Wankelův motor s rotačním pístem
Na autosalonu v Ženevě se představil koncept Audi A1 E-Tron, který vlastně není ničím jiným, než jen malým hybridem do města. Vlastně bychom se jím nijak zvlášť nezabývali, kdyby nepřišel s jednou zajímavostí – záložním spalovacím motorem, kterým není klasický pístový motor, ale jednotka s rotačním pístem, kterou vynalezl Felix Wankel. Tak nás to inspirovalo a rozhodli jsme se, že vás s netradičním rotačním motorem Wankel seznámíme.
Kdo byl Felix Wankel?
Původně vlastně Wankel ani nezamýšlel, že bude konstruktérem. Vlastně nikdy nevystudoval školu podobného zaměření, zejména i díky nedostatku financí v rodině. O techniku se ale zajímal a začal se zabývat problémem utěsnění pohyblivých součástí strojních zařízení při vysokém tlaku a teplotě, hlavně u motorů.
Na myšlenku motoru s rotačním pístem přišel už v roce 1924 a po roce 1926 začal pracovat ve vlastní konstruktérské dílně, která vyvíjela součástky hlavně pro letecké motory. Jeho služeb využilo i nacistické Německo, Felix Wankel byl dokonce i členem NSDAP. Později ale ze strany vystoupil a byl dokonce i zatčen. Nicméně po propuštění začal znovu pracovat, tentokrát přímo pro armádu. Vynálezy jeho dílny našly uplatnění v leteckých motorech a zbraňových systémech, zejména pak novátorské typy těsnění a rotační ventily.
Na konci války byla ale Wankelova dílna zničena a sám konstruktér byl znovu zatčen a uvězněn. Veškerá dokumentace byla zabavena a říká se, že kdyby Wankel nepřišel o své nákresy, výpočty a poznámky, jeho motor by se prosadil mnohem dříve. Po propuštění začal znovu pracovat a v roce 1951 se dočkal podpory od Sdružení německých průmyslníků, které pomohlo zainvestovat nové vývojové centrum v Lindau. To už se Felix Wankel plně věnoval myšlence sestrojení motoru s rotačním pístem.
Kdy se prvně objevil rotační motor?
Myšlenka motoru s rotačním pístem zaujala automobilku NSU, která později podporovala jeho vývoj a Felix Wankel pro ni začal pracovat. První prototyp motoru byl vyzkoušen 1. února 1957 a test byl vesměs úspěšný.
V lednu 1960 byl motor s rotačním pístem předveden odborníkům a tisku a ihned se stal senzací. Vynálezu pak už nikdo neřekl jinak než Wankelův motor. Práva na používání motoru zakoupilo několik významných společností, a tak se rozšířil také například do letectví.
Již v roce 1960 byl motor typu KKM 250 vyzkoušen v automobilu NSU Prinz. Pod kapotou sériového vozu byl prvně představen v roce 1963 na autosalonu ve Frankfurtu. Motor Wankel dostal vůz NSU Spider a v roce 1964 se stal prvním prodávaným automobilem s rotačním motorem.
V roce 1967 byl představen automobil NSU Ro 80, který byl jako první vyvíjen pouze pro zástavbu motoru Wankel. NSU Ro 80 byl ve své době velmi nadčasový a moderní automobil s poloautomatickou převodovkou. Rotační motor měl dvě komory, každá o objemu 0,5 l, a jeho nejvyšší výkon byl 115 koní. Tehdy se jednalo o velmi slušné číslo.
NSU Ro 80 si díky vysokému výkonu, nadčasovému designu a dobré bezpečné ovladatelnosti (mělo pohon předních kol) vysloužilo v roce 1968 od novinářů titul Auto roku. V roce 1967 ještě kotoučové brzdy na všech kolech, nezávislé zavěšení kol nebo posilovač řízení nebyly věci, které by patřily ke standardní výbavě všech aut.
Jenže později se začaly projevovat první problémy Wankelova motoru, které pak vlastně stály za jeho koncem. K tomu se ale dostaneme.
Wankelův motor s rotačním třívrcholovým pístem se liší od klasického pístového motoru především tím, že nepotřebuje složitý klikový mechanismus pro převod posuvného pohybu na otáčivý. Rotační motor je navíc téměř dokonale vyvážen, takže chod motoru je tichý a kultivovaný. Wankelův motor je velmi lehký, konstrukčně jednoduchý, až primitivní.
Narozdíl od pístového motoru, který může provádět v daném okamžiku jen jednu činnost – sání, stlačení, expanzi a pak výfuk, v případě motoru Wankel jsou všechny čtyři doby prováděny současně. Z počátku se experimentovalo jak s dvouvrcholovým pístem, tak i se čtyřvrcholovým, ale nakonec právě třívrcholové uspořádání se ukázalo jako nejlepší – rotační píst tedy připomíná tvarem „nafouklý trojúhelník“.
Výhodou motoru s rotačním pístem je jeho konstrukční jednoduchost. Právě díky absenci vačkové hřídele a klikového mechanismu zabírá celá konstrukce velmi málo místa a je lehká, proto našla své uplatnění i v motocyklech.
Postupný konec
Zatímco byl zpočátku Wankelův motor přijímán s nadšením, postupem času začaly vyplouvat na povrch jeho hlavní nedostatky – vyšší spotřeba paliva a oleje a kupodivu i nižší spolehlivost, která právě měla být jeho hlavní výhodou vyplývající z konstrukční jednoduchosti.
Problém Wankelova motoru spočívá v tom, že jeho spalovací prostor nemá kompaktní tvar a výhodný poměr mezi povrchem a objemem. A to způsobuje ztrátu tepla (energie), která se projevuje vyšší spotřebou paliva (spalováním benzínu vzniká teplo – energie).
Wankelův motor také vykazuje velkou spotřebu oleje. Ovšem nejzávažnějším problémem bylo velké opotřebení pístů a komory, což vedlo k reklamacím prvních aut. Během počátečních let se podařilo problémy s těsněním pístu a s jeho opotřebením vyřešit, ale reputace modelu NSU Ro 80 klesla na úplné dno a stal se prakticky neprodejným.
Plno lidí začalo hledat možnosti, jak nespolehlivý Wankelův motor v prvních modelech Ro 80 nahradit jiným motorem. Objevili, že se do motorového prostoru NSU Ro 80 vejde jen čtyřválec Ford V4 Essex, který používal první Transit. Na místo nejkultivovanějšího a nejtiššího motoru své doby tak přišel nejhlučnější a nejvíce vibrující motor…
Ačkoli ale model NSU Ro 80 v roce 1977 skončil, aniž by dostal nástupce, Audi, které NSU v roce 1969 koupilo, se při návrhu sedanu Audi 100 inspirovalo právě u NSU Ro 80.
Wankelův motor přežil díky Mazdě
Po neúspěchu ve vozech NSU prakticky Wankelův motor z Evropy zmizel, ale japonská Mazda se ho držela stále, už od roku 1967.
Mazda investovala do vývoje značné sumy a postupem času dokázala zbavit motor s rotačním pístem všech známých neduhů. Zůstala jen vyšší spotřeba oleje a benzínu. Nicméně na závodní dráze motor sklízel úspěchy a například při 24h Le Mans v roce 1991 s ním Mazda 787B zvítězila. Bylo to první, ale také jediné vítězství jiného než klasického spalovacího pístového motoru v Le Mans.
Dodnes je rotační motor Wankel používán ve voze Mazda RX-8, který určitě dobře znáte. Mazda sice oznámila, že se vrátí s modelem RX-7, ale vývoj nové generace rotačního motoru vázne. Doufejme však, že tato zajímavá myšlenka nezanikne a Wankelův motor přežije.
autoweb.cz
