Jak działa silnik Wankla?
Silnik Wankla to rodzaj silnika spalinowego, w którym tłok w kształcie trójkąta Reuleaux, osadzony mimośrodowo, obraca się w korpusie pod wpływem ciśnienia gazów, powstałych w procesie spalania mieszanki paliwowo-powietrznej. Silnik Wankla pochodzi od nazwiska jego wynalazcy.
Autorem tego typu silnika jest Felix Wankel, niemiecki konstruktor urodzony w 1902 roku. Opatentował on swoją konstrukcję już w roku 1929. Pierwszy, działający prototyp powstał jednak dopiero w 1957 roku.
Jak zbudowany jest silnik Wankla?
Ten typ napędowej jednostki spalinowej składa się z dwóch głównych elementów: wirującego tłoka osadzonego mimośrodowo na wale i korpusu, w którym jest on umieszczony. Tłok ma kształt bryły o przekroju w kształcie trójkąta Reuleaux. To, w uproszczeniu ujmując, typ figury geometrycznej (trójkąta równobocznego), która ma wypukłe boki. W silniku Wankla znajdują się w nich dodatkowo wycięcia, które pozwalają na zwiększenie objętości komory spalania.
Jak działa silnik Wankla?
Ruch tłoka wymuszony jest nie tyle przez kształt ścianek, co przede wszystkim przez przekładnię zębatą, znajdującą się w jego wnętrzu. Sam rotor ma od środka nacięte zęby współpracujące z kołem o uzębieniu zewnętrznym, które osadzone jest na stałe w korpusie. Tłok w trakcie ruchu obrotowego swoją obwiednią nakreśla kształt zbliżony do dwóch, zachodzących na siebie okręgów. Właśnie taką formę ma w przekroju komora, w której rotor pracuje.
How a Rotary Engine Works
W przeciwieństwie do silników spalinowych, w których tłok wykonuje ruch posuwisto-zwrotny, jednostka Wankla wykonuje po jednym suwie pracy na jeden obrót wału napędowego (w konwencjonalnych silnikach czterosuwowych jest to jeden suw pracy na dwa obroty wału). W trakcie obrotu tłoka tworzy on ze ścianami korpusu cztery komory. W trakcie pracy zmieniają one swoją funkcję. Są to komory: ssania, sprężania, pracy (rozprężania) i wydechowa. Odpowiadają one suwom, które wykonują.
Sprężanie w silniku Wankla następuje w wyniku zbliżenia się boku tłoka do ściany komory, co jest efektem jego mimośrodowego obrotu. Ten wynika z wyżej opisanego połączenia zębatego, między rotorem a korpusem.
Konstrukcja silnika Wankla jest zgoła inna, niż w przypadku konwencjonalnych jednostek tłokowych. Jak w takim razie obliczyć pojemność skokową motoru Wankla? Stanowi ona podwojoną zmianę objętości komory spalania.
Producentem kojarzonym z produkcją aut z silnikami Wankla jest Mazda. Do modeli, które ten producent oferował z tą jednostką, należy między innymi RX-8 (motor Renesis), RX-7 i wyścigowa Mazda 787B.
Wielka zaleta i wielka wada silnika Wankla
Wielką zaletą tego typu jednostki jest prostota konstrukcji, wynikająca z niewielu elementów składowych. W odróżnieniu od tradycyjnego silnika tłokowego w silniku Wankla nie ma całego układu rozrządu oraz korbowodów. Pod względem prostoty budowy silnik Wankla ma bliżej do dwusuwa.
Z kolei największą wadą i jedyną, która utrudniła rozwój tego typu silników, jest wysokie zużycie paliwa. Temat szczelności silnika i pobór oleju jest nieco rozdmuchany i należy go dobrze zrozumieć, by uznać, że nie jest to tak naprawdę duża wada tego silnika. Największą jest jego niska wydajność cieplna i wysokoobrotowa natura, brak odpowiedniej mocy na niskich obrotach, a zatem spore zapotrzebowanie na paliwo.
Warto na koniec zapamiętać, że silnik Wankla nie jest tym samym, czym jest silnik rotacyjny. Drugi typ to jednostka, w której kadłub i tłoki wykonują ruch obrotowy, a nieruchomy pozostaje wał korbowy. Tego typu silniki można spotkać w samolotach.
