Nie bez powodu właśnie teraz poruszamy temat znanego od lat silnika Wankla. Mazda podczas tegorocznego salonu samochodowego w Tokio pokazała koncepcyjny model RX-VISION. Pod maską coupe znalazła się udoskonalona wersja silnika z tłokiem obrotowym. Znając upodobanie japońskich konstruktorów do Wankla, nie dziwimy się tej decyzji. Tylko czy Maździe uda się wyeliminować wcześniejsze wady silnika?

Historia obrotem się toczy
Aby zrozumieć, jak ważną częścią motoryzacyjnego świata jest silnik Wankla, trzeba sięgnąć do jego historii. Feliks Wankel urodził się w 1902 r., z wykształcenia handlowiec, a z zamiłowania mechanik i technik, zaczął tworzyć pierwsze konstrukcje już w wieku kilkunastu lat. Pod koniec 1927 r. udało mu się przygotować schemat „maszyny z wirującym tłokiem bez niejednostajnie poruszających się elementów”, a 6 lat później otrzymał na ten wynalazek patent. To dało początek jednostce, która dziś zwana jest silnikiem Wankla. Paradoks całej tej historii polega na tym, że jednostka Wankla była bliska zrewolucjonizowania branży motoryzacyjnej, a stworzył ją człowiek, który nigdy nie miał prawa jazdy.
Tak naprawdę niemiecki konstruktor nie był jednak pionierem, jeśli chodzi o silnik rotacyjny. Wstępny projekt opracował już w 1588 roku Agostino Ramelli, ale była to bardzo przedwczesna konstrukcja. Kilkadziesiąt lat później do tematu podchodzili też Christiaan Huygens i Johannes Kepler. Projekt maszyny parowej z wirującym tłokiem opracował również w 1782 r. James Watt. Swój wkład w tego rodzaju jednostki miał także Polak - Gustaw Michał Różycki ze swoim patentem z 1946 r.
Jednak dopiero Feliks Wankel odniósł prawdziwy sukces, bowiem jego konstrukcja w latach 60. ubiegłego wieku znalazła się w niemieckim aucie produkowanym seryjnie, czyli modelu NSU Ro 80. Później silnik Wankla rozpropagowała Mazda za pomocą RX-7 oraz RX-8. Ten drugi model był produkowany od 2003 roku i dopiero trzy lata temu zakończono jego produkcję. Dlaczego? Jednym z powodów była największa wada konstrukcji silnika Wankla.

Blisko rewolucji
W silniku Wankla tłok wygląda podobnie do trójkąta z lekko wypukłymi bokami. Umieszczony jest w korpusie i obracając się tworzy trzy komory: ssawną, sprężania, rozprężania, czyli pracy oraz wydechową. Komory te zmieniają kształt i objętość w zależności od kąta obrotu tłoka. Ogromna wydajność tego silnika wiąże się z tym, że - w porównaniu do innych jednostek - silnik Wankla w trakcie obrotu wału wykonuje aż 3 cykle pracy: ssanie, sprężanie i wydech. Mieszanka paliwowo-powietrzna dostarczana jest przez kanał doprowadzający, a spaliny ulatniają się odprowadzającym. Sam zapłon następuje w momencie, kiedy mieszanka jest maksymalnie sprężona. Natomiast ruch rotora kształtowany jest przez koła zębate, nieruchomo przymocowane do płaskich ścian komory i współosiowe z wałem centralnym.
Jakie są główne zalety takiej konstrukcji? Przede wszystkim silnik Wankla charakteryzuje się bardzo małym rozmiarem i masą. Może ważyć aż o 30% mniej niż jednostka z podobną mocą o klasycznej czterosuwowej konstrukcji. Ponadto nie ma on zaworów i co za tym idzie rozrządu, przez co odchodzą koszty wymiany i serwisowania tego elementu. Jednostka ta jest również chwalona za małe wibracje i niską hałaśliwość, choć do dźwięku wydobywającego się spod maski, trzeba się przyzwyczaić - brzmi jak kosiarka. Silnik Wankla uważany jest także za mało awaryjny. Dla przykładu, jego wersja przygotowana dla Mazdy RX-8 została doceniona i otrzymała nagrodę Najlepszego Silnika Roku w 2003 roku.

Wady przyćmiewają zalety?
Niestety silnik Wankla ma wady. Przede wszystkim nie ma obecnie materiału, który można wykorzystać do stworzenia wystarczająco mocnych rotorów i bloku silnika i jednocześnie byłoby to tworzywo na tyle tanie, aby opłacało się zastosować w masowej produkcji. W jednostce tej występują też problemy z uszczelnieniem obszaru pracy - zaleca się kompletną wymianę wszystkich elementów z tym związanych przed przebiegiem 100 tysięcy kilometrów. Spowodowane jest to przedmuchami - mniejsze ciśnienie i sprawność termodynamiczna. To z kolei powoduje, że często do silnika trzeba dolewać olej, nawet 1 litr na tysiąc kilometrów. Ponadto jednostka ta charakteryzuje się wysokimi stratami ciepła i tworzeniem bardzo gorących i zimnych stref. To wpływa na ogromne zużycie paliwa i dużą emisję gazów spalinowych.
W Maździe RX-8 zastosowano silnik Wankla o pojemności 2 x 654 cm³ (w katalogu zaznaczone jako 1308 cm³) i mocy od 192 do 231 KM w zależności od wersji. Taki motor potrafił spalić przynajmniej 13-14 litrów na 100 km poza miastem, więc jak na małą pojemność to bardzo dużo. Wielu użytkowników bez problemu przekraczała jednak 18 litrów na 100 km w mieszanym cyklu i ponad 20 w miejskim.
Trzy główne wady konstrukcji silnika Wankla, czyli wysokie spalanie, nadmierny pobór oleju oraz ogromna emisja gazów cieplarnianych powodują, że w obecnych czasach nie ma uzasadnienia dla takiej jednostki w ofercie koncernów motoryzacyjnych. Najnowsze silniki muszą być ekonomiczne i spełniać wyśrubowane normy Euro. Stąd też, wraz z zakończeniem produkcji Mazdy RX-8, skończyła się era silnika Wankla. Japoński koncern podkreślił bowiem kilka lat temu, że wycofuje się z jego produkcji właśnie ze względu na wspomniane wcześniej wady. Jednocześnie dodał, że to nie oznacza całkowitego odłożenia prac nad udoskonaleniem silnika, który ma ogromny potencjał. Badania nad jego rozwojem wymagają jednak sporych nakładów finansowych, ale być może Mazda jest coraz bliżej optymalnego rozwiązania. Miejmy nadzieję, że zwiastunem tego jest zaprezentowany właśnie w Tokio nowy model RX-VISION.

Robert Ocetkiewicz