Роторные автомобили СССР: как работал двигатель необычных Жигулей
Музейный разрез ВАЗ-311 и заводская хроника помогают разобраться в трёх рабочих камерах, индексах машин и датах первых партий.
В СССР роторно-поршневой двигатель ставили на опытные автомобили и машины небольших партий. У ВАЗа такими стали, в частности, ВАЗ-21018 с односекционным мотором ВАЗ-311 и ВАЗ-21019 с двухсекционным ВАЗ-411. За привычным кузовом «Жигулей» скрывался иной способ превратить давление газов во вращение вала.
Историю этих машин часто пересказывают как рассказ о секретных «догонялках». Заводские материалы показывают более широкую программу: новые технологии изготовления, опытную эксплуатацию у работников предприятия и в ГАИ, разработки для разных видов транспорта. Разобраться помогают устройство мотора, точные индексы и даты, к которым относятся цифры выпуска.
Как ротор выполняет четыре процесса двигателя
У двигателя типа Ванкеля трёхгранный ротор движется внутри корпуса сложного профиля. Между каждой его гранью и стенкой корпуса находится рабочая камера. Когда ротор меняет положение, камеры перемещаются и меняют объём. Это даёт возможность последовательно впустить смесь, сжать её, получить расширение после сгорания и удалить отработавшие газы.
В техническом буклете Mazda 2017 года, на печатных страницах 5–8, этот принцип сопоставлен с поршневым двигателем. У поршневого мотора процессы проходят в одном цилиндре. У роторного рабочая камера переносится вдоль корпуса, встречая на своём пути разные участки рабочего цикла.
Три камеры и четыре процесса описывают разные вещи. Число граней ротора не превращает двигатель в «трёхтактный». Каждая камера проходит полный цикл. Ещё одно различие — обороты: в описанной схеме одному обороту ротора соответствуют три оборота выходного эксцентрикового вала. Поэтому обороты двигателя и вращение самого ротора нельзя подставлять друг вместо друга.
На музейном разрезе ВАЗ-311 хорошо видны ротор, окружающий его корпус и свободные пространства у граней. Это удобнее для первого знакомства, чем внешний вид собранного двигателя: навесное оборудование закрывает основную рабочую геометрию.
Зачем такой двигатель понадобился «Жигулям»
Роторная схема привлекала конструкторов компактностью и возможностью получить мощность в небольшом объёме агрегата. У неё нет возвратно-поступательного движения обычных поршней с шатунами; впускные и выпускные окна открываются движущимся ротором. При этом двигателю по-прежнему нужны системы питания, зажигания, охлаждения и смазки. Маленькая рабочая часть не означает простой автомобиль целиком.
В книге Р. А. Киселевой «Борис Поспелов», выпущенной в Тольятти в 2006 году в проекте корпоративной истории АВТОВАЗа, описан и менее известный мотив. В начале 1970-х ротор рассматривали как одно из направлений работы над снижением токсичности выхлопа. Это было ожидание от перспективной конструкции; фактические выбросы конкретной машины определяются её двигателем и системой питания.
Хроника книги разделяет этапы: 18 апреля 1974 года появился приказ ВАЗа о создании СКБ РПД под руководством Бориса Поспелова; в 1976 году изготовили экспериментальные ВАЗ-311; в конце 1978-го дошли до первой товарной партии автомобилей. Между замыслом и машиной для эксплуатации лежали испытания и создание производственной базы.
Установка нового агрегата в знакомый кузов позволяла исследовать его в автомобиле уже освоенного семейства. На общем виде моторного отсека видны радиатор, патрубки, карбюратор и электрика. Сама форма седана рассказывает об устройстве двигателя гораздо меньше. История исходного семейства продолжается в обзоре ВАЗ-2101 и его модификаций.
Как читать ВАЗ-311, ВАЗ-411 и индексы автомобилей
ВАЗ-311 — обозначение двигателя, ВАЗ-21018 — автомобиля. Сходная запись с буквами ВАЗ не делает эти номера взаимозаменяемыми. Для исторического описания нужны оба: какой кузов получил какой агрегат.
| Мотор | Автомобили и мощность по заводской истории |
|---|---|
| ВАЗ-311 | Одна секция; мотор для ВАЗ-21018. В таблице книги указаны 70 л.с. |
| ВАЗ-411 | Две секции; семейство моторов для ВАЗ-21019. В таблице указаны 120 л.с. Там же назван ВАЗ-21059. |
Таблица на печатных страницах 122–123 книги составлена С. Ф. Мясищевым, главным конструктором тольяттинского КБ РПД. У неё есть важные служебные колонки: начало работ и состояние разработки к моменту прекращения работ. Дата из первой колонки не является автоматически датой выпуска первого товарного автомобиля.
С модификациями тоже нужна аккуратность. Обозначение семейства в сводной таблице не заменяет паспорт двигателя определённого экземпляра. История специальной «пятёрки» и её отличий от раллийной машины разобрана отдельно в материале о ВАЗ-2105, ВАЗ-21059 и VFTS.
Какие партии относятся к СССР, а что появилось позже
Для ВАЗ-21018 книга воспроизводит докладную записку руководства завода: в IV квартале 1978 года изготовили первую товарную партию — 51 автомобиль. Хроника также отмечает первую опытно-промышленную партию ВАЗ-21019 с ВАЗ-411 в апреле 1980 года. Эти записи относятся именно к советскому периоду.
С переднеприводными машинами особенно легко перескочить через границу эпох. В сводной таблице начало работ по ВАЗ-414 для ВАЗ-2108 и «Таврии» отнесено к 1987 году, а состояние разработки обозначено как опытные образцы. У ВАЗ-415 стоит 1993 год начала работ. Указание на советские корни программы не переносит последующие разработки назад во времени.
Поэтому фотографию роторной «Самары» полезно сопровождать датой и индексом агрегата. Семейство кузова могло родиться в СССР, а показанный двигатель и конкретная комплектация — значительно позже. Общую историю переднеприводного автомобиля можно прочитать в обзоре ВАЗ-2108.
Почему уплотнения и технология оказались такими важными
Рабочие камеры должны сохранять разделение при движении ротора. Давление газов, нагрев и контакт деталей превращают уплотнения в одну из ключевых задач конструкции. Вершины ротора проходят вдоль рабочей поверхности корпуса, а боковые поверхности требуют собственного уплотнения. Здесь важны геометрия, материалы, качество поверхности и условия смазки.
История разработки Cosmo Sport у Mazda показывает, насколько серьёзной могла быть эта задача: ранним двигателям мешали следы вибрационного износа на внутренней поверхности корпуса. Японские конструкторы меняли конструкцию и материалы уплотнений. Этот пример объясняет сложность класса двигателей; конкретные материалы Mazda не следует приписывать советскому ВАЗ-311.
У советского проекта была собственная производственная работа. На странице 75 книги о Поспелове перечислены обработка трохоидной поверхности, изготовление канавок и деталей уплотнений, освоение никель-керамического покрытия статоров. За компактным агрегатом стояли станки, технологические процессы и испытательная база.
Опытная эксплуатация выявляла проблемы уже у владельцев. На странице 44 книги приведена история обращений работников ВАЗа в 1980–1981 годах с жалобами на повторяющиеся дефекты автомобилей. Поэтому рассказ о первой партии важен и как история доводки: товарная машина ещё требовала серьёзной инженерной работы.
Буклет Mazda также отделяет проблемы рабочих уплотнений от попадания масла в камеру сгорания на раннем этапе разработки. Система смазки и маслосъёмные уплотнения влияют на поведение двигателя вместе с остальной конструкцией. Единую цифру ресурса или расхода масла для всех роторных ВАЗов из этих общих принципов получить нельзя.
Что подтверждено о ведомствах и количестве машин
Репутация ведомственной техники имеет документальную основу. В приведённой заводской докладной о первой партии разрешённые получатели названы прямо: работники ВАЗа и ГАИ МВД СССР для опытной эксплуатации. Это одновременно показывает гражданских владельцев и испытательную задачу служебных машин. Приписывать каждому сохранившемуся автомобилю службу в КГБ по одному типу двигателя было бы неверно.
В той же хронике к 1 июля 1979 года отмечено уже 265 собранных ВАЗ-21018. Числа 51 и 265 описывают разные даты учёта: первую товарную партию и последующий накопленный результат. Складывать их как независимые тиражи не нужно. План следующего выпуска также следует отделять от подтверждённого количества собранных машин.
Позднейшие варианты использовали в специальных разработках, но перечень получателей всей программы не устанавливает биографию отдельного седана. Для неё нужны документы на машину, сведения о передаче и история эксплуатации. Такой подход сохраняет интерес к редкой технике без обязательного сюжета о погонях у каждого экземпляра.
Что можно увидеть у сохранившегося роторного автомобиля
Для первого знакомства полезны три уровня осмотра. Общий вид кузова показывает семейство автомобиля. Моторный отсек — состав установленного агрегата и навесного оборудования. Музейный разрез позволяет увидеть ротор и внутреннюю рабочую поверхность, которые у собранной машины закрыты.
У фотографии важна точность подписи. Если автор указал лишь «роторный двигатель ВАЗ», по снимку нельзя произвольно назначить ему индекс 415, год изготовления или конкретное ведомство. У музейного ВАЗ-311 табличка называет число секций и мощность. Эти сведения помогают прочитать конкретный экспонат; параметры другого исполнения нужно проверять по его документации.
История роторных «Жигулей» становится понятнее, когда рядом оказываются устройство, заводская хронология и реальный предмет. По корпусу и ротору виден принцип двигателя; по двум индексам — связь агрегата с автомобилем; по датированной записи — конкретный этап производства. Так редкая машина получает проверяемую историю, которая интересна и без неподтверждённых рекордов.
Современная редакционная иллюстрация по фотографии музейного ВАЗ-311. Сохраняет узнаваемую форму ротора и корпуса; архивной фотографией или заводским установочным чертежом не является. Иллюстрация создана с GPT Image по фотографиям: U51N433 (фото-референс, CC BY 4.0). Иллюстрация распространяется на условиях CC BY-SA 4.0.
