Арманға жету үшін сынақ жүргізу: Ванкелден HCCI қозғалтқышына дейін

Айналмалы қозғалтқыш жапондық Mazda брендінің қазіргі жағдайға айналуына қалай көмектесті

Wankel қозғалтқышының алғашқы жұмыс прототипі жасалғаннан кейін 60 жыл өткен соң, оны Mazda іске қосқаннан кейін 50 жыл өткен соң және компанияның функционалды HCCI қозғалтқышын жасағаны туралы ресми мәлімдемесі осы бірегей қозғалтқыштың тарихына оралуға мүмкіндік береді. жылу қозғалтқышы.

Mazda енді HCCI режимдерінде кең жұмыс диапазонында жұмыс істейтін қозғалтқышты - немесе біртекті араластыру және қысу тұтануының сәтті болғанын жасырмайды және мұндай қозғалтқыштың сериялық өндірісін 2019 жылдан бастап бастауды жоспарлап отыр. Mazda әрқашан автомобиль қауымдастығын таң қалдыра алатыны таңқаларлық емес. Бұл мәлімдеменің қайнар көздерін табу үшін брендтің тарихи жылнамасына үстірт қараудың өзі жеткілікті. Соңғы уақытқа дейін жапондық компания Ванкель идеясының жалғыз және құлшыныспен тасымалдаушысы және Миллер циклінде жұмыс істейтін қозғалтқыштары бар автомобильдердің алғашқы өндірушісі болды (9 жылдан 1993 жылға дейін Mazda Xedos 2003, содан кейін Еуропада Mazda 2 деген атпен белгілі Demio).

Бұл жерде айта кету керек, күрделі толқынды қысу дизельді қозғалтқышы, каскадты, қос реактивті және бензин қозғалтқышына арналған мәжбүрлі айнымалы геометрия (Mazda RX-7-нің әртүрлі нұсқалары), 626-ші жылдардың аяғындағы 80 артқы осьті басқарудың белсенді жүйелері. жылдар бойы іске қосу жану процесі қолдау көрсететін бірегей i-Stop старт-тоқтату жүйесі және i-Eloop конденсаторлары арқылы энергияны қалпына келтіру жүйесі. Соңында, бұл Ле-Манның 24 сағатында жеңіске жеткен жалғыз жапондық өндіруші екенін ескеріңіз - әрине, Ванкельмен жұмыс істейтін көлікпен! Сәндеу тұрғысынан Luce, әйгілі Wankel Cosmo Sport, RX-7 және RX-8, MX-5 Roadster және Mazda 6 сияқты модельдер брендтің осы саладағы бірегейлігі туралы көп айтады. Бірақ бұл бәрі емес – соңғы жылдары Skyactiv қозғалтқыштары жану қозғалтқышының әлі көп жолы бар екенін ғана емес, сонымен қатар Mazda оны өз жолын көрсете алатынын көрсетті.

Біз қазан айының соңында Жапонияға Mazda-ның шақыруымен алдағы сапарымыздан кейін компания инженерлерінің дамуы туралы көбірек айтып береміз. Алайда, бұл мақаланың себептері тек жоғарыдағы тақырыпшадан ғана емес. Мазда жасаушыларының өздерінің HCCI қозғалтқышын құра алуының себептерін түсіну үшін, біз компанияның тарихына оралуымыз керек шығар.

Айналмалы қозғалтқыш Skyactiv-X негізі ретінде

160 шақырымдық маршрутты аяқтаған ультрамарафоншыдан стандартты 42 шақырымдық марафонды аяқтау кезінде қандай да бір қиындықтар туындайтынын сұраңыз. Ол оларды екі сағат бойы іске қоспауы мүмкін, бірақ ол өте лайықты қарқынмен кем дегенде тағы 42 сағат жүре алады. Осы оймен, егер сіздің компанияңыздың штаб-пәтері Хиросимада болса, онда сіз ондаған жылдар бойы айналмалы қозғалтқыш поршеньінің айналуының үлкен проблемаларымен күресіп, майлау немесе шығарындылар, толқын әсерлері және турбо зарядтау немесе әсіресе айнымалы блокпен орақ камерасының жану процестерімен жүздеген мәселелерді шешсеңіз. Wankel негізіндегі көлемді пайдалансаңыз, HCCI қозғалтқышын құру үшін әлдеқайда тұрақты негізге ие бола аласыз. Skyactiv жобасының ресми басталуы осыдан тура он жыл бұрын, 2007 жылы (Мерседес күрделі HCCI Diesotto қозғалтқышының прототипін енгізген жылы) берілді және сол кезде Wankel қозғалтқышымен жұмыс істейтін Mazda RX-8 әлі де өндірісте болды. Өздеріңіз білетіндей, жапондық компанияның инженерлері Skyactiv-R айналмалы қозғалтқыштарының прототиптерін жасау кезінде дәл HCCI жұмыс режимдерімен тәжірибе жасауда. Мүмкін, Mazda SPCCI (Spark Plug Conrolled Compression Ignition) немесе Skyactiv-X деп аталатын HCCI жобасына айналмалы бөлімнің де, бензин және дизель қозғалтқышы бөлімінің инженерлері де қатыстырылған, өйткені Skyactiv-D жану процесін дамытудың өзінде біз HCCI процесін дамытуға қатысқан адамдардың қолжазбасын тани алады. Skyactiav қозғалтқыштарының эволюциясы біртекті қоздыру және өздігінен тұтанатын қозғалтқышқа айналғанын Құдай біледі - Mazda инженерлері бұл тақырыпқа бұрыннан белгілі болды - бірақ бұл Ванкел қозғалтқышы әлі тірі болған кезде болған болуы мүмкін.

Айналмалы автомобильдерді өндірудің онжылдықтары, олардың көпшілігі жалғыз, Mazda-ға елеулі қаржылық қайтарым әкелмеуі мүмкін, бірақ ол сонымен бірге өзгермейтін рухты мойындауға, барлық мәселелердің шешімін табуға, керемет табандылыққа және нәтижесінде жинақтауға әкеледі. үлкен және өте баға жетпес тәжірибе. Дегенмен, Mazda-да өнімді жоспарлауға жауапты Киёси Фудзивараның айтуынша, Skyactiv жобасына қатысқан дизайнерлердің әрқайсысы Wankel қозғалтқышының рухына ие, бірақ әдеттегі қозғалтқышты жақсарту мүмкіндігіне айналады. Немесе дәстүрлі емес HCCI-де. «Бірақ құмарлық бірдей. Skyactiv-ті шындыққа айналдыратын ол. Бұл нағыз шытырман оқиға менің өмірімдегі ең үлкен қуанышқа айналды. Әрбір компания сату және ақша табу үшін көлік жасайтыны рас, - деп түсіндіреді Mazda-ның даму бөлімінің басшысы Сейта Канай, - бірақ маған сеніңіз, Mazda-дағы біз үшін, біз жасайтын көліктер де соншалықты маңызды. олар біздің жүрегімізде пайда болады және әр уақытта олардың құрылысы біз үшін романтикалық шытырманға айналады. Бұл процестің негізгі қозғаушы күші - біздің құмарлық. Ең жақсы болу - менің инженерлік романтика».

Жас жігіттің арманы

Мүмкін, 60-шы жылдары жақында шыққан бірінші Mazda көлігінің инженерлері Ванкел қозғалтқышында «өздерінің инженерлік романын» тапты. Өйткені айналмалы қозғалтқыш 17 жылы 1919 жасар неміс баласының арманынан дүниеге келген және оның есімі Феликс Ванкель. Ол кезде 1902 жылы Германияның Лар аймағында (Отто, Даймлер және Бенц дүниеге келген) дүниеге келген ол достарына армандаған көлігінің жартылай турбиналы, жартылай поршенді қозғалтқышы бар екенін айтты. Ол кезде ол поршеньді іштен жану қозғалтқыштары туралы әлі базалық білімге ие болмады, бірақ оның қозғалтқышы жұмыстың төрт циклін орындай алады деп интуитивті түрде сенді - поршеньді айналдырған кезде қабылдау, қысу, әрекет және шығару. Дәл осы түйсігі оны ұзақ уақыт бойы жұмыс істейтін айналмалы қозғалтқышты жасауға әкеледі, оны басқа дизайнерлер 16 ғасырдан бері сансыз рет сәтсіз сынап көрді.

Ванкельдің әкесі Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде қайтыс болды, содан кейін жас жігіт баспа өнімдерін сатып, көптеген техникалық әдебиеттерді оқыды. 1924 жылы 22 жасында айналмалы қозғалтқышты жасау бойынша шағын зертхананың негізін қалады және 1927 жылы «Die Drehkolbenmaschine» (айналмалы поршеньді машина) алғашқы сызбаларын жасады. 1939 жылы кемеңгер Авиация министрлігі айналмалы қозғалтқышта ұтымды астықты тауып, Гитлерге жүгінді, ол сол кезде жергілікті Гаулейтердің бұйрығымен түрмеде отырған Ванкельді босатуға және көлдегі тәжірибелік зертхананы жабдықтауға жеке бұйрық берді. Констанс. Онда ол BMW, Lillethal, DVL, Junkers және Daimler-Benz көліктерінің прототиптерін жасады. Алайда, Ванкельдің бірінші эксперименталды қозғалтқышы Үшінші Рейхтің аман қалуына көмектесу үшін тым кеш келді. Германия тапсырылғаннан кейін француздар Ванкельді түрмеге қамады - олар Фердинанд Поршемен бірдей жасады. Бір жылдан кейін Феликс босатылды және одан да өнімді кәсіп болмағандықтан айналмалы поршеньді қозғалтқыштар туралы кітап жаза бастады. Кейінірек ол инженерлік зерттеулердің техникалық институтын құрды және өнеркәсіптік пайдалану үшін айналмалы қозғалтқыштар мен компрессорларды жасаумен айналысты. 1951 жылы өршіл дизайнер NSU спорттық мотоцикл кафедрасының меңгерушісі Уолтер Фредті ынтымақтастыққа сендіре алды. Ванкель мен NSU өз күштерін алма тәрізді (трохоидты) камерасы және доғалы қабырғалы үшбұрышты поршені бар айналмалы қозғалтқышқа бағыттады. 1957 жылы қозғалтқыштың алғашқы жұмыс прототипі DKN атауымен жасалды. Бұл Ванкел қозғалтқышының туған күні.

60-жылдар: айналмалы қозғалтқыштың болашағы зор

DKM айналмалы қозғалтқыштың жай ғана арман емес екенін көрсетеді. Тұрақты дене түріндегі нақты практикалық Ванкел қозғалтқышы келесі KKM болып табылады. NSU және Wankel поршеньді тығыздау, ұшқынды позициялау, саңылауларды толтыру, пайдаланылған газдарды тазарту, майлау, жану процестері, материалдар мен өндірістік бос орындарға қатысты алғашқы идеяларды бірлесіп жүзеге асырды. Дегенмен көптеген мәселелер әлі де бар...

Бұл NSU-ға 1959 жылы болашақ қозғалтқышының жасалғанын ресми түрде жариялауға кедергі келтірмейді. 100-ден астам компания техникалық ынтымақтастықты ұсынады, оның ішінде Mercedes, Rolls-Royce, GM, Alfa Romeo, Porsche, Citroen, MAN және бірқатар машина жасаушылар лицензия сатып алады. Олардың арасында Мазда да бар, оның президенті Цуней Мацуда қозғалтқыштың үлкен әлеуетін көреді. NSU инженерлерімен бір мезгілде консультациялардан басқа, Mazda бастапқыда 47 инженерден тұратын Wankel қозғалтқышын дамыту бөлімін құруда.

The New York Herald Tribune Wankel қозғалтқышын революциялық өнертабыс деп жариялайды. Сол кезде NSU акциялары жарылып кетті - егер 1957 жылы олар 124 неміс маркасына сатылса, 1960 жылы олар ғарыштық 3000-ға жетті! 1960 жылы Ванкель қозғалтқышымен жұмыс істейтін алғашқы NSU Prinz III көлігі ұсынылды. Оның артынан 1963 жылдың қыркүйегінде бір камералы 500 cc қозғалтқышы бар NSU Wankel Spider шықты, ол екі жылдан кейін Германия чемпионатын жеңіп алды. Дегенмен, 3 жылы Франкфурт автосалонындағы сенсация жаңа NSU Ro 1968 болды. Клаус Люте құрастырған талғампаз седан барлық жағынан авангард болып табылады және оның аэродинамикалық пішіндері (80 ағын коэффициентінің өзі автомобильді бірегей етеді). өз уақытында) шағын өлшемді қос роторлы қозғалтқыш KKM 0,35 арқылы мүмкін болды. Трансмиссияның гидравликалық муфтасы, төрт дискілі тежегіші бар, ал алдыңғы бөлігі беріліс қорабының жанында орналасқан. Ro 612 өз уақытының әсерлі болғаны сонша, ол 80 жылы «Жыл көлігі» атағын жеңіп алды. Келесі жылы Феликс Ванкель Мюнхен техникалық университетінде PhD дәрежесін алды және Германиядағы ғылым мен техника жетістіктері үшін ең беделді марапат – Германия инженерлер федерациясының алтын медалін алды.

(ұстану)

Мәтін: Георгий Колев