Silnik Wankla

Silnik Wankla to bardzo ciekawa konstrukcja, która wielkiej kariery może nigdy nie zrobiła, ale na pewno jest warta omówienia. Został spopularyzowany przez Mazdę, która umieściła go w kultowych już modelach RX-7 i RX-8. Kluczem w silnikach Wankla są tłoki, które obracają się wewnątrz cylindra.

Autorem silnika Wankla jest Felix Wankel, urodzony w 1902 roku. Już w wieku 21 lat zgłosił się do urzędu patentowego i zarejestrował swój silnik z tłokiem wirującym. Po serii doświadczeń z lotnictwem, Wankel w 1951 roku trafił do firmy NSU, gdzie silnik Wankla został po raz pierwszy wprowadzony do modelu seryjnego.

W 1963 roku, w trakcie targów motoryzacyjnych we Frankfurcie, swoją premierę miał NSU Spider – pierwszy seryjnie produkowany samochód z silnikiem Wankla. Kolejnym modelem wykorzystującym tę konstrukcję była Mazda Cosmo Sport, a następnie NSU Ro 80. Samochód ten zdobył nawet tytuł Car of the Year 1968, jednak usterki i awaryjność niemal zlikwidowały ten model z rynku.

Silniki Wankla spopularyzowała w największej mierze Mazda, która zastosowała je w modelach RX-7 i RX-8. W 2010 roku podjęto decyzję o zaprzestaniu produkcji i na rynku nie ma już żadnego samochodu z taką jednostką napędową.

Silniki Wankla pracują na podobnej zasadzie, co tradycyjne silniki benzynowe, wykorzystując ssanie, sprężanie, pracę i wydech. Różnicą jest natomiast to, że zmiana energii w pracę zachodzi w całej komorze, na trzech ścianach trójkątnego tłoka.

Trójkątny tłok to określenie orientacyjne, bowiem rzeczywisty forma tłoka to trójkąt o trochę wygiętych krawędziach. Tłok wykonuje ruch obrotowy w środku komory, która ma kształt owalu. Obraca się wokół swojej osi, a także wykonuje ruch, który można nazwać obracaniem się mimośrodowym. Przyrównać to można do pracy zwykłego silnika czterosuwowego, opierającej się na schemacie wlot, sprężanie, praca, wylot.

Tłok przesuwa się, i w trakcie tego ruchu kanał wlotowy jest odsłonięty. Potem wykonuje obrót, a wierzchołek tłoka staje się końcem przestrzeni, do której trafia paliwo. Paliwo wlatuje do momentu, gdy drugi wierzchołek tłoka nie zablokuje wlotu. W tym momencie tłok spręża pobraną dawkę paliwa, świeca zapłonowa zapala mieszankę paliwowo-powietrzną i zachodzi rozprężenie. Tłok obraca się dalej, przez co odsłonięty zostaje kanał wylotowy i spaliny mają szansę wydostać się do atmosfery.

Najważniejszym aspektem pracy silników Wankla jest tłok, który za pomocą swoich wierzchołków zamyka i otwiera okno wlotowe. Wierzchołek tłoka zasłania kanał wlotowy, by zaraz później go odkryć, przez co staje się tym samym wierzchołkiem początkowym. Reasumując, każde ramię tłoka bierze udział w pracy.

Istotne jest także uszczelnienie, które w silniku Wankla występuje jako listwy czołowe i boczne. Tego typu uszczelnienia powinny być bardzo sprężyste i lekko dotykać wewnętrznych ścian komory. Tego typu rozwiązanie wymaga na inżynierach wykorzystanie odpowiednich materiałów, bo jak pokazuje przykład NSU Ro 80 – w przeciwnym razie czekają na nas kłopoty.

Zaawansowanie technologicznie pozwoliło jednak na wyeliminowanie tego typu problemów w modelach Mazdy – najpierw RX-7, a potem RX-8, jednak kłopotem wciąż było smarowanie. Rozwiązaniem okazały się kanaliki z olejem prowadzące do listew uszczelniających, jednak tego typu konstrukcja powoduje zwiększoną ilość spalin i szkodliwych substancji. To właśnie ten czynnik spowodował, że silnik Wankla odchodzi do lamusa – względy ekologiczne. Miał on bowiem rzeszę wiernych wyznawców, dla których właściwości jezdne a nie niskie spalanie czy ekonomia był priorytetem.

Silnik Wankla pojawił się nie tylko w NSU i Mazdzie, ale także w Citroenach GS Birotor i M35 Coupe. Zastanawiano się również, czy nie umieścić go w kultowym, produkowanym w Irlandii DeLoreanie – znanym m.in. z filmu Powrót do przyszłości.