Silnik Wankla: skąd się wziął i czy nadal można go znaleźć pod maską samochodu?

Ponad 50 lat temu Mazda wprowadziła na rynek silnik, który zapisał się na kartach historii motoryzacji. To właśnie wtedy pojawiło się sportowe auto z silnikiem Wankla, dostępne dla masowego odbiorcy.

Historia silnika Wankla

W 1972 r. Mazda pokazała model RX-7, który stał się jednym z najpopularniejszych samochodów sportowych na świecie. Po maską tego modelu krył się silnik Wankla. Jego pojawienie się przyniosło Maździe ogrom sukcesów w sportach motorowych. Historia silnika z tłokiem obrotowym jest jednak znacznie dłuższa.

Silniki rotacyjne, a dokładniej silniki z tłokiem obrotowym, to koncepcja sięgająca wstecz aż do końca XVIII wieku i pierwszych silników parowych. To jednak dopiero konstrukcja opracowana przez Wankla przyniosła mu popularność.

Felix Heinrich Wankel pochodził z Niemiec. Urodził się na początku XX wieku i już w 1929 roku opatentował silnik swojej konstrukcji. Pierwszy działający prototyp ujrzał światło dzienne w 1957 roku. Ten typ silnika nazwano jednostką spalinową z tłokiem obrotowym, a potoczna nazwa (silnik Wankla) pochodzi właśnie od nazwiska twórcy.

Pierwsze efekty jego pracy można było znaleźć w autach niemieckiej marki NSU, a dopiero potem, dzięki patentowi NSU-Wankel, silnik trafił do Japonii. To właśnie tam zyskał prawdziwą sławę. Pierwszym na świecie samochodem napędzanym dwurotorowym silnikiem Wankla była Mazda Cosmo Sport (Mazda 110S). Pojawiła się na rynku 30 maja 1967 roku. 

Jak działa silnik Wankla?

Konstrukcja tej jednostki napędowej charakteryzuje się dużo większą prostotą niż klasycznych silników spalinowych. Zakłada ona bowiem wykorzystanie dużo mniejszej liczby elementów niż motor z typowym układem cylindrów (rzędowym, w układzie V czy przeciwsobnym).

Silnik Wankla to rodzaj silnika spalinowego, w którym tłok w kształcie trójkąta Reuleaux, osadzony mimośrodowo, obraca się w korpusie pod wpływem ciśnienia gazów, powstałych w procesie spalania mieszanki paliwowo-powietrznej. Gdy wszystkie jego kąty dotykają ścian korpusu, obracający się tłok tworzy osobne komory.

Komory tworzą się wraz z obrotami rotora w odpowiedniej kolejności. Najpierw powstaje komora ssania, potem sprężania, rozprężania, a na końcu – komora wydechowa. Komory zmieniają swój kształt i objętość w zależności od kąta obrotu rotora. W trakcie jednego obrotu silnik ten wykonuje 4 cykle pracy. Nie możemy ich nazwać suwami pracy, ponieważ tłok w tym silniku nie wykonuje ruchu postępowo-zwrotnego. Za to występują takty. Zalicza się do nich:

• takt ssania – napełnienie komory spalania świeżą mieszanką paliwowo-powietrzną
• takt sprężania – sprężanie ładunku znajdującego się w komorze spalania
• takt pracy – rozprężenie gazów spalinowych
• takt usuwania spalin – pozostałości po spaleniu mieszanki są usuwane do układu wydechowego

Gdy mieszanka jest najmocniej sprężona, następuje zapłon iskrowy, generowany przez świece zapłonowe. Paliwo i powietrze doprowadzane są przez kanał doprowadzający, a spaliny – usuwane są przy pomocy kanału odprowadzającego. Ruch, który wykonuje rotor, jest kształtowany przez koła zębate zamocowane nieruchomo do płaskich ścian komory spalania. Są one współosiowane z wałem centralnym.

Twórca silnika Wankla nie miał dobrej opinii na temat standardowych silnikach tłokowych, wskazując na wywoływane przez nie drgania. Jego własna konstrukcja jest rozwiązaniem praktycznie wolnym od tego problemu. Ale to nie wszystko. Budowa i sposób działania silnika Wankla pozwala na pozbycie się całej masy osprzętu standardowego silnika, w rodzaju:

• napędu rozrządu
• wałków rozrządu
• popychaczy
• dźwigienek zaworowych
• zaworów
• korbowodów

Gdzie można spotkać silnik Wankla?

Najwierniejsza Wanklowi jest niezmiennie Mazda. Wciąż wierzy w technologię silników rotacyjnych, dlatego cały czas ją udoskonala. Japońska marka wyprodukowała seryjnie ponad 2 mln tych silników.

Na rynku pojawiło się kilka modeli wyposażonych w silnik Wankla, z których zwłaszcza seria RX osiągnęła status kultowych. Ta jednostka napędowa zniknęła z rynku w 2012 r. wraz z Mazdą RX-8, ale znów powróciła! (ZOBACZ też: Mazda RX-8 – niesamowita czy kłopotliwa?).

W styczniu 2023 roku swoją polską premierę miała Mazda MX-30 e-Skyactiv R-EV. To model hybrydowy typu plug-in, który wykorzystuje silnik Wankla, jako generator prądu do ładowania baterii trakcyjnej.