Samochód z silnikiem Wankla ma 40 lat

Z lotu ptaka kółko miałoby być tym właśnie wirującym tłokiem, a biodra dziewczyny - wałem napędowym. Ba - ale jak wyobrazić sobie to kręcenie biodrami w ciasnym pomieszczeniu, w którym
koło ociera się o zaokrąglone ściany - czyli w cylindrze silnika? A w dodatku,
gwoli ścisłości, to nie dziewczyna ma kręcić kołem, ale odwrotnie - koło
wprawiać w ruch obrotowy dziewczynę. Uff... Tego już za wiele!**A jednak taki silnik pracuje
Dziesiątki tysięcy egzemplarzy "wankli" napędzają samochody, samoloty,
poduszkowce, agregaty, pojazdy wojskowe. Wprawdzie zabrakło optymistów,
którzy w latach sześćdziesiątych prorokowali, że silnik zaprojektowany
w roku 1923 przez niemieckiego inżyniera Felixa Wankla wkrótce wyprze silniki
tłokowe, ale też mało kto zaryzykowałby dziś twierdzenie, że silnik z wirującym
tłokiem to przeżytek. Zwłaszcza po werdykcie międzynarodowego jury, które
niemal jednogłośnie (44 głosy spośród 50), uznało silnik Renessis napędzający
Mazdę RX-8 "Silnikiem Roku 2003".
Równo 40 lat temu podczas salonu samochodowego we Frankfurcie pokazano
małego NSU Spidera - pierwsze auto napędzane silnikiem z wirującym tłokiem.
Zainteresowanie tą konstrukcją, wyróżniającą się lekkością, niewielkimi
gabarytami i cichą pracą, było wówczas ogromne. Bo też pierwszy raz od
początku dziejów motoryzacji zaproponowano coś, co stanowiło bezsprzecznie
rewolucyjną nowość. Jak to działa?
Wankel skonstruował silnik, w którym tłok, wyglądający w przekroju
jak spuchnięty trójkąt, wiruje wewnątrz komory o profilu zwanym epicykloidą.
Wierzchołki trójkąta w każdym położeniu stykają się ze ściankami cylindra,
dzieląc jego przestrzeń na trzy komory, w których kolejno trwają fazy napełniania
mieszanką i sprężania, pracy i wreszcie wydechu. W każdej z komór wszystkie
fazy cyklu dokonują się w ciągu trzech pełnych obrotów tłoka.
A jak ten silnik może napędzać samochód? Otóż przez cylinder przechodzi
wał z wykorbionym czopem, na którym ślizgowo osadzony jest ów trójkątny
tłok. Na wale znajduje się uzębienie współpracujące z wewnętrznym uzębieniem
w tłoku, tworząc tzw. przekładnię synchronizacyjną. Ciśnienie powstające
w fazie spalania mieszanki naciska na tłok w kierunku jego geometrycznego
środka, wymuszając obrót wału. Problemów nie brakuje
Lista problemów, z którymi musieli zmierzyć się konstruktorzy kolejnych
generacji silników Wankla, okazała się jednak długa. Przede wszystkim przez
wiele lat nie umiano się uporać z uszczelnieniem krawędzi tłoka. Ścianki
cylindra zużywały się zbyt szybko i nierównomiernie. Zużycie paliwa było
zbyt wysokie. Olej przedostający się przez uszczelniacze do komór spalania
zanieczyszczał spaliny. I tak dalej. Tylko Mazda
Z czasem większość firm, które zaangażowały się w prace nad silnikami
z wirującym tłokiem - Citroen, Daimler-Benz, Chevrolet - wycofała się z
planów ich wykorzystania. Na placu boju pozostała jedynie japońska Mazda,
która od 1967 roku konsekwentnie doskonali silnik Wankla. Miara sukcesów,
jakie odnoszą na tym polu japońscy inżynierowie, to np. zwycięstwo napędzanego
"wanklem" auta w morderczym wyścigu "24 Godziny Le Mans" w 1991 roku czy
wspomniana nagroda dla silnika Renessis sprzed kilku miesięcy. Małe podobieństwo do oryginału
Dzisiejszy silnik z wirującym tłokiem w niewielkim stopniu przypomina
oryginał Felixa Wankla. Stosuje się wyłącznie silniki z kilkoma cylindrami,
co zapewnia korzystny przebieg momentu obrotowego. Zasilanie dokonuje się
poprzez elektronicznie sterowany wtrysk paliwa, przeniesienie kanałów dolotowych
na boczne ścianki cylindrów polepszyło napełnianie. Trzy świece na każdy
cylinder pomagają w lepszym spalaniu. Zużycie paliwa udaje się utrzymać
w rozsądnych granicach. Silnik Renessis napędzający Mazdę RX-8 spełnia
surowe normy czystości spalin obowiązujące w USA i Europie. Zalety i wady silnika Wankla**

• mała masa, niewielkie gabaryty, prostota konstrukcji

• znikome drgania podczas pracy

• duże prędkości obrotowe

• brak mechanizmu zaworowego

• mała hałaśliwość mechaniczna

- wysokie koszty przygotowania produkcji

- stosunkowo duże zużycie paliwa

- trudności z obniżeniem toksyczności spalin (węglowodory)

- niekorzystny kształt komór spalania (maksymalny stopień sprężania:
7:1)
Silnik Różyckiego
W czasach największego zainteresowania silnikiem Wankla, a więc na
przełomie lat pięćdziesiątych i sześćdziesiątych XX wieku, w Polsce głośno
było o silniku Różyckiego. Polski konstruktor zaproponował nieco inne rozwiązania
niż Niemiec. W jego pomyśle tłok wyglądał w przekroju jak mocno zaokrąglony
na rogach prostokąt. Podobnie zaokrąglony był profil cylindra. Tłok prowadzony
był w cylindrze nie przez jeden, ale przez dwa równoległe, wykorbione wały.
To eliminowało jedną z głównych niedogodności silnika Wankla, a mianowicie
szkodliwe tarcie uszczelniaczy tłoka o ściankę cylindra. W rozwiązaniu
Różyckiego tłok miał przylegać bowiem do gładzi cylindrycznej na dużej
powierzchni - bez tarcia metalu o metal.

Nie wiadomo, czy prace nad silnikiem Różyckiego osiągnęły nawet stadium
prototypu.