Роторно-поршневые двигатели: Ловкость рук, или?
Чтобы обычный одноцилиндровый четырехтактный двигатель завершил термодинамический цикл, коленвал должен провернуться на 720°, или на два полных оборота. С РПД все немного иначе. Для совершения полного четырехтактного термодинамического цикла на одной грани ротора, односекционному РПД нужно не 720°, а 1080° – три оборота эксцентрикового вала. Недостаток? Отнюдь нет. Ведь за это время отработают (совершат полный термодинамический цикл) все три камеры (грани ротора) одной секции, а не один поршень!
В двухсекционном варианте, из-за смещения шеек эксцентрикового вала, за означенный период отработают уже 6 граней! Но поскольку РПД сравнивают с агрегатом отрабатывающим цикл на цилиндр за два оборота (720°), то принято считать только четыре камеры – «как бы цилиндры».
А это означает, что (эквивалентный) рабочий объем (на примере Mazda 13B) составит: 654 см3 (объем одной камеры) х4 (отработавшие камеры) = 2,6 литра! Путем таких несложных манипуляций, wankelmotor предстает в ином свете: двигатель соответствующий по мощности обычным поршневым собратьям аналогичного размера, но в маленьком «тельце».
Узнай правду, Люк…
Однако был еще один подход, которого, к слову, изначально придерживались даже создатели «ванкельмотора» из NSU. С их точки зрения моторы с камерами по 125 см3, классифицировались как 375 кубовые. Соответственно проектируемые моторы с камерами в 500 см3 в NSU считались 1,5-литровыми в односекционном, и трехлитровыми в двухсекционном вариантах.
В данном случае создатели РПД использовали для подсчета так называемый термодинамический объем (позже описанный в SAE J1220). Который, на примере уже знакомого нам двухсекционного РПД Mazda 13B, будет составлять: 6 камер, умноженные на объем каждой из них (654 см³) = аж 3,9 литра! Это число отражает полный воздухообмен двигателя за время завершения цикла всеми его камерами за 1080°.
Джордж Фредерик Лейдорф мл., инженер American Motors: рабочий объем РПД больше, чем принято думать. При расчетах необходимо учитывать все его камеры на протяжении их полных рабочих циклов. В двигателе Ванкеля для этого требуется три оборота выходного вала, а не два, как у четырехтактного поршневого агрегата. За это время все три камеры каждого ротора завершают четырехтактный цикл. Это значит, что все они должны учитываться при подсчете рабочего объема!
Разумеется, подобные расчеты никогда официально не признавались производителями РПД, в те годы предпочитающими считать геометрический объем лишь по одной камере каждой секции. Так что неудивительно, что столь радикальная разница методик вызывала оживленнейшую дискуссию в моторном мире! Особенно актуальную для таможенников и налоговых органов, а также в автоспорте.
Поэтому еще в 1964 году Международная спортивная комиссия приняла решение рассчитывать рабочий объем (разница максимального и минимального объема рабочих камер) по специальной формуле: Vh = 2Vk * i. Где Vh – рабочий объем, Vk – объем камеры сгорания, i – количество секций. Такое решение призвано было удовлетворить «и ваших и наших». С тех пор объем РПД принято считать по двум камерам каждой секции. Это так называемый «приведенный рабочий объем».
Однако в обычной эксплуатации не имеет значения каким способом подсчитана кубатура двигателя. Владельцу, скорее, важны мощность, ресурс и экономичность. Как раз с последними двумя характеристиками, по общепринятому мнению, у РПД были большие проблемы! Но после того, как японцам удалось победить в самом престижном автоспортивном марафоне – 24-часах Ле-Мана, фанаты получили неоспоримые доказательства того, что и с этими параметрами у «ротора» полный порядок.
Счет, как говорится, на табло: 23 июня 1991 года, Mazda 787B, оснащенная 2.6-литровым четырехсекционным «ротором», одолела пятилитровые наддувные Mercedes-Benz C11, и Jaguar XJR-12, с атмосферным мотором V12 на 7 литров! После победы машину доставили в Йокогаму, где, при большом стечении прессы, разобрали. К немалому изумлению собравшихся выяснилось, что ресурса R26B хватило бы еще на один марафон.
Узнать подробнее о пути Mazda к победе в Ле-Мане вы можете уже сейчас. Статья доступна на сайте Autoracingworld по этой ссылке.