость, Mazda потеряет частичку своей души. Впрочем, не выбрасывать же сам автомобиль, который и помимо самобытного двигателя обладает любопытными качествами.