Testna vožnja u potrazi za snom: od Wankela do HCCI motora
Kako je rotacijski motor pomogao japanskoj marki Mazda da postane ono što je danas
60 godina nakon stvaranja prvog radnog prototipa Wankel motora, 50 godina nakon njegovog lansiranja od strane Mazde i službene objave tvrtke da je stvorila funkcionalni HCCI motor, ovo je prilika da se vratimo u povijest ovog jedinstvenog motora. toplotna mašina.
Mazda više ne skriva činjenicu da je razvoj motora koji radi u širokom radnom rasponu u HCCI modovima – odnosno homogeno miješanje i kompresijsko paljenje, bio uspješan, te namjerava započeti serijsku proizvodnju takvog motora od 2019. godine. Nije ni čudo da Mazda uvijek može iznenaditi automobilsku zajednicu. Čak je i letimičan pogled na povijesne anale brenda dovoljan da se pronađu izvori ove izjave. Donedavno je japanska tvrtka bila jedini i gorljivi nositelj Wankelove ideje i prvi proizvođač automobila s motorima na Millerov ciklus (Mazda Xedos 9 od 1993. do 2003., a zatim Demio, u Europi poznata kao Mazda 2).
Ovdje vrijedi spomenuti dizelski motor Comprex s valovitom kompresijom, kaskadnu, dvomlaznu i prisilnu promjenjivu geometriju za benzinski motor (različite verzije Mazde RX-7), sustave aktivnog upravljanja stražnjom osovinom 626 iz kasnih 80-ih. godina, jedinstveni i-Stop start-stop sustav, u kojem je pokretanje potpomognuto procesom izgaranja, te sustav povrata energije pomoću i-Eloop kondenzatora. Na kraju, imajte na umu činjenicu da je to jedini japanski proizvođač koji je osvojio 24 sata Le Mansa - s automobilom na Wankelov pogon, naravno! Što se tiče stila, modeli kao što su Luce, kultni Wankel Cosmo Sport, RX-7 i RX-8, MX-5 Roadster i Mazda 6 dovoljno govore o jedinstvenosti marke na ovom području. Ali to nije sve – posljednjih su godina Skyactiv motori pokazali ne samo da je pred motorima s unutarnjim izgaranjem još dug put, već da im Mazda može pokazati vlastiti put.
Puno više o razvoju inženjera tvrtke reći ćemo nakon našeg nadolazećeg posjeta na poziv Mazde u Japan krajem listopada. Međutim, razlozi za ovaj članak nisu jedini koji se mogu naći u gornjem podnaslovu. Jer da bismo razumjeli razloge zbog kojih su Mazdini tvorci mogli stvoriti svoj HCCI motor, možda ćemo se morati vratiti u povijest tvrtke.
Rotacijski motor kao osnova za Skyactiv-X
Pitajte ultramaratonca koji je prešao rutu od 160 kilometara hoće li biti problema s odvozom standardnog maratona od 42 kilometra. Pa, možda ih neće trčati dva sata, ali definitivno može nastaviti barem još 42 sata prilično pristojnom brzinom. S ovim načinom razmišljanja, ako je sjedište vaše tvrtke u Hirošimi, ako ste se desetljećima borili s velikim problemima rotacije klipa rotacijskog motora i riješili stotine problema s podmazivanjem ili emisijama, efektima valova i turbopunjačem, ili posebno procesima izgaranja u srpastim komorama s varijabilnim blokom volumen temeljen na Wankelu, možete imati mnogo stabilniju osnovu za izgradnju HCCI motora. Službeni početak projekta Skyactiv dan je prije točno deset godina, 2007. (iste godine kada je Mercedes predstavio sofisticirani prototip motora HCCI Diesotto), a tada se još proizvodila Mazda RX-8 s Wankelovim pogonom. Kao što znate, inženjeri japanske tvrtke eksperimentiraju s HCCI načinima rada upravo pri razvoju prototipova Skyactiv-R rotacijskih motora. Vjerojatno je projekt HCCI, nazvan Mazda SPCCI (Spark Plug Conrolled Compression Ignition) ili Skyactiv-X, uključio inženjere kako iz odjela rotacijskih tako i iz odjela za benzinske i dizelske motore, jer čak i u razvoju procesa izgaranja u Skyactiv-D smo može prepoznati rukopis ljudi uključenih u razvoj HCCI procesa. Sam Bog zna kada se evolucija Skyactiav motora pretvorila u homogeni motor s uzburkavanjem i samozapaljenjem – poznato je da su Mazdini inženjeri odavno uključeni u ovu temu – ali to se vjerojatno dogodilo dok je Wankel motor još bio živ.
Desetljeća proizvodnje rotacijskih automobila, većinom sama, možda Mazdi neće donijeti ozbiljan financijski povrat, ali će također donijeti priznanje za nepokolebljiv duh, pronalaženje rješenja za sve vrste problema, nevjerojatnu ustrajnost i, kao rezultat toga, gomilanje golemo i vrlo neprocjenjivo iskustvo. Međutim, prema Kiyoshi Fujiwara, koji je odgovoran za planiranje proizvoda u Mazdi, svaki od dizajnera uključenih u projekt Skyactiv nosi duh Wankel motora, ali se pretvara u priliku za poboljšanje konvencionalnog motora. Ili u netradicionalnom HCCI-ju. “Ali strast je ista. Ona je ta koja čini Skyactiv stvarnošću. Ova prava avantura postala je najveća radost u mom životu. Istina je da svaka tvrtka proizvodi automobile kako bi ih prodala i zaradila”, objašnjava Seita Kanai, voditeljica razvoja u Mazdi, “ali vjerujte mi, za nas u Mazdi činjenica da su automobili koje proizvodimo jednako važni. nastaju u našim srcima, a svaki put njihova izgradnja za nas postaje romantična avantura. Glavna pokretačka snaga ovog procesa je naša strast. Biti najbolji moja je inženjerska romansa.”
San mladog čovjeka
Možda su 60-ih godina prošlog stoljeća inženjeri nedavno izdanog prvog Mazdinog automobila pronašli "vlastiti inženjerski roman" u Wankelovom motoru. Zato što je rotacijski motor rođen iz sna 17-godišnjeg njemačkog dječaka 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 pola turbina, pola klip. U to vrijeme još nije imao temeljna znanja o klipnim motorima s unutarnjim izgaranjem, ali je intuitivno vjerovao da njegov motor može obaviti četiri ciklusa rada – usis, kompresiju, akciju i ispuh kada se klip okreće. Upravo će ga ta intuicija dugo vremena voditi do stvaranja funkcionalnog rotacijskog motora, što su drugi dizajneri bezuspješno pokušavali nebrojeno puta od 16. stoljeća.
Wankelov otac umro je tijekom Prvog svjetskog rata, nakon čega je mladić prodavao tiskane radove i čitao mnogo tehničke literature. Godine 1924., u dobi od 22 godine, osnovao je mali laboratorij za razvoj rotacijskog motora, a 1927. napravio je prve nacrte "Die Drehkolbenmaschine" (stroj s rotacijskim klipom). Godine 1939. genijalno Ministarstvo zrakoplovstva otkrilo je racionalno zrnce u rotacijskom motoru i obratilo se Hitleru, koji je osobno naredio puštanje Wankela, koji je tada bio u zatvoru po nalogu lokalnog Gauleitera, te opremanje eksperimentalnog laboratorija na jezeru. Constance. Tamo je dizajnirao prototipove za BMW, Lillethal, DVL, Junkers i Daimler-Benz. Međutim, prvi eksperimentalni Wankel motor pojavio se prekasno da bi pomogao opstanku Trećeg Reicha. Nakon predaje Njemačke, Francuzi su zatvorili Wankela - isto što su već učinili s 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 s razvojem rotacijskih motora i kompresora za industrijsku upotrebu. Godine 1951. ambiciozni dizajner uspio je uvjeriti šefa NSU odjela za sportske motocikle Waltera Fredea na suradnju. Wankel i NSU usmjerili su svoje napore na rotacijski motor s komorom u obliku jabuke (trohoida) i trokutastim klipom lučne stijenke. Godine 1957. izgrađen je prvi radni prototip motora pod imenom DKN. Ovo je datum rođenja Wankelovog motora.
60-e: obećavajuća budućnost rotacijskog motora
DKM pokazuje da rotacijski motor nije samo san. Pravi praktični Wankel motor u obliku fiksne karoserije kakav poznajemo je sljedeći KKM. NSU i Wankel zajednički su implementirali rane ideje vezane uz brtvljenje klipa, pozicioniranje svjećica, punjenje rupa, čišćenje ispušnih plinova, podmazivanje, procese izgaranja, materijale i proizvodne nedostatke. Međutim, mnogi problemi ostaju...
To ne sprječava NSU da službeno objavi stvaranje motora budućnosti 1959. godine. Više od 100 tvrtki nudi tehničku suradnju, uključujući Mercedes, Rolls-Royce, GM, Alfa Romeo, Porsche, Citroen, MAN i brojne tvrtke iz strojarstva kupuju licence. Među njima je i Mazda, čiji predsjednik Tsunei Matsuda u motoru vidi veliki potencijal. Uz istovremene konzultacije s inženjerima NSU-a, Mazda uspostavlja vlastiti odjel za razvoj motora Wankel, koji u početku uključuje 47 inženjera.
New York Herald Tribune proglašava Wankel motor revolucionarnim izumom. Tada su dionice NSU-a doslovce eksplodirale - ako su se 1957. trgovale za 124 njemačke marke, da bi 1960. dosegle kozmičkih 3000! Godine 1960. predstavljen je prvi automobil s Wankelovim pogonom, NSU Prinz III. Slijedio ga je u rujnu 1963. NSU Wankel Spider s jednokomornim motorom od 500 ccm, 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 vrijeme) omogućio je malogabaritni twin-rotor motor KKM 0,35. Mjenjač ima hidrauličku spojku, četiri disk kočnice, a prednji dio se nalazi uz mjenjač. Ro 612 bio je toliko impresivan za svoje vrijeme da je 80. osvojio titulu automobila godine. Sljedeće godine Felix Wankel doktorirao je na Tehničkom sveučilištu u Münchenu i dobio zlatnu medalju Njemačkog saveza inženjera, najprestižniju nagradu za znanstvena i tehnička dostignuća u Njemačkoj.
(pratiti)
Tekst: Georgy Kolev
