Защо изчезна ванкеловият двигател?

6052
ванкел

Може би сте чували за ванкеловия двигател, известен и като роторен. Може би сте запознати с лудите разработки на Mazda, довели до някои от най – интересните автомобили от близкото минало, начело с RX-7. Но дали всъщност си давате сметка как се е появила тази технология и защо вече не се употребява и се води за изчезнала.

ванкел

Ванкеловият двигател се различава от буталния с ротационния си дизайн, който му осигурява предимства като простота на конструкцията, гладкост на работата, тъй като нямаме мъртви точки в цикъла, компактност, високи обороти и високо съотношение на мощност/тегло. В общи линии моторът работи чрез завъртане на ротор, който има форма на триъгълник  с леко изпъкнали стени, в овален елипсовиден корпус. Чрез плавното и последователно въртене в една посока, четирите степени на работа на двигателя – всмукване, компресия, запалване и изхвърляне на газовете се случват последователно в отделни камери, които се формират от въртенето на ротора, като при всеки цикъл са налице 3 от четирите степени на работа.

ванкел

Историята на ванкеловия двигател започва през далечната 1929г., когато създателят му Феликс Ванкел получава патент за него. По-късно, през 50-те години NSU започват да се занимават с развиване на технологията, като се появяват два независими агрегата – първият с ротор и корпус, въртящи се на отделни оси, бил по – пъргав и балансиран, но по – сложен, и вторият – с фиксиран корпус, значително по –прост като дизайн.

През 60-те години NSU решава да продаде лиценза на ванкеловия двигател на редица автомобилни производители – Alfa Romeo, American Motors, Citroen, Ford, General Motors, Mazda, Mercedes-Benz, Nissan, Porsche, Rolls Royce, Suzuki и Toyota. В този ранен етап от развитието си, ванкел-ът получава интерес от Citroen и от Mercedes-Benz. Последните дори го вграждат в супер спортния си C111, служещ за търсене на формула за ultimate бегачка.

ванкел

Най – забележим флирт с роторната технология имат Mazda. За разлика от NSU, които често са имали проблеми с износването на части и надеждността, разхода на гориво и други, Mazda успяват да се справят с тях и през 1967г. произвеждат първата кола в масово производство – Cosmo 110S.  За съжаление петролните кризи от 70-те и 80-те години убиват мераците на японците за производство на ванкелови коли в цялата си продуктова гама и съсредоточаването е изцяло в спортните модели RX. R стои именно за “rotary”.  Ванкел-ът получава редица подобрения, като последното е през 2003г. с пускането на последния масово произвеждан автомобил – RX-8. За жалост съвременните регулации и стандарти правят развитието му нерентабилно и непрактично.

ванкел

Плюсове и минуси

Роторният двигател е чудесен пример за търсене на нови алтернативи за работа на двигател с вътрешно горене. Компактността му и ниското тегло са удобни за внедряване във всякакъв вид техника, малкото движещи части го правят лесен за поддръжка, плавността на работата му е предпоставка за масовост на производство, а високите обороти, които могат да се поддържат и огромната мощност от малкия обем са идеални за моторспорт. Най – забележим пример, разбира се, е победителят от Le Mans 1991 – Mazda 787B.

ванкел

Неслучайно днес тази технология е сякаш забравена. Романтиката по нея скрива ясни и големи проблеми, които я правят непрактична и безинтересна за производителите. Поради спецификата на работа на двигателя, имаме сегменти, в които се извършват различни части от цикъла на работа. Това води до огромни разлики в температурата и налягането, и до неравномерно износване на частите, недобро уплътнение и ниска компресия. Лубрикацията и омазняването на двигателя се извършват чрез впръскване на масло директно в корпуса и така то изгаря и се изхвърля заедно с горивото. Това омазняване е сходно с двутактовите мотори, като консумацията на масло е висока и вредните емисии са повече. Роторният двигател не притежава и клапани, които да осигуряват прецизното и равномерно протичане на процеса на работа – вкарване, компресия, изгаряне и отвеждане на изгорелите газове, като компенсира чрез по – богат режим на работа. Това води и до непълно изгаряне на горивото, следователно разходът на гориво за двигател с толкова малък обем и размери е покъртителен, както и вредните емисии, допълнително подпомогнати от изгарянето на масло. Контролът върху тях, както знаем, се затяга все повече и за жалост в този вид, двигателят не може да намери повече място на световната сцена.

ванкел

Все пак, някаква надежда има. Хората от Mazda не са се отказали от тази технология. Те експериментират с лазерно запалване, система за директно впръскване и възпламеняване без нужда от свещи. Тези иновации обещават да подобрят разхода на гориво и отделянето на вредни емисии. Внедряването в хибридна система също не е изключено, тъй като имаме прототип в лицето на Mazda 2 EV. Слухове и концептуални изображения водят до нов RX модел, който ако види бял свят, то със сигурност ще бъде с подобрена концепция на роторен агрегат.

ванкел

Стискайте палци, надежда има. Хората работят, искат да създадат отново нещо вълнуващо с инженерна мисъл. Ние сме вперили очи и чакаме да изскочи заекът от торбата. Надяваме се чакането да си струва.