Wankelův motor: Jak funguje a jaké jsou jeho výhody?
Wankelův motor, někdy nazývaný také rotační motor, je typ spalovacího motoru s rotačním pístem, který přeměňuje tlak na rotační pohyb. Tento typ motoru přináší mnoho výhod.
Narozdíl od klasického pístového spalovacího motoru se všechny díly Wankelova motoru se otáčejí v jednom směru.
Obsah
Jak funguje Wankelův motor?
Čtyřtaktní cyklus (nasávání, komprese, spalování, výfuk) probíhá mezi vnitřním pláštěm oválného tvaru a rotačním pístem, který má tvar trojúhelníku.
Tento motor narvhl německý inženýr Felix Wankel, který v roce 1929 dostal na tento motor patent. Wankelové motory jsou jen zážehové, vznětové byly testovány pouze v laboratorních podmínkách, ale nebyly použity v žádném automobilu.
Koňská síla: Co představuje a proč je důležitá?
Wankelův motor dokáže vyvinout 1 koňskou sílu na 0,45 kg své hmotnosti. To znamená, že motor, který má 100 kg, dokáže vyvinout výkon cca 222 koňských sil, což je opravdu obdivuhodné.
Historie Wankelova motoru ve zkratce:
V roce 1951 zahájila společnost NSU Motorenwerke AG v Německu vývoj tohoto motoru, přičemž byly postaveny dva modely. První motor vytvořil Felix Wankel a druhý motor Hanns Dieter Paschke.
Na základ moderního Wankelova motoru byl použit motor, který vytvořil Hanns Dieter Paschke, takže tento motor by se neměl nazývat Wankelův motor, ale Paschkeho motor.
Motor Hannse Dietera Paschkeho:
V roce 1960 podepsala Německá firma NSU a Americká firma Curtiss-Wright, společnou dohodu. NSU se soustředila na vývoj Wankelových motorů s nízkým a středním výkonem a společnost Curtiss-Wright vyvinula motory s vysokým výkonem, včetně leteckých motorů.
Mnozí výrobci podepsali licenční smlouvy na vývoj Wankelova motoru, zejména díky jeho plynulosti, tichému chodu, jednoduchému designu a vysokému výkonu. Mezi nimi byli Alfa Romeo, American Motors, Ford, Citroen, General Motors, Mazda, Mercedes-Benz, Nissan, Porsche, Rolls-Royce, Suzuki a Toyota.
Společnost Curtiss-Wright vylepšovala ve Spojených Státech základní design tohoto motoru, ve Spojeném Království se naopak rozvíjela dvoutaktní dieselová verze Wankelova motoru a společnost Deere & Company navrhla verzi, která byla schopna používat různá paliva.
Konstrukce Wankelova motoru
Ve Wankelově motoru probíhají čtyři cykly spalovacího procesu v prostoru mezi rotorem a vnitřkem krytu motoru. V místech, kde se setkává rotující píst s vnitřním pláštěm krytu motoru, se nachází těsnění, které zajišťuje, že mezi rotorem a pláštěm vzniknou tři izolované prostory.
Tyto prostory se rotací pístu nejen posouvají ve směru rotace, ale zároveň zvětšují a zmenšují svůj objem. Každý rotor Wankelova motoru obklopuje oválný plášť. Rotor má tvar trojúhelníku se zaoblenými okraji ve tvaru luku.
Písty motoru: Co všechno musí vydržet a jaká je jejich funkce?
Písty rotují (krouží) kolem hřídele, která je označována jako excentrická hřídel nebo i E-hřídel a prochází středem rotoru. Krouživý pohyb pístu zajišťuje velké ozubené kolo s vnitřním ozubením, které je umístěno ve středu rotoru.
Malé ozubené kolo, o které zabírá ozubené kolo rotoru, je pevně připevněno k hřídeli. Směs vzduchu a benzínu se nasává kanálem a po stisknutí se zapálí jiskrou zapalovací svíčky. Po expanzi a provedení práce se spaliny odvádějí do výfukového potrubí. Vnitřek pístu je chlazený olejem, skříň a víko motoru jsou chlazeny vodou.
Ve všech třech komorách probíhá čtyřtaktní spalovací cyklus postupně, a to:
Sání vzduchu a paliva
Komprese a zážeh
Expanze a výfuk
Tři otočení excentrického hřídele se rovnají jednomu otočení rotoru. Jako otáčky se udávají otáčky hřídele. Wankelové motory mají proto vyšší maximální otáčky (cca 9000 ot/min) než pístové motory podobného výkonu.
Měření komprese: Jaké informace zjistí o stavu motoru?
Jelikož Wankelův motor využívá úplně jiné principy než klasický pístový spalovací motor, není možné jejich přímé srovnání. Rychlost proudění, tepelné ztráty, charakteristiky povrchové teploty jsou odlišné.
Výhody Wankelova motoru:
mnohem vyšší poměr výkonu k hmotnosti než pístový motor
kompaktnost (přibližně jedna třetina velikosti pístového motoru)
žádné vratné části
je schopen dosáhnout vyšších otáček za minutu než pístový motor
nevytváří téměř žádné vibrace
motor obsahuje méně částí, jeho výroba je tedy levnější
v některých Wankelových motorech zůstává motorový olej nekontaminovaný spalovacím procesem
motory jsou mnohem lehčí a jednodušší, protože obsahují méně pohyblivých částí
práce ventilů se provádí pomocí jednoduchých svodů vložených do stěny bloku rotoru
Wankelův motor má výše zmíněné výhody, které umožnily jeho nasazení v automobilech, motocyklech, závodních automobilech, letadlech, motokárách, sněžných skútrech a podobně.
Životnost Wankelova motoru:
Wankelova rotorová pouzdra jsou neustále zahřívána na jedné straně a chlazena na druhé, což vede k vysokým lokálním teplotám a nerovnoměrné tepelné roztažnosti. I když to klade vysoké nároky na použité materiály, jednoduchost motorů usnadňuje použití alternativních materiálů, jako jsou exotické slitiny a keramika.
První motory měly vysoký výskyt ztrát na těsnosti mezi rotorem a vnitřním pláštěm krytu motoru. Tyto motory potřebovaly přetěsnit nejednou již po 30 000 km. Dnešní Wankelové motory od Mazdy potřebují přetěsnit po 80 000 km až 140 000 km.
Pokud majitel motor po určitém nájezdu km nepřetěsnil, následovala ztráta komprese, která se projevovala těžkými studenými starty a nakonec se motor nedal nastartovat vůbec.
Mazdy začaly používat Wankelův motor již od roku 1957, tedy již před 50 lety, ale se skončením výroby Mazdy RX-8 v roce 2012 tak Wankelovu rotačnímu motoru v sériové výrobě odbila poslední hodina - respektive až donedávna, jelikož Mazda oznámila návrat Wankelova motoru.