Jak działa silnik Wankla?

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.

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.

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.

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.

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.