Wankelův motor

S termínem Wankelův motor (čti “venklův“), také jinými slovy “rotační” motor se už někdo z Vás čtenářů párkrát za život mohl setkat. Mě osobně v minulosti velmi fascinoval jeho princip a v poslední době, kdy se starám o tento web, jsem již několikrát uvažoval, že se o něm rozepíšu. Dnes nastal ten den, tak se mu pojďme společně podívat na zoubky a třeba se i dozvědět něco nového.

Něco z historie na úvod

Motor byl pojmenován po svém autorovi, jimž byl Felix Wankel. Byl to konstruktér a mechanik Německého původu, který byl zářným příkladem toho, že mít diplom nebo vysokou školu už tehdy nebylo tak důležité, pokud se člověk umí pro něco nadchnout a dělat to naplno, s vášní.

Již začátkem 20. století se začaly objevovat první pokusy o využití rozpínavosti plynů pomocí mechanizmů, které zabírají méně místa v motorovém prostoru. Tyto pokusy se později zasloužily o vznik Wankelova motoru. Nejvíce jsou tyto motory známé díky Japonské značce Mazda a jejím modelům RX-7 a RX-8. V minulosti na rotační motory vsadily kromě Mazdy i Citroen a NSU, nicméně s postupem času a projevu nízké životnosti motoru, zjištění karcinogenity spalovaného oleje a růstu ceny ropy v roce 1973, se tyto automobilky dostaly na pokraj bankrotu. V dnešní době tyto motory figurují už pouze u Japonské automobilky Mazda a Ruské automobilky Lada. Mazda v roce 2012 přerušila výrobu vozů s rotačními motory, ale v dnešní době se k nim opět vrací, aby jim dala druhou šanci. Mazda je plánuje do roku 2030 využívat v chystaných hybridních vozech, kde by však motor neměl pohánět přímo kola, ale vyrábět elektřinu.

Součásti Wankelova motoru jsou

• rotor (trojúhelníkový rotační píst) s těsněním na všech svých 3 vrcholech
• protizávaží
• hnaná vačková hřídel
• otvory pro sání a výfuk v tělě motoru
• škrtící klapka
• většinou 2 zapalovací svíčky
• olejová pumpa
• olejová vana
• setrvačník

Podstatně méně dílů, než u standardního motoru, že? 😉

Jak funguje Wankelův motor

Uvnitř Wankelova motoru by jste těžko hledali standardní díly jako u běžných dnes užívaných spalovacích motorů. Nenašli by jste například klikovou hřídel, ojnice, válce, běžné písty, sací a výfukové ventily a mnohé další. Sací ventily nám ze seznamu dílů odpadly díky tomu, že v motorovém prostoru je pouze 1 rotující píst a není tak potřeba střídání ventilů pro sání nebo výfuk. Výhodou tohoto motoru díky absenci výše zmíněných dílů je to, že píst není zpomalovaný pohybem klikového hřídele s ojnicí. Při pohybu ojnice a klikovky u dnes běžně používaných motorů musí píst v dolní úvrati na okamžik zastavit a opět musí nabrat kinetickou energii a rychlost pro dosažení úvrati horní.

Rotační píst Wankelova motoru umožnil využití kinetické energie vzniklé zapálením směsi zcela jiným způsobem. Píst je posazen na ozubeném kole (umístěno je na středu spalovacího prostoru), které je stacionární a vačková hřídel uvnitř tohoto kola (a na ní osazené protizávaží) přenáší kroutící moment vzniklý kyvným pohybem pístu na další prvky vozu až po hnanou nápravu. Tvar rotačního pístu připomíná trojúhelník, uvnitř kterého najdeme další ozubené kolo rotující kolem nehybného ozubeného kola, v němž je hnaná vačková hřídel. Tvar pracovního prostoru připomíná elipsu, což způsobuje kyvný pohyb pístu a velké odstředivé síly vlivem tlaku rozpínající se zapálené směsi. Odstředivou sílu se také daří kompenzovat díky rovnoměrně otáčejícím se těžištím tří rotujících prvků uvnitř spalovacího prostoru, jejichž uspořádání je pro funkčnost klíčové. Těmi jsou píst samotný a vačková hřídel s protizávažím.

Nebudu se zde rozepisovat o křivosti a geometrických kružnicích, které píst opisuje, protože by to bylo celkem nezáživné čtení a asi bych se v tom také brzy ztratil i já sám. Pro představu by měl postačit materiál níže.

Princip a pracovní cyklus ve videu

Současnost

Vozy s rotačními motory jsou všeobecně brány širokou veřejností jako nerentabilní zejména kvůli vysoké spotřebě paliva a krátké životnosti, o které se dozvíme více níže. Z toho důvodu jich na internetu k prodeji moc nenajdete, protože si je většinou drží a hýčkají opravdoví nadšenci. Co se týče například modelu Mazda RX-7, ten je brán jako jedna z ikon JDM (Japanese Domestic Import) vozů, která stoupá na ceně každým rokem.

Tuneři se občas pouštějí i do různých šílených úprav Wankelova motoru. Třeba přidáním turba nebo dalšího motoru navíc. “Rotačky” měly, mají a vždy budou mít své kouzlo. Ať už je to jejich ojedinělost v technologii samotné nebo specifický zvuk z motoru a výfukové soustavy vycházející. Jejich budoucnost je trošku nejistá, uvidíme s čím přijde Mazda do budoucna.

Výhody Wankelova motoru

1. dobrý poměr váha/výkon – například první generace Mazdy RX-8 (vyráběna do roku 2008) měla s motorem o objemu 1.3 litru 232 koní!
2. velmi málo pohyblivých dílů v pracovním prostoru
3. dokáže pracovat ve vyšších otáčkách efektivněji, snese i 10 000 otáček

Nevýhody Wankelova motoru

1. vyšší náklady na údržbu díky nízké životnosti těsnění na rotoru (rot. pístu), většinou po 60 000km čeká majitele nákladný a náročný repas celého motoru
2. vyšší emise vznikající méně dokonalým spalováním a spotřebou oleje (kvůli odcházejícím těsněním rotoru)
3. nadměrné teplo sálající z motoru
4. vysoká spotřeba paliva – např. RX-8 jezdí standardně kolem 12-ti litrů na sto kilometrů s 1.3L motorem
5. jelikož nejsou tyto motory tolik rozšířené, je těžké najít člověka nebo servis, který by jej byl schopen servisovat

Jak zní Wankelův motor?

Snad se Vám článek líbil a něco jste si z něj odnesli. Budeme rádi, když jej budete sdílet a šířit dále!