Czym jest silnik Wankla? Jak działa i w jakich autach możecie go spotkać?

Twórca silnika Wankla z niesmakiem wyrażał się o standardowych silnikach tłokowych, wskazując na wywoływane przez nie drgania. Jego własna konstrukcja jest rozwiązaniem praktycznie wolnym od tego problemu. Czy znaczy to, że silniki Wankla są lepsze?

To aż niewiarygodne, jak bardzo wszyscy przyzwyczailiśmy się do standardowych, klasycznych silników tłokowych, w których tłoki wykonują ruch posuwisto-zwrotny. Przez kolejne dziesiątki lat silniki te były i są nadal najchętniej wybieraną, najczęściej stosowaną konstrukcją jednostek napędowych wszelkich pojazdów spalinowych. I choć próby zepchnięcia ich z pierwszego miejsca na podium podejmowane były regularnie przez inżynierów z całego świata, do dziś silniki tłokowe zajmują pozycję absolutnego hegemona. Być może – na co wiele zdaje się wskazywać – pierwszym rozwiązaniem, które faktycznie ma szanse je zastąpić, są silniki elektryczne, a przecież powstała już konstrukcja, która teoretycznie ma wszystko, aby wygrać z klasycznymi tłokami. Konstrukcją tą jest silnik rotacyjny, zwany powszechnie silnikiem Wankla. Czym charakteryzuje się ten właśnie motor? Co różni go od standardowych silników tłokowych i w jakich samochodach cięgle można go znaleźć?

Skąd się wzięły silniki Wankla? Jak należałoby prawidłowo określać ten typ jednostek napędowych?

Wbrew pozorom historia silników Wankla nie rozpoczęła się wcale wraz z wynalazkiem samego Feliksa Wankla – niemieckiego konstruktora i inżyniera, który opatentował swój motor jeszcze przed II wojną światową. Silniki rotacyjne, a dokładniej – jak należałoby je fachowo określać – silniki z tłokiem obrotowym, to koncepcja sięgająca wstecz aż do końca XVIII wieku i pierwszych silników parowych. Faktem jest jednak, że to konstrukcja Wankla zyskała na największej popularności i nie przypadkowo to jego nazwisko łączone jest z koncepcją zastąpienia tłoków wykonujących ruch posuwisto-zwrotny tłokami obrotowymi.

Choć standardowe silniki tłokowe mają wiele zalet, posiadają też kilka wad. Feliks Wankel, promując swój wynalazek, podkreślał szczególnie jedną z nich. Chodzi mianowicie o drgania generowane prze ruch każdego tłoka. Drgania te, co zrozumiałe, wpływają niekorzystnie tak na komfort jazdy, jak i na żywotność samej jednostki napędowej. Wymagają przez to stosowania najróżniejszych, dodatkowych rozwiązań. Silnik Wankla, jako silnik rotacyjny, jest praktycznie wolny od drgań wywoływanych pracą tłoka. Jest również wolny od całej masy osprzętu standardowego silnika, w rodzaju:

• napędu rozrządu,
• wałków rozrządu,
• popychaczy,
• dźwigienek zaworowych,
• zaworów,
• korbowodów.

A wiadomo, że im mniej części, tym mniejsza szansa na awarię. No i niższe koszty naprawy. Przynajmniej w teorii, bo z praktyką bywa tu różnie.

Jak zbudowany jest silnik Wankla? W czym tkwi sekret jego działania?

Sercem silnika Wankla jest rotor, czyli tłok obrotowy o kształcie trójkąta z lekko wypukłymi, krzywoliniowymi bokami. Ten właśnie rotor wykonuje ruch obrotowy w komorze spalania. Ponieważ jest to ruch obrotowy, a nie posuwisto-zwrotny, ruch tłoka w silniku Wankla określany jest mianem taktu nie zaś – jak w klasycznych silnikach tłokowych – suwu. Zamiast suwu mamy tu więc takt, a właściwie 4 takty, czyli:

1. ssanie – pierwszy etap obrotu tłoka odpowiedzialny za napełnianie komory spalania mieszanką paliwowo-powietrzną i wytwarzanie w niej podciśnienia zasysającego tę mieszankę;
2. sprężanie – dalszy ruch tłoka sprawia, że mieszanka paliwowo-powietrzna jest sprężana w kurczącej się wraz z przesuwaniem się rotora przestrzeni komory spalania;
3. pracę – po zapłonie wywołanym doprowadzoną do komory spalania iskrą (w szczytowym momencie sprężenia) dochodzi do eksplozji mieszanki paliwowo-powietrznej, która to eksplozja przesuwa tłok do dalszego położenia;
4. usuwanie spalin – powstałe w wyniku spalania mieszanki paliwowo-powietrznej spaliny są odprowadzane przez otwór odsłaniany przez przesuwający się rotor.

Czterotaktowe silniki Wankla mogą być zbudowane z jednej lub kilku (jak dotąd powodzeniem skończyło się użycie maksymalnie 6) komór spalania, w których odbywa się opisana właśnie procedura. Wirujący rotor, obracający się na wale mimośrodowym, przechodzi płynnie przez kolejne fazy spalania, nie powodując szarpnięć tak charakterystycznych dla klasycznych silników tłokowych. A brak szarpnięć, to brak drgań.

W jakich samochodach montowano silniki Wankla? W których modelach silniki te wciąż są wykorzystywane?

Pierwszą marką, jaka zaproponowała swoim odbiorcom samochód z silnikiem Wankla, była nieistniejąca już NSU Motorenwerke AG, czyli poprzednik dzisiejszego Audi. Było to w roku 1964. Lata 60. były złotym czasem dla silników Wankla, ponieważ to wówczas dwa kolejne koncerny motoryzacyjne zdecydowały się wykorzystać ten patent. Koncernami tymi były:

• Mazda – z pierwszym modelem Mazda Cosmo,
• Citroen – francuzi weszli w kooperację z NSU, by pod szyldem marki Comotor produkować silniki Wankla.

Współcześnie nie mamy już marki NSU, a jego następca – Audi, nie korzysta już z technologii Feliksa Wankla. Silników tych nie spotkamy też w nowoczesnych citroenach. Jedyną marką wierzącą nadal w technologię silników rotacyjnych i cały czas ją udoskonalającą, jest Mazda. Mazda wypuściła na rynek kilka modeli wyposażonych w silnik Wankla, z których zwłaszcza seria RX osiągnęła status kultowych. Mazda RX8 czy pragnienie pasjonatów – Mazda RX7, to najlepsze przykłady na to, że silniki Wankla w praktyce potrafią zachwycić nawet najwybredniejszych fanów motoryzacji.