Dnešné moderné vozidlá v drvivej väčšine používajú spaľovacie motory s niekoľkými valcami a piestmi, ktorých pohyb je vertikálny, teda zhora nadol. V minulosti však konštruktéri vyvíjali rôzne iné druhy motorov s vnútorným spaľovaním. Nemecký inžinier Felix Wankel vyvinul v 50. rokoch 20. storočia tzv. Wankelov motor, ktorý bude témou tohto článku. Počul si už niekedy o tomto motore? Ak nie, čítaj ďalej a všetko sa dozvieš!
Wankelov motor – jeho história a princíp funkčnosti
Wankelov motor sa nazýva aj rotačný motor. Je tomu tak najmä kvôli jeho hlavnému komponentu, ktorým je rotujúci piest. Princíp funkčnosti v tomto druhu motora je pomerne jednoduchý a pracuje sa tu s typickou vlastnosťou plynov, ktorou je ich rozťažnosť.
Jedná sa o veľmi malý a účinný druh motora, no napriek tomu sa v dnešných autách nepoužíva. Prvým sériovo vyrábaným vozidlom s Wankelovým motorom bol model NSU Spider z roku 1963. Čo sa týka moderných vozidiel, naposledy bol tento rotačný motor použitý napríklad v modeloch značky Mazda. Oproti dnes bežne používanému štvorvalcovému motoru má rotačný motor veľmi málo pohyblivých častí, čo z neho robí systém jednoduchý na prevádzku. Prvé rotačné motory sa vyznačovali pomerne vysokými otáčkami, až na úrovni 17 000 ot./min. Konštrukcia tohto typu bola pomerne zložitá, nakoľko aj pri menšom zásahu do motora bolo potrebné rozobrať množstvo súčiastok. Druhá generácia motorov stratila takto vysoké otáčky, no zároveň sa zjednodušila ich konštrukcia.
Úlohu rotačného piestu tu na seba berie komponent špeciálneho trojuholníkového tvaru, ktorý sa otáča okolo hriadeľa. Nemenej dôležitou súčiastkou je v tomto motore tesnenie, ktoré oddeľuje rotor od vnútorného krytu motora, vďaka čomu sa pri pohybe rotačného komponentu vytvárajú tri izolované oddelenia. Do prvého oddelenia (alebo komory) sa nasáva zmes paliva a vzduchu. Pohybom trojuholníkového komponentu sa táto zmes dostane do druhej komory, v ktorej prebieha kompresia a zapálenie zmesi. Tretia komora slúži na odvedenie výfukových plynov mimo motora.
Typickou črtou tohto typu motora je, že všetky súčiastky sa tu pohybujú rovnakým smerom. Vo vnútri piestu sa nachádza ozubené koleso, ktoré udržiava rotor na svojom mieste a zaručuje jeho pravidelné otáčanie okolo svojej osi. Aby sa piesty a ďalšie komponenty neprehrievali, sú chladené motorovým olejom a vodou.
Výhody a nevýhody Wankelovho motora
Wankelov rotačný motor ponúka určité výhody a nevýhody, no fakt, že dnes nie je veľmi používaný môže naznačovať, že nevýhody pri tomto type motora mierne prevyšujú. Napríklad, životnosť Wankelovho motora málokedy presiahne úroveň 200 000 km. A z dôvodu, že tento typ motora je používaný len veľmi zriedka, nájdenie náhradných dielov na dnešnom trhu nie je vôbec jednoduché.
Napriek tomu, že Wankelov motor je chladený motorovým olejom i vodou, jednotlivé komponenty motora sú zahrievané odlišne, čo vedie k nerovnomernej tepelnej záťaži. Problémy sa môžu objaviť aj s tesnením medzi rotorom a vnútorným krytom motora. Dôsledkom je netesnosť, strata tlaku a výkonu motora. U starších rotačných motorov sa prvé problémy s netesnosťou objavovali už po 40 000 km. V prípade zanedbania tejto poruchy sa objavili problémy so štartovaním.
Čo sa týka samotnej prevádzky motora, vyznačuje sa o niečo vyššou spotrebou paliva i oleja, a tiež väčšími tepelnými stratami. Do 70. rokov 20. storočia sa to nejavilo ako veľký problém a výrobcovia vozidiel radi používali tento motor. Potom sa začali zvyšovať ceny ropy a aj sprísňovať ekologické normy pre nové vozidlá. V tomto boji mali navrch bežné piestové motory, ktoré v automobilovom priemysle zaujali prvé miesto a to si držia dodnes.
Poďme sa teraz pozrieť na výhody používania tohto motora. V prvom rade môžeme povedať, že jednou z najväčších výhod Wankelovho motora sú jeho malé rozmery. Tento motor je omnoho menší oproti bežne používanému trojvalcovému alebo štvorvalcovému motoru.
Počas svojej prevádzky nevytvára takmer žiadne vibrácie, čo má pozitívny vplyv na ostatné časti motora a komponenty pridružených systémov. Zároveň to umožňuje predĺženie životnosti niektorých súčiastok. Tento typ motora nepotrebuje k svojej správnej prevádzke vačkový hriadeľ ani žiadne ventily. Tieto komponenty motora sú tu nahradené jednoduchými zvodmi v stenách rotora.
Rotačný motor nepotrebuje k svojej práci veľké množstvo pohyblivých súčiastok. Jeho konštrukcia je teda omnoho jednoduchšia oproti komplexnému štvorvalcovému motoru. Z toho dôvodu je jeho výroba menej náročná a je lacnejšia.
Vidíme, že uvedených výhod je viac než nevýhod. Napriek tomu – a najmä kvôli slabej životnosti a spoľahlivosti – nie je tento motor u výrobcov áut voľbou číslo jeden.
Automobilka Mazda a používanie Wankelovho rotačného motora
Wankelov rotačný motor najviac využívala automobilka Mazda, a to až do roku 2012. Táto spoločnosť používala vlastný rad rotačných motorov, o ktorých bola presvedčená, že zaujmú trh a získajú svoj celosvetový úspech. Úspech však bol iba čiastočný, a to najmä z dôvodov, ktoré sme si uviedli vyššie. Nevýhody týchto motorov prevyšovali výhody, preto sa od ich výroby postupne upustilo. Posledným modelom s týmto motorom bola Mazda RX-8. Aj toto auto sa muselo vzdať rotačného motora kvôli sprísňujúcim sa emisným normám a vysokej spotrebe prevádzkových látok.
Automobilka Mazda sa však nevzdáva a uvádza, že v blízkej budúcnosti chce popracovať na vývoji novej generácie Wankelovho rotačného motora, ktorý sa bude vyznačovať úsporou paliva a splnením všetkých emisných noriem. Vyhlásenie spoločnosti Mazda sa stalo realitou v roku 2021, kedy predstavila nový plug-in hybrid MX-30. Tento model síce neobsahoval Wankelov motor ako súčasť pohonu, ale v motorovom priestore sa nachádzal ako komponent slúžiaci na dobíjanie batérie.
Budúcnosť Wankelovho rotačného motora
Rotačné motory dnes patria do histórie automobilového priemyslu. Napriek tomu ich potenciál pre využitie v moderných vozidlách vidí viacero výrobcov. Inžinier Peter Szorenyi vynašiel spôsob, ktorý môže znovu priniesť úspech rotačným motorom. Trojuholníkový rotor Wankelovho motora pretvoril na akýsi kosoštvorec, ktorý bol v kontakte s ďalšími štyrmi prepojenými segmentmi. Opäť sa tu však objavil problém s vysokou záťažou kladenou na tesnenia, preto sa táto konštrukcia v roku 2017 upravila a jeden segment bol odobratý. Typickým prvkom tohto motora je, že rotor a hriadeľ majú spoločnú os, čím môže motor dosiahnuť vysoké otáčky a vyšší výkon bez akéhokoľvek rizika poškodenia. Pre zlepšenie tesnosti sa v tomto motore používa dvojnásobné množstvo tesnení.
Do sériovej výroby sa tento motor zatiaľ nedostal, no jeho potenciál pre budúcnosť je určite vysoký. Možno ho o niekoľko rokov uvidíme v modeloch rôznych značiek áut, či už ako hlavný alebo pomocný pohonný agregát.
Komentovať