Silnik Wankla

. wizjonerem, którego można by porównać z takimi tuzami jak Ferdinand Porsche czy Vincenzo Lancia, a w dzisiejszych czasach chyba z doktorem Pie¨chem z Volkswagena.Urodził się w roku 1902, a w wieku 21 lat zgłosił do opatentowania silnik z tłokiem wirującym. W następnych latach pracował na zlecenie BMW, aby w latach trzydziestych przejść pod rozkazy Ministerstwa Lotnictwa Rzeszy, które usiłowało znaleźć zastosowanie dla jego silnika w samolotach. Od roku 1951 pracował w wytwórni samochodowej NSU, gdzie swój patent doprowadził wreszcie do postaci gotowej do produkcji seryjnej. W roku 1963 na salonie samochodowym we Frankfurcie przedstawiono pierwszy seryjny pojazd z silnikiem Wankla, NSU Spider. W cztery lata później Mazda zaprezentowała sportowy samochód Cosmo Sport z wyprodukowanym na licencji NSU-Wankla silnikiem - pierwszym z dwiema komorami. W 1968 do salonów Europy wszedł model NSU Ro 80, także z silnikiem dwukomorowym. Od tamtej pory tylko Mazda kontynuuje prace nad tą jednostką napędową, stosując ją w kolejnych wcieleniach modelu RX-7.Cóż jednak jest tak tajemniczego w wirującym tłoku, który - mocno naciągając - można nazwać wirnikiem lub tarczą? Podstawą funkcjonowania silnika Wankla jest tradycyjny system czterosuwowy, a więc ssanie, sprężanie, zapłon/praca i wydech. Wszystkie te takty zachodzą w tej dziwnej jednostce napędowej (nazwa "wankel" jest skrótem myślowym, prawidłowo wciąż jest to "silnik z wirującym tłokiem") jednocześnie, na trzech ścianach trójkątnego tłoka (tarczy... wirnika...).Zresztą określenie "trójkątny" stosowane do tego tłoka jest także nieprecyzyjne. Najodpowiedniejszym wydaje się dziecinne "kółko graniaste", tyle że trój-, a nie czworokanciaste. W każdym razie tłok taki wykonuje dość skomplikowany ruch we wnętrzu komory o kształcie podobnym do owalu nieco ściśniętego "w talii". Obraca się wokół swojej osi zawieszonej mimośrodowo na wale silnika za pośrednictwem zębatki o uzębieniu wewnętrznym. Z pewnością czytelnicy o zacięciu do logicznego myślenia powiedzą, że połączenie takie absolutnie nie umożliwia przeniesienia napędu - i będą mieli rację, bo chodzi w nim tylko o zapewnienie stałej pozycji tłoka wobec wału. Gdyby cały zabieg zakończył się na tym, tłok wirowałby sobie gdzieś w "kącie" komory, ale silnik by od tego wcale nie zaczął pracować.Jak więc wytłumaczyć fenomen tej jednostki napędowej? W bardzo dużym uproszczeniu zasada jego pracy podobna jest do poruszeń kółka hula-hoop. Kręci się ono wokół talii człowieka, którego ciało wykonuje ruchy mimośrodowe, a więc stanowi dokładny odpowiednik wału głównego silnika Wankla. Niestety, kształty komory (obudowy) wokół dziewczynki z hula-hoop trzeba już sobie wyobrazić samodzielnie.Oczywiście, wszystko to razem musi być wykonane z najwyższą precyzją, z identycznie małymi tolerancjami jak w przypadku "deliryka" (obrazowe - i obraźliwe - określenie miłośników wankli na silniki klasycznej budowy, a więc w porównaniu z wanklami dygoczące). Specjalne listwy czołowe i boczne służą do uszczelnienia tłoka wobec ścian bocznych i obwodowych komory.Listwy uszczelnieniowe czołowe, a więc krótkie uszczelniacze "zdobiące" wierzchołki tłoka, pokonują w czasie pracy ogromną drogę i odpowiednio szybko ulegały niegdyś zużyciu. Jednakże nowoczesne materiały, stosowane obecnie przez Mazdę w modelu RX-7 najnowszej generacji, nie znają już takich problemów, więc rozszczelnienie nie stanowi już zagrożenia.Wciąż jednak kłopotliwe jest smarowanie, ponieważ olej obecny jest tylko we wnętrzu rotora, skąd maleńkimi kanalikami przemieszcza się do listew uszczelnieniowych - i tam ulega spaleniu. I to właśnie jest wciąż problem wankli: smarowanie w obiegu otwartym (a więc z zaprogramowanymi stratami oleju) wytwarza dużo dodatkowych substancji trujących w spalinach, które i tak nie należą do najczystszych. Jest to następstwo konstrukcji silnika, a więc bardzo długiej komory spalania, w której "kątach" skrywa się zawsze całkiem sporo nie do końca spalonych resztek procesu, a więc węglowodorów. Związki te, kiedy przedostaną się do układu wydechowego, zaklejają katalizator. Stąd już dawno (1980 rok) wprowadzony w życie pomysł Mazdy na recyrkulację spalin do silnika. Bardzo skuteczny to zabieg w jednostce napędowej o niskiej sprawności: w efekcie połaczenia formy komory spalania i kształtu tłoka maksymalny stopień sprężania, jaki można tu uzyskać, wynosi 7:1. Czyli można sprężyć mieszankę paliwowo-powietrzną tylko siedmiokrotnie. A to oznacza niemożność optymalnego wykorzystania energii potencjalnie dostarczonej przez paliwo i wysokie zużycie benzyny.Dlatego Mazda przed laty już zdecydowała się wykorzystać wspomaganie w formie turbodoładowania. Doładowanie bardzo poprawiło sprawność wankla, ale nie zdołało obniżyć spalania do wartości uzyskiwanych przez silniki klasyczne o porównywalnej mocy. Po tych wyjaśnieniach nie ma chyba wątpliwości co do racji miłośników wankli: gdyby następca NSU na rynku, a więc firma Audi, przyłożył się do dopracowywania silnika z wirującym tłokiem z równą energią, jaką wykazywał wobec silników TDI, to dziś wankle stanowiłyby samą elitę motoryzacyjną.