Silnik Wankla. Jego historia zaczyna się przed wojną i trwa do tej pory. To historia nowatorskich rozwiązań konstrukcyjnych, alternatywnych dla tradycyjnych konstrukcji. Wyjaśniamy, co to jest tajemniczy silnik Wankla.
Tajemniczy, ponieważ co jakiś czas pojawią się w prasie i wiadomościach motoryzacyjnych informacje na temat tego silnika. Wielu ludzi czyta o autach napędzanych silnikiem Wankla, i zupełnie nie wie, do czego ten silnik przykleić? Nie wiadomo, co ten silnik napędza, czy to może jakaś kosmiczna technologia, a może to jakaś przetwornica prądu? Silnik Wankla tymczasem to jednostka napędzana standardowym paliwem.
Jak działa silnik Wankla?
Silnik Wankla działa zdecydowanie inaczej niż tradycyjne jednostki. Nie ma w nim tradycyjnego układu korbowo – wałowego, a zamiast niego znajduje się wirujący tłok, nazywany rotorem, który porusza się złożonym ruchem, równocześnie obrotowym jak i płaskim. Rotor w przekroju przypomina trójkąt z wypukłymi bokami. Ów tłok osadzony jest w owalnej obudowie, tworząc z nią powierzchnie robocze. Ruch tłoka wyznaczany jest przez zębatą przekładnię, umieszczoną w jego wnętrzu. Na rotorze, od środka znajduje się uzębienie, współpracujące z kołem zębatym osadzonym w korpusie, co ogranicza płaszczyznę ruchu do dwóch zachodzących na siebie okręgów, tworzących owalny kształt przekroju. Silnik ma wówczas więcej powierzchni roboczej, a dla porównania tłok z cylindrem w tradycyjnym silniku tworzy jedną płaszczyznę roboczą, w silniku wankla tłok obrotowy wraz z obudową to trzy powierzchnie robocze. Trudno więc porównywać oba rodzaje jednostek. Mają zupełnie różne zużycie paliwa, emisję spalin czy wskaźnik mocy. Tłok podczas obrotu tworzy ze ścianami korpusu cztery komory spalania. Istotne, że każda z nich, w miarę postępowania obrotu pełnią inną funkcję: ssania, spalania, pracy oraz wydechu. Ruch obrotowy przekazywany jest na wał wyjściowy, obracający się trzy razy szybciej niż rotor, co powoduje powstawanie trzech pełnych cykli czterosuwowych na jeden obrót rotora oraz jeden cykl czterosuwowy na jeden obrót wału wyjściowego.
Proste rozwiązania są najlepsze
Proste rozwiązania są najlepsze, a silnik Wankla jest tego żywym dowodem. Silnik Wankla jest niezwykle prostą konstrukcją. Nie ma w nim rozrządu ani zaworów. Dzięki temu nie ma dodatkowych kosztów eksploatacji, które wiążą się z naprawą lub wymianą. To również wysoka kultura pracy i niski poziom hałasu, co związane jest z brakiem dodatkowych wałków wyrównoważających. Silnik Wankla stosowany jest w autach sportowych, gdzie jego niewielka masa i wielkość w porównaniu do tradycyjnych silników i ich osiągów pozwala na szersze możliwości konstrukcyjne oraz zdecydowanie lepsze osiągi.
Wady silnika Wankla
Nowatorskie rozwiązanie Wankla nie jest pozbawione wad. Szczególnie dotyczy to uszczelnienia poszczególnych komór spalania. W silniku Wankla uszczelnia się obrzeżą komór spalania, stosując skomplikowane rozwiązania na bazie wielu elementów. Przykładem mogą być listwy uszczelniające, zrobione z wytrzymałych spieków ceramicznych, przecinających się z czasem podczas eksploatacji. W konsekwencji prowadzi to do powstawania przedmuchów oraz spadku kompresji, co oznacza spadek mocy oraz problemy z rozruchem silnika. Wiedza na temat silników Wankla jest też stosunkowo niewielka, co utrudnia znalezienie fachowca, który podejmie się naprawy.
Silnik Wankla ma również problemy z chłodzeniem, ponieważ oddaje ciepło tylko przez dwie niewielkie powierzchnie, podczas gdy trzy główne są cały czas ogrzewane jako powierzchnie robocze. Nie ma w nim możliwości regulacji osiągów czy zużycia paliwa, bolączka jest duża emisja spalin, straty termiczne co w dzisiejszych czasach przekłada się na niską konkurencyjność w stosunku do tradycyjnych konstrukcji.
A jednak prace nad unowocześnianiem silnika Wankla ciągle trwają, a sama konstrukcja, mimo upływu lat od opatentowania i wypuszczenia pierwszego działającego prototypu w latach pięćdziesiątych ubiegłego wieku, nie traci nic na nowatorskiej koncepcji innego rozwiązania, niż tradycyjny silnik spalinowy.