«Ротор»
из Хиросимы

История роторных моторов Mazda

Полстолетия назад небольшая компания Toyo Kogyo из Хиросимы, предлагающая свою продукцию под брендом Mazda, пошла на отчаянный шаг. Японцы решились выпускать машины с необычным двигателем Ванкеля, перспективы которого были туманны, как восход солнца в вишневой роще. Глядя на обводы нового концепта RX-Vision, мы вспомнили историю роторных «Мазд», на долгие годы ставших визитной карточкой марки.

Наладить выпуск легковых машин президент Toyo Kogyo Дзудзиро Мацуда задумывал еще к 1940-му году, однако этим планам помешала Вторая мировая война.

К середине XX века компания хоть и собирала маленькими партиями трехколесные грузовички, но по большей части специализировалась на продукции из пробкового дерева, и мечту Дзудзиро осуществил уже его сын – Тенуджи Мацуда, сменивший отца в 1951 году.

Первая легковушка Toyo Kogyo появилась девять лет спустя – это был кей-кар R360 с двухцилиндровым мотором, а также двух- и четырехдверки Carol 360 и Carol 600. Именно тогда начались «золотые шестидесятые» японской экономики, хотя дела в автомобильной индустрии еще оставляли желать лучшего: внутренний рынок находился в очень уязвимом состоянии и местные власти активно обсуждали меры его защиты от наплыва иностранной продукции.

История роторных моторов Mazda
Mazda R360

В ходу была идея объединения множества японских производителей в три-четыре конгломерата, и у Toyo Kogyo, казалось, было всего два выхода – отказаться от машин и продолжать обрабатывать пробку или быть «съеденной» более крупной рыбой вроде «Тойоты» или «Датсуна».

Ни первый, ни второй вариант Тенуджи Мацуду не устраивал, и он решил сделать ставку на технологии, которых не было бы у конкурентов. R360 и Carol неплохо продавались, но были самыми обычными автомобилями своего времени, а компания нуждалась в чем-то уникальном. Но в чем?

Ответ был найден на другом конце света. В 1959 году Мацуда услышал о роторно-поршневом двигателе, разработкой и усовершенствованием которого занимался Феликс Ванкель вместе с немецкой компанией NSU Motorenwerke AG. Такой двигатель обладал достаточно простой конструкцией, небольшим весом и высокой отдачей при малом объеме. Кроме того, ему были присущи тишина и низкий уровень вибраций, благодаря минимальному количеству подвижных компонентов.

История роторных моторов Mazda. Фото 1
Первый в мире серийный автомобиль с роторно-поршневым двигателем Ванкеля – родстер NSU Spider
История роторных моторов Mazda. Фото 2
Немецкий инженер-самоучка Феликс Ванкель получил первый патент на роторно-поршневой двигатель в 1929 году. Разработка мотора началась в начале 50-х годов компанией NSU, а первый рабочий прототип был представлен в 1957 году. В двигателе Ванкеля применяется трехгранный ротор, имеющий форму треугольника Рёло, который вращается внутри цилиндра особой овальной формы, образуя камеры сгорания. Ротор при помощи зубчатых колес приводит в действие эксцентриковый вал, выполняющий три оборота и три полных рабочих хода за один оборот ротора. Впуск и выпуск осуществляются через специальные каналы в стенках цилиндра, открывающиеся и закрывающиеся во время вращения ротора.

В начале 1960 года Мацуда посетил предприятие NSU в Неккарзульме, изучил потенциал мотора и понял – это именно то, что он искал.

За лицензию на использование и совершенствование конструкции немцы получили 280 миллионов иен (около 800 тысяч долларов по курсу того времени) и вскоре «Мазда» сформировала команду из 47 самых перспективных молодых инженеров, получивших от коллег прозвище «47 ронинов» (по аналогии с японским народным преданием). Перед ними была поставлена задача создать собственный мотор на основе двигателя Ванкеля, который бы подошел для массовых автомобилей.

Уже тогда было известно о несовершенстве апексов – уплотнений вершин ротора, обеспечивающих герметичность камеры сгорания. Высокий уровень температур и трения, возникающего между апексами и стенками камеры, не сулили двигателю долгой жизни и требовали много масла. На внутреннем покрытии оставалась глубокие борозды, прозванные в компании «дьявольскими царапинами».

Производительность мотора угасала на глазах – первые прототипы «сдувались» уже после 200 часов испытаний. На работы по доводке и тестированию первого мотора ушло около двух лет, за которые в бесполезный металлолом были превращены сотни, а может и тысячи экспериментальных агрегатов.

Скептически к новой технологии отнесся даже главный инженер Toyo Kogyo Кеничи Ямамото, а ее доводка потребовала от маленькой компании немаленьких ресурсов. Поговаривали, что суровому и непоколебимому Мацуде приходилось буквально раскланиваться и лебезить перед инвесторами, выпрашивая средства на продолжение проекта.

История роторных моторов Mazda. Фото 3

Устраняя врожденные проблемы двигателя, японцам пришлось придумать новую конструкцию апексов с пружинящим механизмом, а в качестве материала для уплотнителя стенок камеры выбрать самосмазывающийся пирографит с вкраплением алюминия. Это позволило увеличить ресурс мотора до 100 тысяч километров, и к середине 60-х годов Toyo Kogyo была готова к запуску в серию своей первой роторной машины.

Использовать инновационный двигатель решили на автомобиле, разработанном «с нуля». Им стало маленькое купе Cosmo Sport (экспортный вариант назывался 110S), дебютировавшее весной 1967 года в Токио. Название модели, появившейся в самый разгар «Космической гонки», намекало на применение в ней самых передовых технологий.

История роторных моторов Mazda. Фото 4
Mazda Cosmo Sport

Купе укомплектовали двухсекционным 982-кубовым мотором, работающим с четырехступенчатой «механикой». Сперва двигатель развивал 110 лошадиных сил, однако затем его отдачу увеличили до 130 сил. Разгон с места до 96 километров занимал у Cosmo Sport менее девяти секунд, а максимальная скорость превышала 185 километров в час. За маленьким «Космо» с легким мотором не могли угнаться многие американские одноклассники с громоздкими V8.

Еще одним явным преимуществом двигателя был его рабочий объем, не превышавший одного литра, что освобождало покупателей от выплаты повышенного транспортного налога в Японии.

Чтобы доказать надежность мотора, японцы выставили Cosmo Sport на 84-часовой гонке на немецком Нюрбургринге, и одна из двух машин, подвергшихся незначительной модернизации, заняла четвертое место в общем зачете, уступив лишь двум Porsche 911 и Lancia Fulvia.

История роторных моторов Mazda. Фото 5
История роторных моторов Mazda. Фото 6
«Мазды» с двигателем Ванкеля не раз занимали призовые места в различных гоночных соревнованиях. Самую выдающуюся победу одержал 700-сильный спортпрототип 787B, в 1991 году занявший первое место в общем зачете «24 часов Ле-Мана». Британский пилот Джонни Херберт от переутомления даже не смог подняться на подиум, а вот роторный мотор выдержал. Mazda 787B стала первой и последней японской машиной, занявшей первое место в суточном марафоне, и единственной с двигателем такого типа.

Тем не менее, машина пользовалась невысокой популярностью из-за своей цены, превышавшей полтора миллиона иен — с 1968 по 1972 год первая роторная «Мазда» разошлась тиражом в 1,2 тысячи экземпляров.

Сразу же после появления Cosmo Sport японцы задумались о применении нового мотора на более доступном автомобиле — дефорсированный до 100 лошадиных сил двигатель решили использовать на двухдверной версии семейства Familia.

Роторная «Фамилия», стоившая 660 тысяч иен, выходила владельцу существенно дороже модификации с обычным двигателем, но почти втрое дешевле Cosmo Sport. Покупателей даже не отпугнул высокий расход топлива (около 12 литров на 100 километров), и в 1968 году только в одной Японии Familia Rotary Coupe приобрели 7 тысяч человек, а к 1970-му ежегодные продажи перевалили за 30 тысяч. В том же году роторная Mazda Familia вошла в число первых моделей, которые Toyo Kogyo начала официально поставлять на североамериканский рынок.

В США к тому моменту как раз приняли «Закон о чистом воздухе», обязывающий автопроизводителей к 1975 году существенно уменьшить содержание угарного газа, углеводорода и оксидов азота в выхлопах своих машин. Требования по снижению уровня последних соединений вызвали панику у многих компаний, так как процесс уменьшения уровня NOx являлся самым сложным и дорогостоящим.

Тут-то все и вспомнили о роторных моторах, которые были очень «щедры» на углеводород, но отличались значительно меньшими выбросами оксида азота, уровень которых, во-многом, зависит от температур в камере сгорания. В роторном моторе они значительно ниже, чем у стандартных ДВС.

Таким образом, роторные «Мазды» не требовали значительных модификаций, чтобы использоваться после 1975 года, а проблему лишнего углеводорода японцы решили при помощи термического дожигателя отработавших газов, впрыскивающего воздух в выхлопной поток для увеличения степени сгорания смеси.

Так двигатель Ванкеля стал главным козырем японской компании в ее стратегии на американском рынке. В 1972 году четыре из пяти «Мазд», проданных в США, имели роторный мотор, а к моменту вступления в силу «Закона о чистом воздухе» японцы планировали довести долю таких машин до ста процентов.

Роторные модификации появились у купе Luce, моделей Capella (RX-2) и семейства Savanna (RX-3), ставших первыми в истории машинами с двигателем Ванкеля и автоматической коробкой передач.

В 1973 году интерес к новому типу двигателя достиг своего пика. Даже General Motors каждые шесть месяцев перечисляла на счет NSU по 5 миллионов долларов, чтобы оплатить лицензию на использование роторных технологий (общая стоимость лицензии составила 50 миллионов долларов).

Собственные разработки в этой области вели Nissan и Toyota, а Ford пытался всеми силами выкупить пакет акций «Мазды», чтобы получить прямой доступ к технологиям. Впрочем, после того, как японцы дали понять, что роторный мотор никогда не станет частью сделки, переговоры быстро зашли в тупик. В то время как остальные производители находились лишь на стадии экспериментов, Mazda выпустила уже 600 тысяч роторных машин.

Однако не все было так гладко. Ахиллесовой пятой двигателей Ванкеля была высокая прожорливость и взлетевшие во время нефтяного кризиса 1973 года цены на горючее сильно поубавили к нему интерес.

Американцев и японцев больше не интересовали неэкономичные автомобили. В 1974-м производство роторных «Мазд» сократилось в два раза – с 239 до 118 тысяч экземпляров. К слову, компания больше никогда не выпускала более 100 тысяч таких машин в год.

Впрочем, несмотря на топливное эмбарго, Mazda в 1974 году даже представила первый и последний в истории роторный пикап – REPU (Rotary Pickup), построенный на базе модели B-Series. Он был одной из первых «Мазд», где применили двухсекционный 1302-кубовый мотор 13B, ставший основой для всех последующих роторных двигателей, производимых компанией в течение более чем 30 лет.

История роторных моторов Mazda. Фото 7
Mazda Rotary Pickup (REPU)

110-сильный грузовичок не мог похвастаться выдающимися тяговыми характеристиками — недостаток крутящего момента был слабым местом всех моторов такого типа, — однако на шоссе вполне мог посоревноваться с масл-карами того времени. Ротор раскручивался до семи тысяч оборотов в минуту, позволяя пикапу набирать «сотню» менее чем за 11 секунд — быстрее базового «Мустанга» тех времен.

С 1974 по 1978 год было выпущено 15 тысяч таких пикапов, и они по сей день пользуются популярностью у американских автомобильных энтузиастов.

У себя на родине Mazda и вовсе предлагала уникальный автомобиль: первый и последний в истории роторный автобус – Parkway Rotary, построенный на базе грузовика Titan.

История роторных моторов Mazda. Фото 8
Mazda Parkway Rotary 26

Модель, оснащенная 135-сильным мотором, показала, что двигатель Ванкеля подходит не только для легковых машин. Роскошный автобус, предлагавшийся с 26- или 13-местным кондиционируемым салоном, отличался особенно мягкой и тихой ездой с минимумом шума и вибраций. С 1974 по 1978 год было выпущено 44 таких машины, из которых до наших дней сохранилось только четыре.

Тогда же, в конце семидесятых, дебютировала самая массовая в истории роторная модель — купе RX-7, выпускавшееся с 1978 по 2002 год. За это время модель успела сменить три поколения и разойтись тиражом свыше 811 тысяч машин.

Первое поколение купе предлагалось с 1,1-литровым мотором мощностью 130 лошадиных сил, отдачу которого в 1983 году повысили до 165 сил за счет турбонагнетателя. Финальная версия третьего поколения RX-7 оснащалась уже 1,3-литровым 280-сильным твин-турбо агрегатом, позволявшим купе разгоняться с нуля до ста километров в час за 5,3 секунды.

Особняком стояло купе Eunos Cosmo, появившееся в 1990 году и ставшее идеологическим последователем оригинального Cosmo Sport. В двухдверке применили двухлитровый двигатель с тремя секциями и двумя турбинами – самый объемный и мощный серийный агрегат такого типа в истории.

Двигатель, развивавший 280 лошадиных сил и 380 Нм крутящего момента, сочетался с четырехступенчатым «автоматом». Купе могло набирать «сотню» за 6,2 секунды, а максимальная скорость составляла 255 километров в час.

Mazda Eunos Cosmo имела действительно космическое оборудование для своего времени. Она стала первой в мире машиной, получившей привычную систему GPS-навигации и цветной сенсорный дисплей, через который осуществлялось управление климатической установкой, мобильной связью и аудиосистемой. Впрочем, соответствующей была и стоимость. За шесть лет нашлось всего восемь тысяч желающих заполучить японскую двухдверку по цене большого «Мерседеса» или «Ягуара».

История роторных моторов Mazda. Фото 9
Mazda Eunos Cosmo

Последней серийной роторной «Маздой» стала четырехдверка RX-8, появившаяся в 2003 году. Ее оснастили 1,3-литровым двухсекционным роторным мотором нового поколения (RENESIS), выдававшим от 190 до 250 сил. Сразу после своего дебюта агрегат, ставший компактней, легче и производительнее, удостоился звания «Лучшего двигателя года», а в 2004-м RX-8 заслужила звание «Автомобиль года в Японии».

В первый же год было продано свыше 60 тысяч экземпляров модели, однако впоследствии продажи RX-8 только падали. В Европе спорткар продержался до 2009 года и был выведен с рынка из-за невозможности модернизации мотора под экологический стандарт «Евро-5», а последний на сегодняшний день серийный роторный автомобиль сошел с конвейера в Японии летом 2012 года.

История роторных моторов Mazda. Фото 10
Mazda RX-8 и Mazda Cosmo Sport

Впрочем, вскоре глава «Мазды» Такаши Яманучи заявил, что компания не собирается сворачивать дальнейшие разработки в области роторных моторов. И не обманул – японцы продолжают гнуть свою роторную линию.

На открывшемся 28 октября моторшоу в Токио дебютировало концептуальное спорткупе RX-Vision, которое японцы называют «будущим компании, которое когда-нибудь станет настоящим». Подробностей о переднемоторном заднеприводном прототипе ничтожно мало, но главное, что у него роторный двигатель SkyActive-R нового поколения и легендарное сочетание букв «RX» в названии.

Поговаривают, что агрегат может стать частью гибридной силовой установки спорткара, который появится в 2017 году – в честь 50-летия первого «Космо». Сможет ли Mazda вновь вдохнуть жизнь в двигатель Ванкеля? Полвека назад ей это удалось. \m