Probna vožnja u potrazi za snom: od Wankel do HCCI motora
Kako je rotacioni motor pomogao japanskoj marki Mazda da postane ono što je danas
60 godina nakon stvaranja prvog radnog prototipa Wankel motora, 50 godina nakon što ga je Mazda lansirala i službene objave kompanije da je kreirala funkcionalan HCCI motor, ovo je povod da se vratimo u povijest ovog jedinstvenog toplotni motor.
Mazda više ne krije da je razvoj motora koji radi u širokom radnom rasponu u HCCI režimima – odnosno homogeno miješanje i kompresijsko paljenje, bio uspješan, te namjerava započeti serijsku proizvodnju takvog motora od 2019. godine. Nije ni čudo što Mazda uvijek može iznenaditi automobilsku zajednicu. Čak je i letimičan pogled na istorijske anale brenda dovoljan da se pronađu izvori ove izjave. Japanska kompanija je donedavno bila jedini i revnosni nosilac Wankel ideje i prvi proizvođač automobila sa motorima koji rade na Millerovom ciklusu (Mazda Xedos 9 od 1993. do 2003., a potom i Demio, u Evropi poznat kao Mazda 2).
Ovdje vrijedi spomenuti Comprex dizel motor s valovom kompresijom, kaskadno, twin-mlaz i prisilno varijabilnu geometriju za benzinski motor (različite verzije Mazde RX-7), aktivni sistem upravljanja stražnjom osovinom 626 iz kasnih 80-ih. godine, jedinstveni i-Stop start-stop sistem, u kojem je pokretanje podržano procesom sagorevanja, i sistem za rekuperaciju energije koji koristi i-Eloop kondenzatore. Na kraju, imajte na umu činjenicu da je to jedini japanski proizvođač koji je osvojio 24 sata Le Mansa - naravno sa automobilom na Wankel! Što se tiče stila, modeli kao što su Luce, kultni Wankel Cosmo Sport, RX-7 i RX-8, MX-5 Roadster i Mazda 6 govore o jedinstvenosti brenda u ovoj oblasti. No, to nije sve – posljednjih godina, Skyactiv motori su pokazali ne samo da motor s unutarnjim izgaranjem još treba preći dug put, već i da mu Mazda može pokazati svoj put.
Puno više o razvoju inženjera kompanije reći ćemo nakon naše predstojeće posjete na poziv Mazde Japanu krajem oktobra. Međutim, razlozi za ovaj članak nisu jedini koji se mogu naći u gornjem podnaslovu. Jer da bismo razumjeli razloge zbog kojih su Mazdini tvorci uspjeli stvoriti svoj HCCI motor, možda ćemo se morati vratiti u istoriju kompanije.
Rotacijski motor kao osnova za Skyactiv-X
Pitajte ultramaratonca koji je prošao rutu od 160 kilometara da li će biti problema s prelaskom standardnog maratona od 42 kilometra. Pa, možda ih neće trčati dva sata, ali definitivno može nastaviti još najmanje 42 sata prilično pristojnim tempom. S ovim načinom razmišljanja, ako je vaša kompanija sa sjedištem u Hirošimi, ako ste se desetljećima borili s ogromnim problemima rotacije klipa rotacionog motora i riješili stotine problema s podmazivanjem ili emisijama, efektima valova i turbo punjenjem, ili posebno procesima sagorijevanja u srpastim komorama s promjenjivim blokom Volumen baziran na Wankelu, možete imati mnogo stabilniju osnovu za izgradnju HCCI motora. Zvaničan početak projekta Skyactiv dat je prije tačno deset godina, 2007. (iste godine kada je Mercedes predstavio sofisticirani prototip HCCI Diesotto motora), a tada je još uvijek bila u proizvodnji Mazda RX-8 na Wankel. Kao što znate, inženjeri japanske kompanije eksperimentišu sa HCCI režimima rada upravo kada razvijaju prototipove Skyactiv-R rotacionih motora. Verovatno je projekat HCCI, nazvan Mazda SPCCI (Spark Plug Conrolled Compression Ignition) ili Skyactiv-X, uključivao inženjere kako iz rotacionog odeljenja tako i iz sektora za benzinske i dizel motore, jer smo čak iu razvoju procesa sagorevanja u Skyactiv-D može prepoznati rukopis ljudi uključenih u razvoj HCCI procesa. Bog zna kada se evolucija Skyactiav motora pretvorila u homogen motor sa agitacijom i samozapaljenjem – odavno je poznato da su Mazdini inženjeri uključeni u ovu temu – ali to se vjerovatno dogodilo kada je Wankel motor još bio živ.
Desetljeća proizvodnje rotacionih automobila, većina njih sama, možda neće donijeti Mazdi ozbiljan financijski povrat, ali će donijeti priznanje nepokolebljivom duhu, pronalaženju rješenja za sve vrste problema, nevjerovatnoj upornosti i, kao rezultat, gomilanju ogromno i veoma neprocenjivo iskustvo. Međutim, prema Kiyoshi Fujiwara, koji je odgovoran za planiranje proizvoda u Mazdi, svaki od dizajnera uključenih u Skyactiv projekat nosi duh Wankel motora, ali se pretvara u priliku za poboljšanje konvencionalnog motora. Ili u netradicionalnom HCCI. „Ali strast je ista. Ona je ta koja čini Skyactiv stvarnošću. Ova prava avantura je postala najveća radost u mom životu. Istina je da svaka kompanija proizvodi automobile da bi prodala i zaradila,” objašnjava Seita Kanai, šef razvoja u Mazdi, “ali vjerujte mi, za nas u Mazdi, činjenica da su automobili koje proizvodimo jednako važna. nastaju u našim srcima i svaki put njihova izgradnja za nas postane romantična avantura. Glavna pokretačka snaga ovog procesa je naša strast. Biti najbolji je moja inženjerska romansa.”
San mladića
Možda su 60-ih godina, inženjeri nedavno objavljenog prvog Mazdinog automobila pronašli "sopstveni inženjerski roman" u Wankel motoru. Jer rotacioni motor je rođen iz sna 17-godišnjeg nemačkog dečaka 1919. godine i njegovo ime je Felix Wankel. Tada, rođen 1902. u njemačkoj regiji Lahr (gdje su rođeni Otto, Daimler i Benz), rekao je svojim prijateljima da njegov automobil iz snova ima motor koji je bio pola turbina, pola klip. U to vrijeme još nije imao osnovno znanje o klipnim motorima s unutrašnjim sagorijevanjem, ali je intuitivno vjerovao da njegov motor može obaviti četiri ciklusa rada – usis, kompresiju, djelovanje i izduv kada se klip okreće. Upravo će ga ta intuicija još dugo voditi da stvori radni rotacioni motor, što su drugi dizajneri bezuspješno pokušavali nebrojeno puta od 16. stoljeća.
Wankelov otac je umro tokom Prvog svetskog rata, nakon čega je mladić prodavao štampana dela i čitao mnogo tehničke literature. Godine 1924, sa 22 godine, osnovao je malu laboratoriju za razvoj rotacionog motora, a 1927. napravio je prve crteže "Die Drehkolbenmaschine" (mašine sa rotacionim klipom). Godine 1939., genijalno Ministarstvo vazduhoplovstva otkrilo je racionalno zrno u rotacionom motoru i obratilo se Hitleru, koji je lično naredio da se oslobodi Vankel, koji je tada bio u zatvoru po nalogu lokalnog Gauleitera, i da se opremi eksperimentalna laboratorija na jezeru. Constance. Tamo je dizajnirao prototipove za BMW, Lillethal, DVL, Junkers i Daimler-Benz. Međutim, prvi eksperimentalni Wankel motor došao je prekasno da bi pomogao u opstanku Trećeg Rajha. Nakon predaje Njemačke, Francuzi su zatvorili Vankela - isto što su već učinili sa Ferdinandom Porscheom. Godinu dana kasnije, Felix je pušten i, u nedostatku produktivnijeg zanimanja, počeo je pisati knjigu o motorima s rotacijskim klipom. Kasnije je osnovao Tehnički institut za inženjerska istraživanja i nastavio sa razvojem rotacionih motora i kompresora za industrijsku upotrebu. Godine 1951. ambiciozni dizajner uspio je uvjeriti šefa odjela za sportske motocikle NSU, Waltera Fredea, da sarađuje. Wankel i NSU usredotočili su svoje napore na rotacijski motor s komorom u obliku jabuke (trohoidne) i trokutastim klipom sa lučnim zidovima. Godine 1957. napravljen je prvi radni prototip motora pod imenom DKN. Ovo je datum rođenja Wankel motora.
60-e: obećavajuća budućnost rotacionog motora
DKM pokazuje da rotacioni motor nije samo san. Pravi praktičan Wankel motor u obliku fiksne karoserije koji poznajemo je sljedeći KKM. NSU i Wankel su zajedno implementirali rane ideje vezane za zaptivanje klipa, pozicioniranje svjećica, punjenje rupa, čišćenje izduvnih gasova, podmazivanje, procese sagorijevanja, materijale i proizvodne praznine. Ipak, mnogi problemi ostaju...
To ne sprečava NSU da zvanično objavi stvaranje motora budućnosti 1959. godine. Više od 100 kompanija nudi tehničku saradnju, uključujući Mercedes, Rolls-Royce, GM, Alfa Romeo, Porsche, Citroen, MAN i brojne mašinske kompanije kupuju licence. Među njima je i Mazda, čiji predsjednik Tsunei Matsuda vidi veliki potencijal u motoru. Uz istovremene konsultacije sa inženjerima NSU-a, Mazda osniva vlastiti odjel za razvoj Wankel motora, koji u početku uključuje 47 inženjera.
New York Herald Tribune proglašava Wankel motor revolucionarnim izumom. U to vrijeme akcije NSU-a su bukvalno eksplodirale – ako su 1957. trgovale za 124 njemačke marke, onda su 1960. dostigle kosmičkih 3000! 1960. godine predstavljen je prvi automobil na Wankel pogon, NSU Prinz III. Slijedio je u septembru 1963. NSU Wankel Spider sa jednokomornim motorom od 500 cc, koji je dvije godine kasnije osvojio njemačko prvenstvo. Međutim, senzacija na sajmu automobila u Frankfurtu 3. bio je novi NSU Ro 1968. Elegantna limuzina, koju je dizajnirao Klaus Lüthe, avangardna je u svakom pogledu, a njeni aerodinamični oblici (faktor protoka od 80 sam po sebi čini automobil jedinstvenim za svoje vreme) omogućio je mali motor sa dva rotora KKM 0,35. Menjač ima hidraulično kvačilo, četiri disk kočnice, a prednji deo se nalazi pored menjača. Ro 612 je bio toliko impresivan za svoje vrijeme da je 80. osvojio auto godine. Sledeće godine, Feliks Vankel je doktorirao na Tehničkom univerzitetu u Minhenu i dobio zlatnu medalju Nemačke federacije inženjera, najprestižniju nagradu za naučna i tehnička dostignuća u Nemačkoj.
(pratiti)
Tekst: Georgy Kolev
