forumsamochodowe.com: Forum Motoryzacyjne

Grzybek · Wysłany: 2007-03-06, 14:37 **Silnik Wankla**

Spośród silników spalinowych najbardziej rozpowszechnione są obecnie silniki tłokowe. Poza licznymi zaletami obarczone są one jednak pewnymi wadami. Zasadniczą wadę silnika tłokowego o postępowo zwrotnym ruchu tłoka stanowią niekorzystne skutki zmienności kierunku i prędkości ruchu tłoka względem cylindra. Przyspieszenia o zmiennych kierunkach i wartościach wywołują duże siły bezwładności, obciążające części mechanizmu korbowego. Powoduje to konieczność wyrównoważania tych sił i momentów od nich pochodzących. Konstrukcję tłokowych silników czterosuwowych komplikuje ponadto dość złożony mechanizm rozrządu. W poszukiwaniu konstrukcji pozbawionej wymienionych wyżej wad klasycznych silników tłokowych zrodziła się idea zbudowania silnika tłokowego, którego tłok zamiast ruchu postępowo-zwrotnego wykonywałby ruch obrotowy.

W silniku spalinowym Wankla główny element roboczy - tłok - wykonuje ruch obrotowy, podobnie jak w turbinowym silniku spalinowym wirnik turbiny. Jednak zasady działania tych silników są różne. W turbinowych silnikach spalinowych energia kinetyczna rozprężających się gazów działając na łopatki wprawia w ruch obrotowy wirnik silnika. Zasada działania silnika Wankla jest natomiast taka jak tradycyjnego silnika czterosuwowego. Cykl pracy silnika spalinowego Wankla obejmuje następujące procesy:
- napełnienie komory roboczej świeżym ładunkiem - sprężenie ładunku
- rozprężanie gazów spalinowych powstałych w komorze roboczej w wyniku spalania sprężonego ładunku
- usuwanie spalin z komory roboczej
Ponieważ tłok w silniku Wankla nie wykonuje ruchu postępowo-zwrotnego, poszczególne fazy cyklu pracy nie nazywają się tu suwami lecz taktami. W silniku Wankla wymienione wyżej procesy zamykają się w czterech taktach: dolotu, sprężania, rozprężania (pracy) i wylotu.
Wirujący element silnika Wankla ma kształt trójkąta o krzywoliniowych bokach. Przejmuje on nacisk gazów i dlatego, przez analogię z silniami suwowymi, nazywany jest tłokiem. Tłok tego silnika porusza się w zamkniętej obudowie stanowiącej kadłub silnika nazywanej (również przez analogię) cylndrem. Cylinder ma kształt niskiego walca o podstawie niekołowej prostopadłej do osi. Zarys podstawy cylindra stanowi krzywa zwana trochoidą.
Tłok jest osadzony na mimośrodzie wału silnika. Dzięki temu podczas pracy silnika środek tłoka porusza się po kole o promieniu równym promieniowi mimośrodu. Jednocześnie tłok silnika obraca się dookoła swej osi w tym samym kierunku co wał, lecz z prędkością kątową trzykrotnie mniejszą. Przełożenie takie zapewnia przekładnia zębata, której jeden element stanowi wewnętrzny wieniec zębaty tłoka, a drugi zewnętrzny wieniec zębaty mimośrodowego wału silnika. Za pomocą tej przekładni tłok napędza wał silnika.
Mimośrodowy ruch tłoka oraz odpowiedni kształt powierzchni bocznej cylindra silnika sprawiają, że krawędzie tłoka dzielą przestrzeń między tłokiem a ściankami cylindra na trzy części (komory robocze), których położenie, kształt i objętość są zmienne w czasie pracy silnika. Podczas jednego pełnego obrotu tłoka objętość każdej komory roboczej roboczej osiąga dwa razy wartość największą i dwa razy najmniejszą. Podobnym zmianom w tradycyjnym silniku tłokowym ulega objętość przestrzeni roboczej cylindra. Dzięki temu w każdej komorze roboczej podczas jednego obrotu tłoka jest realizowany pełny czterotaktowy cykl pracy.
Dalej wszystko przebiega jak w silniku dwusuwowym: Obracający sie tłok wypycha spaliny kanałem wydechowym. Najciekawsze w tym silniku jest to, że wszystkie cztery suwy odbywają się jednocześnie w trzech blokach trójkątnego (w przybliżeniu) tłoka, a więc każdy obrót o 360 stopni to trzy suwy pracy. I to jest właśnie tajemnica równości pracy Wankli - szczególnie jesli w silniku są dwie komory i dwa tłoki.
Z opisanego przebiegu pracy silnika w Wankla wynika, że podczas jednego obrotu tłoka i odpowiadających mu trzech obrotów wału silnika zachodzą trzy takty pracy, kolejno w każdej komorze. Na jeden obrót wału przypada więc w tym silniku jeden takt pracy, podobnie jak w klasycznym jednocylindrowym silniku dwusuwowym. Jest to bardzo korzystne, gdyż równomierny bieg silnika uzyskuje się bez potrzeby stosowania dużych kół zamachowych, jak to ma miejsce w silniku suwowym.
Drugą zaletą silnika Wankla, wypływającą korzystnie na jego sprawność, jest niemal całkowite oczyszczanie komory roboczej ze spalin. Zawartość resztek spalin w świeżym ładunku jest w tym silniku minimalna. Rozpędzona w przewodzie dolotowym mieszanka wpływa z dużą energią kinetyczną do komory roboczej, co zapewnia wysoką sprawność napełnienia.
Należy jeszcze wspomnieć, że silnik Wankla, podobnie jak większość silników dwusuwowych, mają rozrząd bezzaworowy. Łączą wiec one w sobie zalety klasycznych silników dwu i czterosuwowego.
Silnik Wankla ma następujące zalety:
- jest to jedyny silnik czterosuwowy (właściwiej czterotaktowy) o rozrządzie bezzaworowym.
- konstrukcja silnika zapewnia możliwość pełnego wyrównoważenia dynamicznego za pomocą przeciwciężarów związanych z wałem mimośrodowym, ponieważ środek masy tłoka pokrywa się z osią mimośrodu.
- silniki Wankla mają możliwość uzyskania dużej mocy jednoskowej.
- prostota budowy tych silników stanowi gwarancję ich niezawodności oraz trwałości.
- istnieje możliwość unifikacji części silników Wankla o różnej liczbie cylindrów.
- benzynowy silnik Wankla można zasilać paliwem o niższej liczbie oktanowej niż w przypadku silnika klasycznego o tym samym stopniu sprężania.

Wankel opatentował swój fascynujący wynalazek w 1960 roku. W 1963 motor postanowiła zastosować NSU, ulepszając go w kooperacji z amerykańską firmą Curtiss-Wright. W 1964 na drogi wyjechał pierwszy samochód z Wanklem pod maską, NSU Wankelspider. Jednak po trzech latach zakończono jego produkcję ze względu na pęknięcia w obudowie i kłopoty ze świecami. W 1967 roku do sprzedaży wprowadzono futurystyczne NSU Ro 80, które uzyskało tytuł auta roku. Właśnie ten samochód spopularyzował silnik Felixa Wankla. Mawiano wówczas, że silniki Wankla łączy w sobie genialnie wady silnika dwu- i czterosuwowego. Zalety pierwszych motorów tego typu (mała liczba elementów i małe rozmiary, duża moc jednostkowa) były okupione wysokim zużyciem paliwa i oleju, dużą zawartością substancji trujących w spalinach i niską trwałością uszczelnień tłoka. Wankel sprzedał swoje licencje 27 firmom, między innymi Mercedesowi, Rolls-Royce'owi i Maździe. Wszyscy z niego zrezygnowali, jednak do dziś Mazda stosuje tę konstrukcję dobrze, bezusterkowo i ekologicznie. Po raz pierwszy japońska firma zastosowała ją w modelu Cosmo Sport, w roku 1967. Do dziś silnik Wankla jest stosowany seryjnie w topowych sportowych modelach Mazdy - w latach 80. i 90. RX-7, a od niedawna RX-8. Ponadto wiele wersji przeznaczonych na rynek japoński korzysta z tego napędu. Modele RX nazywane są "najszybszymi 1300 na świecie". Na każdym z międzynarodowych salonów samochodowych Mazda prezentuje prototypy z zastosowaniem wynalazku Wankla.

Silnik Wankla - schemat działania: 1 - ssanie, 2 - sprężanie, 3 - zapłon, 4 - wydech, A - otwór wlotowy, B - mieszanina paliwa i powietrza, C - wirujący tłok, D - świece zapłonowe, E - sprężanie mieszanki paliwowej, F - zapłon i spalanie mieszanki, G - wylot gazów spalinowych.

źródło : mazdaspeed.pl

Wypowiadajcie sie panowie/panie co sadzicie o Silniku Wankla . Czy wg was ma wiecej zalet czy wad itd.

AutoElegance.pl · Wysłany: 2007-03-18, 23:36

Z silnika 1.3 w Mazdzie RX-8 wycisnieto calkiem spora moc.

Minusy to chyba problem z ew. czesciami przy naprawie i wysokie spalanie.

Grzybek · Wysłany: 2007-03-19, 13:40

no wlasnie jesli chodzi o moc to wielki plus tego silnika

1,3 i 230KM to jednak jest troche

przemeq · Wysłany: 2007-03-19, 20:29

ja widzę jeszcze jedną wadę silnika wankla: mianowicie niski moment obrotowy w mazdzie rx8 jest 230KM, ale tylko 210Nm z tego wynika że trzeba trzymać silnik na wysokich obrotach żeby liczyć na przyzwoite osiągi, a z tego wynika duże zużycie paliwa

no i niezbyt duża popularność tego rozwiązania sprawia że ciężko jest znaleźć nieoryginalne części do tych silników, więc dochodzą duże koszty serwisowania