Az autóiparban – beleértve a motorsport világát is – rengeteg egzotikus megoldással találkozhatunk, amik hatására az igazi petrolheadek szempillantásnyi időtartamnak érzékelik azokat az amúgy is rövid órákig tartó sörözéseket, amiken ezek szóba kerülnek. Kétségtelen, hogy a Wankel  (más néven rotációs, bolygódugattyús vagy forgótárcsás) motor az egyik, ha nem a legfeltűnőbb megoldás.
Na de mégis mi az a Wankel? Hogyan működik és miért számít ritkaságnak? Kísérleti cikksorozatunk, az Autópornó első részében ezzel a kérdéssel foglalkozom.

Az ötlet

Az alapkoncepció Felix Wankel német gépészmérnök fejéből pattant ki még a XX. század első harmadában, amire első szabványát 1929-ben kapta meg. Terve a belsőégésű motorok gőzgépektől örökölt alapvető felépítését kérdőjelezte meg, miszerint az égés által előidézett nyomás egy dugattyút kényszerít egyenes irányú mozgásra, majd visszaérkezve az fogja sűríteni a következő robbanás előtti üzemanyag-levegő keveréket. Ennek az egyértelmű hátránya, hogy a dugattyú által végzett mozgást körmozgássá kell alakítani – ezt a “normál” motorok a hajtókarok és a főtengely segítségével érik el. Emellett a hengerekbe az égést szolgáló anyag szelepeken keresztül jut be, amiket megfelelően kell szinkronizálni a dugattyúk mozgásával, hogy egyik reggel az autó beindítása után még véletlenül se kelljen a hengerfejet garázsunk plafonjáról kapargatnunk.
A bolygódugattyús motoroknál a már eleve körmozgást végző működésük miatt nincs szükség ezen átalakításra, illetve szelepekre sem, hiszen az égés a beömlő és kipufogónyílástól külön területen megy végbe.

Felépítés, működés

Így valósul meg a 4 ütem

Na de hogyan is néz ki egy ilyen motor? Szétbontva henger helyett egy epitrochoid alakzatú, fallal rendelkező “tepsivel” találkozhatunk. A közepén helyezkedik el egy fogazattal rendelkező tengely, ami főtengelynek nevezhető, erre a fogazatokra pedig egy furcsa, lekerekített háromszög alakú “dugattyú”, becses nevén tárcsa csatlakozik az annak közepében található kör fogazatain keresztül. A tárcsa sarkai a házzal (ideális esetben) folyamatos kapcsolatban állnak és az ezek által határolt üres helyeket nevezzük kamráknak. A beömlő illetve kipufogónyílás a “tepsi” egyik hosszú oldalán helyezkednek el, míg a gyújtógyertya – vagy gyújtógyertyák – velük szemben. A tárcsa forgásával szívásra kerül az üzemanyag-levegő keverék a kamrába, majd a következő fázisban a sűrítésre kerül sor, ezután kezdi meg az égést a keverék a gyertya szikrájára. Az utolsó fázisba egy (elnyújtott) égés következik, majd a végén a (majdnem teljesen) elégett anyag kerül kipufogásra. A belsőégésű motorok alapvető működésében Felix bácsi tehát nem találta fel a spanyol viaszt, szépen lezajlik az a híres négy ütem.
Tovább nem is taglalnám a működését, nézzük inkább a tényeket.

Beleláthatunk az égési folyamatba

Miért is jó ez nekünk?

Egyértelműen látható, hogy a normál, egyenes irányú mozgást végző dugattyús motorok felépítéséhez képest egy ék egyszerű szerkezetről van szó: nincsenek szelepek, nincs vezérműtengely, minimális szinkronizáció szükséges a motor forgásával (pl.: gyertyák). A kevés alkatrésznek köszönhetően kevesebb azon pontok száma, ahol a szerkezet elromolhat, olcsóbb a gyártás, valamint jóval kisebb helyet is foglal el az egész szerkezet, “többtepsis” kivitelnél pedig szimplán egymás alá helyezhetőek az egységek. Egyszerűsége és elméleti megbízhatósága miatt hajdanán repülőgépekben is kísérleteztek/használták az ilyen felépítésű motorokat.
Előnyei közé tartozik még, hogy a körmozgás végzése miatt nem keletkezik annyi vibráció, valamint amiatt, hogy mindhárom kamrában lezajlik a munkaütem – vagyis minden főtengely fordulatra jut egy égés – sokkal finomabb működést eredményez.
További előnye, hogy literteljesítménye sokkal magasabb, mint a hagyományos belsőégésű motoroké, ez az előny azonban megosztó, sokan úgy vélik, hogy nem lehet egyértelmű párhuzamot vonni egy dugattyús és egy forgótárcsás motor literteljesítményének jelentése között.
A rizsrakéta imádók is szeretni fogják, ugyanis ezek a motorok kifejezetten magas fordulatszámot képesek elérni. A 2012-es Mazda RX-8 például a maximális ~230 lóerejét 8500-as fordulaton adta le, míg nyomatékát 5500 körül. Szóval lehetett pörgetni rendesen.

De mi fáj?

Az fáj, hogy tönkremegy. Mármint persze, elméletben kevesebb alkatrészből áll, azonban a tömítés kérdését a mai napig nem sikerült tökéletesen megoldani. A tárcsa 3 sarkán, valamint a ház alján és tetején is meg kell oldani, hogy a kamrák között semmilyen folyadék, gáz, lángcsóva, tűz, kiskutya és pörköltszaft se jusson át. Ebben az sem segít, hogy az égés a ház egyik részén következik be, így azon és a többi rész között magas hőmérsékletkülönbség alakulhat ki. A pontos illesztés pedig kenést igényel, különben jelentős mértékű kopás keletkezik a motorban. A tárcsa és a fal közötti kenésre a mai napig nem sikerült az oldschool módszeren kívül megoldást találni, az oldschool módszer pedig, hogy az üzemanyag-levegő keverékhez motorolaj kerül befecskendezésre, csak úgy, mint egy kétütemű motornál. Ez persze máris szüli a következő problémát, még pedig a magas káros anyag kibocsátást, ami a mai autóiparban egy igen kényes téma. Nem ritka tehát, hogy egy Wankel motorral rendelkező autóban 80-150 ezer kilométer között a motor bármikor azt mondhatja, hogy köszöni szépen, neki ez így elég volt.

Egy megkopott tárcsasarok

Ezen felül a motor fogyasztása sem az igazi, hiába az elméleti nagyobb literteljesítmény, a hasonló teljesítményű motorok kevesebbet fogyasztanak.
No meg aztán van hátránya magának az alap elképzelésnek is: a felület, ahol az égés végbemegy és kifejti erejét nagyon nagy, ezáltal ezek a motorok nem rendelkeznek a teljesítményhez képest túlságosan kiemelkedő nyomatékkal. Az égési folyamatot rontja az is, hogy egy elnyújtott égésről van szó, ami miatt a menőzni vágyó tulajdonosok között az vállt szokássá, hogy eltüntetnek minden útba eső komponenst a kipufogóból (pl. katalizátor) emiatt az égés egészen a szabad levegőig is el tud jutni.

A menő cucc

Na de akkor még egyszer: miért is jó ez nekünk?

Fogalmam sincs, talán mazochizmus. Rengeteg pénzzel jár egy ilyen autó fenntartása, viszont biztosan van valami varázsa annak, hogy a motorháztetőt felnyitva elmondhatjuk, hogy az az izé ott belül valóban forog.
Az évek során persze születtek érdekes megvalósítások. A legtöbb ember talán a Mazda kapcsán hallott erről a koncepcióról, mivel ők tartottak (és tartanak ki) az egész mellett a legtovább. 2012-ben azonban befejeződött az utolsó széria RX-8-as forgalmazása is, így ma nem lehet kapni új autót ilyen típusú motorral szerelve. A jövőben a Mazda azonban tervezi ezt a típusú motort elektromos autókban range-extenderként használni, amire előnyei miatt talán ez a legalkalmasabb motor, persze ha nem megy tönkre.
Azonban nem csak a Mazda volt az egyetlen, aki ezzel próbálkozott. Sok cég vásárolta meg a szabvány használati jogát, például a Citroen, Ford, Nissan, stb. Legérdekesebbnek talán az IFA mondható, akik ha Wankel-Simsont nem is, de egy MZ-t csak összehoztak egy ilyen motorral.

Az első forgótárcsás motorkerékpár

Ahogy említettem, a repülésben is nagy érdekeltségre lelt az ötlet. A manapság sugárhajtóművekről is híres Rolls-Royce-é volt a legérdekesebb próbálkozás: dízel Wankelt próbáltak meg építeni, az alacsony sürítési arányt úgy oldották meg, hogy az alap házat kibővítették egy elősűrítő házzal, ahol egy nagyobb, de ugyanolyan működésű tárcsa sűrítette össze előre, megfelelő pontra a levegőt, hogy aztán a rendes munkát végző tárcsa olyan pontra sűrítse azt, hogy a gázolaj befecskendezésével bekövetkezzen az öngyulladás.

Dízel-Wankel

Persze a motorsportban sem maradt el az élvezet: 1991-ben egy négytárcsás Wankel-motorral hajtott Mazda, a 787B nyerte a 24 órás Le Manst. Ezzel egészen az idei évig a Mazda volt az egyetlen Japán gyártó, aki győzni tudott a 24 órás küzdelmen. Ennek a Toyota vetett véget Fernando Alonsoval, Sébastien Buemivel és Kazuki Nakajimával.
És hogy miért mondom, hogy nem maradt el az élvezet? Mert az a 787B egyenesen sikított tőle:

0 válaszok

Hagyjon egy választ

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

Vélemény, hozzászólás?