Silnik Wankla – zasada działania i przyczyny (nie)popularności

Silnik rotacyjny Wankla jest konstrukcją znacznie prostszą od popularnych jednostek tłokowych. Pozwala także na uzyskanie bardzo dużej mocy z niewielkiej pojemności. Dlaczego mimo tych zalet nie zdobył uznania producentów pojazdów?

Silnik Wankla – budowa

W porównaniu do klasycznych silników tłokowych, jednostka Wankla zbudowana jest z dużo mniejszej liczby elementów. Są one także prostsze w budowie. Głównymi częściami są dwa trójkątne rotory z zaokrąglonymi bokami, poruszające się obrotowo wewnątrz korpusu, w którym są umieszczone. Wewnątrz rotorów znajdują się koła zębate, wprawiające w ruch obrotowy. Ów ruch jest przekazywany do układu napędowego poprzez wał mimośrodowy. Rotor nie porusza się po okręgu, lecz figurze przypominającej elipsę, posiadającej zwężenie na środku.

Mimo zupełnie innej budowy, zasada działania silnika Wankla jest taka jak w silniku tłokowym. Następuje zasysanie mieszanki paliwowo-powietrznej, sprężanie, rozprężanie i wydech. Sprężanie zachodzi po zbliżeniu się boku rotora do ścianki. Wszystkie te procesy dzieją się w komorach tworzonych w trakcie obrotu rotora. Etap ssania i wydechu w silniku Wankla jest dłuższy, dzięki czemu ma on wyższą sprawność.  Powyższe procesy dobrze ilustruje film:

 

Wiele zalet i dyskwalifikujące wady

Gdy przyjrzymy się sposobowi pracy silnika Wankla, możemy dostrzec wiele niepodważalnych zalet. Problemem silników tłokowych są wibracje, generowane przez ruch posuwisto-zwrotny tłoków i taki sam ruch korbowodów w przeciwnej płaszczyźnie. W silniku Wankla jest tylko ruch obrotowy nie generujący zakłóceń, co pozwala na niemal idealne wyregulowanie jego pracy. Kolejną zaletą takiego ruchu jest brak konieczności stosowania generujących opory zaworów, w związku z czym możliwe jest uzyskanie płaskiego przebiegu momentu obrotowego w szerokim zakresie obrotów. Wspomniana już, konieczność użycia mniejszej liczby podzespołów ma wpływ na rozmiar i wagę silnika. Nieduże jednostki Wankla, ze względu na swoją sprawność, potrafią generować zaskakująco wysoką moc.

Pierwszy samochód z silnikiem Wankla powstał w latach 60 pod marką NSU. Od początku bardzo zainteresowana tą technologią była japońska Mazda (choć sam konstruktor – Felix Wankel był rodowitym Niemcem). Firma jako pierwsza rozpoczęła seryjną produkcję samochodów wyposażonych w tą jednostkę. Mazda RX-7 otrzymała silnik o pojemności 0,654 l na rotor, czyli ok. 1.3 l osiągający 239 KM. Następcę – Mazdę RX-8 wyposażono w nową wersję tej samej jednostki w łącznie dwóch odmianach. Generowały one mniej mocy, ale głównym celem było obniżenie awaryjności.

To właśnie główny mankament silników Wankla. Pracujące rotory generują bardzo duże obciążenie, przez co trudne jest stworzenie odpowiednio wytrzymałej konstrukcji korpusu, a przede wszystkim uszczelnienia, które z czasem nie zużyje się, dopuszczając do powstawania przedmuchów. Warunki pracy silnika są trudne ze względu na występującą podczas procesów spalania i wydechu różnicę temperatur.

Mazdy z silnikiem Wankla – co poszło nie tak?

Zdarzało się, że jednostki Mazdy nadawały się do remontu już po kilkudziesięciu tysiącach kilometrów. W dzisiejszych czasach trwałość silników ma coraz mniejsze znaczenie dla producentów. Nawet jednak jeśli potencjalni właściciele byliby w stanie zaakceptować awaryjność, w zamian za niespotykane u konkurencyjnych jednostek osiągi, pozostaje jeszcze inny problem. Dotychczas montowane w pojazdach silniki Wankla generują olbrzymie straty ciepła, co przekłada się na duże spalanie. Mazda RX-7 wg katalogu spalała średnio ok. 16 l paliwa. Według jej użytkowników rezultat ten potrafił być sporo wyższy. Trudno wyobrazić sobie, by tego typu jednostka spełniła wymagania obowiązujących dziś norm ekologicznych.

Po wycofaniu z produkcji modelu RX-8 w 2012 r., Mazda przerwała prace nad stworzeniem kolejnej generacji silnika w typie Wankla. Według zapowiedzi – tymczasowo. Możliwe, że tego typu jednostki powrócą jeszcze pod maski samochodów. Na pewno musi to jednak być poprzedzone długimi godzinami pracy inżynierów, których celem będzie wyeliminowanie wad konstrukcyjnych. Podobno, szansą na powrót Wankla ma być upowszechnienie się stosowania paliw alternatywnych – np. wodoru. Czas pokaże, czym znów zaskoczy nas motoryzacja.

Dowiedz się więcej

Czym jest i jak działa sprężarka Rootsa?
Czym jest i jak działa sprężarka Rootsa?

Sprężarki Lysholma, Rootsa czy Eatona są ciekawą alternatywą dla popularnych dziś turbosprężarek. Te rzadko spotykane konstrukcje mogą być bardzo efektywne, ale mają też swoje mankamenty. Dziś przyjrzymy się sprężarce Rootsa. Czym jest kompresor? Słowo "kompresor" nieprzypadkowo kojarzy się z silnikami montowanymi w autach klasy premium. Faktem jest, że skonstruowanie efektywnej sprężarki mechanicznej i zmieszczenie jej […]

Rosjanie kupują sztuczny brud do tablic rejestracyjnych
Rosjanie kupują sztuczny brud do tablic rejestracyjnych

Coraz chętniej dbamy o nasze samochody. Liczba kosmetyków do auto detailingu jest praktycznie nieskończona. Szampony, woski, glinki – to tylko nieliczne z rzeczy, które możemy zafundować naszemu samochodowi. Jednak Rosjanie, jak to Rosjanie, podążają przeciw trendom i zamiast kosmetyków czyszczących, postanowili zaoferować brud w spray’u. Nie chodzi jednak o sztuczne brudzenie auta. Ten gadżet ma […]

Rosyjski tuning kontra… próg zwalniający [FILM]
Rosyjski tuning kontra… próg zwalniający [FILM]

Nic nie przebije fantazji Rosjan w temacie tuningu wysłużonych pojazdów. Maksymalnie obniżone auta miały być atrakcją tego zlotu. Nie udało się ze względu na jeden mały mankament… Rosjanie obniżyli swoje auta do granic możliwości. Niestety nie przemyśleli tego, że muszą jakoś pokonać drogę na zlot. Zastali na niej… próg zwalniający. Historia ukazana na poniższym filmie […]

Czyszczenie DPF i EGR bez demontażu. Co o tym myślicie?
Czyszczenie DPF i EGR bez demontażu. Co o tym myślicie?

Na rynku można spotkać coraz więcej firm, które specjalizują się w czyszczeniu zapchanych filtrów cząstek stałych i zaworów EGR. Najciekawsza metoda nie wymaga demontażu tych elementów z pojazdu. Choć proces czyszczenia zazwyczaj wygląda mało estetycznie, wydaje się skuteczny, o czym świadczy rosnąca sieć punktów serwisowych, oferujących podobne usługi. Ale czy to na pewno działa? Metoda […]

Komentarze

autor / 10:36, Wrzesień 1 2016

paliwo przyszłości wodór wyeliminuje problemy tego silnika, również spalanie nie będzie problemem.

0 odpowiedz