Датой рождения роторно-поршневого двигателя считается 1957 год, когда на конференции Общества немецких инженеров состоялась презентация двигателя DKM 54. Это и был первый в мире роторный двигатель, созданный специально для применения в автомобилях. Авторами новой разработки выступили Феликс Ванкель и Вальтер Фройде.
Несмотря на то, что роторно-поршневой двигатель был запатентован Ванкелем еще в 1936 году, о появлении его под капотами серийных автомобилей никто даже не думал. После создания проекта-концепции ротора интерес к Ванкелю проявила фирма NSU, после чего между ними был подписан договор о сотрудничестве. Работая на NSU, Ванкель и познакомился с Фройде, который привнес немало нестандартных идей в его разработку. В последующие несколько лет Ванкель внес существенный вклад в создание нового поколения мотоциклов NSU, и во многом именно благодаря его техническому гению компания вышла на первое место по производству мотоциклов в конце 50-х.
В 1958 году роторный двигатель Ванкеля впервые появился под капотом серийного автомобиля — это был прогулочный кабриолет NSU Spider. И пускай мощность двигателя составляла всего 54 л. с., легкий кабриолет развивал максимальную скорость 150 км/ч! Автомобиль выпускался с 1964 по 1967 годы.
За Spider последовала модель Ro80, которой суждено было стать символом целой эпохи. За 10 лет производства (с 1967 по 1977 годы) NSU Rо80 нашел немало поклонников по всему миру и вошел в историю как первый семейный седан с роторно-поршневым двигателем. Двигатель, кстати, был би-роторным и развивал солидные 130 л. с.
Конструкция
Основными составляющими роторно-поршневого двигателя являются статор и ротор. Статор представляет собой замкнутую полость, внутри которой эпицентрически вращается трехгранный ротор. Если провести аналогию с обычными ДВС, то статор можно сравнить с одним большим цилиндром, внутри которого и происходит 4 основных процесса: впуск топливной смеси, ее сжатие, последующая детонация и выпуск отработанных газов. Но если полость (статор) — одна, то как разделить эти 4 взаимоисключающих процесса?
Все очень просто. Благодаря выпуклой трехгранной форме ротора, а также его эпицентрическому (ось вращения ротора не совпадает с его геометрической осью) вращению, все три его грани находятся в постоянном соприкосновении со стенками статора. Таким образом, грани ротора фактически разделяют общую полость статора на 4 пространства меньшего размера. Сами эти «пространства» передвигаются вместе с гранями ротора и изменяют свой объем от максимального (фаза впуска и выпуска) до минимального в фазе сжатия.
Система впуска/выпуска, зажигания и другие компоненты двигателя Ванкеля устроены также, как и в обычных ДВС.
Надежностью первые роторы совсем не отличались. Компании, выпускавшие автомобили с роторными двигателями, решали эти проблемы по-разному. Владельцы «second-hand» NSU Ro80, дабы избежать лишних хлопот с движком, просто заменяли его на двигатель Ford V4, от первого поколения Transit. Citroen, который также выспускал роторную модель GS в 1974-75 годах, в 1977 году отозвал все GS для того чтобы... уничтожить их! Настолько дорогим было гарантийное сервисное обслуживание этих автомобилей.
«Всем спасибо, все свободны!»
Но несмотря на все недостатки, после удачного примера NSU интерес к двигателю Ванкеля в мире возрос многократно. Лицензию на производство роторно-поршневых двигателей приобрели самые разные компании со всего мира. Первой о своем желании выпускать роторные двигатели заявила американская корпорация Curtiss-Wright в 1958 году. В дальнейшем лицензию получили и другие компании, среди наиболее известных — Toyo Kogyo Co. (Mazda), Daimler-Benz, Porsche, Rolls Royce, Toyota, Ford, General Motors, American Motor Corp., Suzuki, Nissan. В большинстве случаев, дальше пары-тройки прототипов дело не доходило. Хотя, у General Motors были серьезные планы по выпуску роторного Corvette, а Mercedes построил очень интересный концепт С111... Только Mazda решилась на широкомасштабное внедрение роторных двигателей в производство. Компания не жалела никаких денег на развитие и совершенствование РПГ.
Специалисты «Мазды» не только смогли решить основные проблемы роторно-поршневого двигателя — высокую токсичность и неэкономичность, но и повысили надежность механизма в целом, благодаря применению новейших технологий. Сегодня японцы могут по праву гордится более чем двумя миллионами проданных автомобилей с роторными двигателями.
Этот агрегат, несмотря на достойный какого-нибудь Polo объем (всего 1,3 литра), развивает немыслимые 231 л. с., разгоняя своего «носителя», Mazda RX-8, до 240 км/ч, а «сотню» разменивая за 6,5 секунды
Преимущества роторно-поршневого двигателя перед обычными ДВС:
Малый вес и компактность
Поскольку конструкция двигателя Ванкеля относительно проста, число деталей в нем гораздо меньше, чем в обычном бензиновом моторе. Коленчатый вал, шатуны, поршни — ничего этого в конструкции роторного двигателя нет. Небольшие размеры самого двигателя позволяют использовать его в самых разных автомобилях и сэкономить место для элементов трансмиссии или пространства для пассажиров.
Низкий уровень вибраций
Вследствие того, что механические силы, возникающие в процессе вращения ротора, полностью уравновешены, вибраций в двигателе практически не возникает. Эта отличительная черта роторных двигателей положительно сказывается на комфорте пассажиров в салоне, которые попросту не замечают работу мотора.
Высокая удельная мощность
Двигатели Ванкеля отличаются высокой мощностью даже при скромном, казалось бы, объеме.
Недостатки роторно-поршневого двигателя:
Неэкологичность и неэкономичность.
Вследствие того, что камеры сгорания в роторном двигателе имеют сложную форму, топливная смесь в них сгорает не полностью. В итоге, роторные движки отличаются не самым чистым выхлопом. А так как топливо сгорает не полностью, то и требуется его больше, в сравнении с обычными бензиновыми ДВС.
Низкий КПД
Большая площадь поверхности статора, который в том числе является стенкой камеры сгорания, обуславливает большие потери энергии. Поэтому КПД роторов ниже, чем у обычных ДВС.
Проблемы с надежностью
Первые двигатели Ванкеля были очень проблемными агрегатами. Особенности конструкции и самого принципа работы отрицательно сказывались на ресурсе двигателя в целом. Самой распространенной проблемой первых NSU Ro80 быа недостаточная герметичность камер сгорания. Она возникала из-за дефекта в уплотнителях, которые располагались на гранях ротора. Они попросту не выдерживали постоянного механического трения! Еще одна типичная проблема возникала из-за особенностей рабочего цикла. В двигателе Ванкеля, несмотря на вращение ротора, все 4 камеры (впуск/выпуск, сжатие и сгорание) имеют свое собственное расположение в статоре, в результате чего разные области статора нагреваются неравномерно, и двигатель имеет склонность к перегреву.
Беларусь 
Россия
Украина
