17.10. 2017 Tomáš Dusil Tomáš Dusil

Wankelův rotační motor: Nepoháněl pouze Mazdy. Kde všude se objevil?

 

S rotačním motorem dle patentu Felixe Wankela je nejvíce spojována japonská Mazda. Jenže přednosti tohoto agregátu okouzlily i tvůrce v jiných odvětvích strojírenství a dopravy.

V šedesátých letech minulého století představoval rotační motor podle patentu německého konstruktéra a vynálezce Dr. Felixe Wankela doslova revoluci ve spalovacích motorech. Oproti pístovému motoru vynikal menším počtem součástí, byl lehčí a mnohem kompaktnější. Hlavně však nepotřeboval převádět posuvný pohyb pístů na rotační klikového hřídele. Prostě jeho píst konal od začátku rotační pohyb, což je výhodné. Také na jeden pracovní cyklus o čtyřech dobách mu stačí jediná otáčka pístu, který je současně rotorem, zatímco pístový motor potřebuje dvě otáčky klikového hřídele.

Bohužel rotační motor typu Wankel měl a má také nevýhody. Jde zejména o omezenou životnost těsnění vrcholů rotoru vůči vnitřním stěnám bloku (rotor housingu) nazývaných apex seal. Vzhledem k takzvané řízené spotřebě olej vyvstal od 90. let další problém, a to s emisemi uhlovodíků. Další nevýhodou je nižší účinnost v porovnání s pístovým motorem. Výsledkem uvedeného je, že se s rotačními motory Wankel dnes setkáte velice zřídka. Třeba Mazda je v současnosti po ukončení výroby kupé RX-8 v nabídce nemá. A každý, kdo vlastnil RX-8 nebo ji někdy provozoval, vám jistě potvrdí, že motor tohoto vozu chce určité návyky k tomu, aby přežil déle než 100.000 km. A i pokud je dodržujete, tak není životnost o moc delší. To je také hlavní důvod, proč jsou dnes ojeté Mazdy RX-8 tak levné. K jejich pořizovací ceně je však třeba připočítat tak 80.000 až 100.000 korun za generální opravu jejich motoru. Samozřejmě u specialisty, ne v autorizovaném servisu mazdy. Tam rotační Wankelovy motor neopravují, ale rovnou mění…

Něco z dávné historie

Dr. Felix Wankel vynalezl rotační motor před šedesáti lety. Kupodivu už zhruba 3000 let před naším letopočtem byli někdejší lidé schopni vyrobit artefakty, jejichž tvary se až nápadně podobají specifickému rotoru Wankelova rotačního motoru, kterým je trojboký píst ve tvaru sférického trojúhelníku.

Wankel slaví dvě výročí. Připomeňte si to nejzajímavější z jeho historie!

Artefakty, tvarově se velmi podobající trojbokému pístu rotačního motoru, našli archeologové v Číně, konkrétně v oblasti města Čch’-feng, které je hlavním městem stejnojmenné prefektury. A dále se tyto nálezy objevily i na jiných místech Číny, konkrétně v údolí řeky Liao-che.

Wankel a NSU – Od slávy k bankrotu

Felix Wankel se výzkumem rotačního motoru začal zabývat už v meziválečném období. První funkční motor však sestrojil až v roce 1957. Šlo o agregát známý jako DKM. Jeho evolucí o pouhý rok později, tedy 1958, vznikl motor KKM, jehož verze pojmenovaná KKM 400 se stala současně prvním rotačním motorem pohánějícím vůz NSU Spider.

Následoval slavný sedan Ro80 s dvourotačním motorem o výkonu 85 kW. Ten si za svoje novátorská řešení v podobě kotoučových brzd na všech kolech, aerodynamicky řešené karoserie s Cx rovno 0,36 či předního pohonu skrz poloautomatickou převodovku Saxomatic od firmy Fichtel & Sachs vysloužil titul Evropské auto roku 1968. Zákazníci se jen hrnuli, avšak s nimi přicházely také problémy v podobě nízké životnosti agregátu. Vzhledem k tomu, že německá značka poskytovala na motor rozsáhlé záruky, měnila jej poškozeným na svoje náklady. Možná proto, že stále věřila, že se podaří motor vyřešit tak, aby se jeho dosud omezená životnost prodloužila. Jenže to se nestalo a v roce 1977 bylo NSU (do té doby součást skupiny Auto Union) donuceno zavřít své brány. S tím ze světa odešla i krásná limuzína Ro80, jejíž tvarové i technické stopy lze vysledovat ještě ve vozech Audi v 90. letech.

Na trávu, na sníh i do vzduchu

Využít přednosti rotačního motoru se však nesnažili pouze konstruktéři automobilových motorů, ale také takzvaných malých spalovacích motorů. Ty se používají k pohonu všeho možného od čerpadel na vodu, přes sekačky na trávu až po pohon sněžných skútrů či řetězové motorové pily.

Takový motor nabízela v 60. letech společnost Sachs coby KM (Kreiskolbenmotoren) 48. Na rozdíl od motorů NSU pro automobily si KM 48 vystačil pouze s jedním rotorem, navíc chlazeným vzduchem. Tomu byl přizpůsoben tvar bočních stěn rotor housingu, takzvaných side housingů, které výrobce opatřil bohatým žebrováním. Dodávku vzduchu potřebného pro chlazení zajišťoval ventilátor, spojený s rotorem motoru.

Kromě sekaček na trávu či sněžných skútrů se motor KM 48 dočkal uplatnění také coby 3kilowattový generátor elektrického proudu či dokonce coby pohon lodního šroubu motorového člunu. Vrcholem jeho působení se stala dodatečná a tedy pomocná pohonná jednotka pro vrtuli jinak bezmotorového letadla (kluzáku neboli větroně). KM 48 poskytoval maximální výkon až 20 koní (14,7 kW) a objem jedné komory činil 160 cm3. Celkem tedy 480 cm3, což je patrné také z označení motoru 48.

Ze závodních člunů do sněžných skútrů

Výhody rotačního Wankelova motoru se pokusila využít také společnost OMC (Outboard Marine Corporation) a sice, jak je z názvu patrné, pro pohon závodních motorových člunů třídy U2. Použitý motor měl čtyři rotory, přičemž objem jednoho činil 530 cm3. Jaký byl výkon tohoto stroje, se bohužel nikde neuvádí.

Proč zemřel motor Wankel? Připomínáme jeho největší nevýhody i výhody

Zkušenosti firmy OMC získané při vývoji rotačního motoru se podařilo komerčně využít v letech 1970 až 1974. Tehdy se zhotovilo přibližně 15.000 sněžných skútrů, a sice pod značkou Johnson and Evinrude. K jejich pohonu byl využit jednorotační Wankelův motor, přímo odvozený od motoru OMC pro závodní čluny, jehož tak tvořil vlastně čtvrtinu. Pod označením Evinrude se na sněžném skútru uvádělo, že se jedná o první komerční aplikaci Wankelova motoru v USA.

Ve velikosti je síla

Všechny rotační motory, o nichž jsme si do teď psali, jsou svojí velikostí vhodné pro pohon strojů maximálně do rozměru osobních aut. V letech 1975 až 1985 však nabízela firma Ingersoll-Rand rotační motor typu Wankel, jehož jeden rotor měl objem 41,0 litrů! Pro zajímavost, průměr rotoru takového motoru činil přibližně jeden metr. V nabídce byla jak verze s jedním rotorem, tak i varianta se dvěma rotory. Menší poskytovala výkon 550 koní (410 kW), větší dvourotorová dvojnásobek.

Wankelův rotační motor od Ingersoll-Rand měl svůj původ ve starším podobně koncipovaném agregátu, navrženém firmou Curtiss-Wright. Ten však nebyl úspěšný, neboť vše ztroskotalo na známém problému spalovacích motorů o velkém objemu, týkajícího se obtížného zapálení směsi od svíčky, je-li zápalná směs od ní příliš daleko. Ingersoll-Rand tento problém údajně vyřešil snížením otáček motoru na maximálně 1200 za minutu a dále použitím zemního plynu (CNG) coby paliva. Obří rotační Wankel sloužil primárně k pohonu kompresorů používaných na potrubí, jimž se distribuuje zemní plyn.

Okouzlil i „hvězdu“

Pokud se vrátíme k automobilům, tak na rotačním motoru Wankel nepracovalo pouze NSU či Mazda, ale i jiné automobilky. Například Mercedes-Benz si pro svůj experimentální sportovní automobil C111 zvolil tento pohon. Šlo o vývojovou větev motoru KP vyvíjeného od roku 1962. V průběhu let, jak se zdokonaloval, došlo k jeho přeznačení na sérii KC. Verze určená pro případnou sériovou montáž do osobních automobilů ale již vycházela ze série KE. Šlo o agregát DB M950 KE409 z roku 1969.

Pro ověření jeho vlastností jej zabudovali pod zadní kapotu sporťáku C111. Objem jednoho rotoru činil 600 cm3, rotory byly čtyři a motor poskytoval výkon 280 koní (206 kW). Vozu C111 uděloval maximální rychlost 260 km/h, čas potřebný pro dosažení rychlosti 100 km/h z klidu činil pět sekund. O pouhý rok později, tedy v roce 1970, se objevila C111 II, opět se čtyřrotačním motorem typu Wankel, ovšem zvětšeným. Výkon se zvýšil až na 350 koní (257 kW), nejvyšší rychlost na 300 km/h a zrychlení z 0 na 100 km/h se naopak zkrátilo na 4,8 sekundy. Obě jednotky měly přímé vstřikování benzínu a ve druhé generaci C111 pouze jednu zapalovací svíčku na rotor ač běžně se používaly dvě, které měl i původní motor v C 111 I.

Kromě Citroënu či VAZu, o nichž jsme psali v souvislosti s Wankelem minule, probíhal vývoj také u GM a to pod značkami Opel (v Evropě) a Chevrolet (USA). Opel připravil pro Ženevský autosalon 1975 koncept vozu GT/W, kde písmenka „W“ znamenal Wankel. K výrobě však nedošlo.

Stejný osud měla i dvojice vozů Chevroletu a sice Corvette Two-Rotor Concept car a novější Four–Rotor Concept car. O rotační motor u GM v té době usiloval zejména jeho někdejší prezident Ed Cole, původně inženýr Chevroletu. Díky němu pak vznikl motor GMRCE (General Motors Rotary Combustion Engines). Poprvé se představil ve verzi se dvěma rotory v kupé interně označeném XP-897GT v roce 1973. Dle tehdejších pánů se mělo jednat o nástupce Corvette C3.

Na realizaci sice nakonec nedošlo, avšak myšlenka rotačního motoru žila u GM a konkrétně Chevroletu dále, takže na konec 70. a začátek 80. let byla ohlášena další studie sporťáku Aerovette zaměřená mimo jiné na aerodynamiku s Cx rovno 0,325. K pohonu byl zvolen opět rotační motor typu Wankel, ale již se čtyřmi rotory. I toto však zapadlo v čase.

Wankel pro jednu stopu

Rotační motor vyniká kompaktními rozměry a hlavně běží velice hladce a bez vibrací. To jsou velmi lákavé vlastnosti pro konstruktéry motocyklů. Když opomeneme britský Norton, jehož rotační motor se dvěma rotory, každém o objemu 294 cm3, poskytoval výkon až 180 koní, pak nejdále došlo ve vývoji Wankelu japonské Suzuki.

Mazda a Wankel – osudové spojení

V letech 1974 až 1976 nabízelo stroj RE5, poháněný jednorotovým motorem Wankel. Technicky byl tento agregát přímo odvozen od motoru KKM 400 značky NSU. Výkon 46 kW kulminoval při otáčkách 6500 za minutu, maximum točivého momentu 74,4 N.m bylo dosahováno při 3500 za minutu. Aby Suzuki nedůvěřivé zákazníky na RE5 nalákalo, poskytovalo na motor záruku jeden rok nebo 19 000 km. Navíc stroj RE5 si nechalo Suzuki „ušít“ u Ital designu v Itálii, takže autorem jeho tvarového návrhu byl slavný Giorgetto Giugiaro.

Motor běžel údajně opravdu hladce a tiše, takže jízda s RE5 byla příjemná. Přesto se zákazníci zrovna nehrnuli. Údajně z důvodu nevyzkoušené technologie. Zřejmě měli mnozí stále na paměti problémy německého NSU, které byly tehdy již dostatečně známé i bez neexistujícího internetu a sociálních sítí.

Ve stejném roce jako Suzuki RE5 vyjela také motorka Hercules W2000 poháněná rotačním motorem o objemu 292 cm3. Za strojem stála již zmíněná firma Fichtel & Sachs a výroba probíhala do roku 1977.

Budou pohánět letadla?

Rotační wankelův motor lze najít rovněž v produktech firmy AirCo (neplést s Airco, výrobcem letadel, předchůdce de Havilland), která se zabývá výrobou klimatizací a rotační motor využívá coby kompresor.

Dále se lze setkat s původními produkty firmy RPI (Rotary Power International), jež převzala někdejší zájmy John Deer v oblasti rotačních motorů a v současnosti je začleněná do společnosti Barger Tech Ltd. Jde o řadu nedávno vzpomínaných agregátů z řady SCORE 580 původně z roku 2000, nabízených coby dvourotační motor (2116R), čtyřrotační (4231R) a konečně s šesti rotory (6347R). O výkonech od 746 kW přes 1491 kW až po 2237 kW, kterými se chlubí šesti rotační verze.

Agregáty Score 580 se točí proti směru hodinových ručiček, mají přímé vstřikování paliva a dokážou běžet na širokou škálu paliv od benzinu, přes motorovou naftu až po letecký benzin Jet A1. Motory mají hliníkový rotorhousing s tvrdě chromovanými vnitřními plochami a těsnění apexsealů vyrobené z keramiky. Rotory jsou vyrobeny z oceli.

Motory dle patentu Wankela však mohou najít uplatnění také v letectví, jak ostatně dokazuje švýcarsko-americká společnost Mistral Engine Company ze Ženevy a DeLandu na Floridě, stojící za motorem Mistral G-300. Založena byla v roce 2001skupinou pilotů a majitelů malých letadel a cílem bylo vyvinout rotační motor typu Wankel pro jejich pohon. Technologicky se vycházelo z rotačních agregátů Mazdy, které jsou vývojově asi nejdále ze všech wankelových motorů. G-300 existuje jak ve verzi s atmosférickým plněním o výkonu 224 kW tak také přeplňované variantě, která poskytuje 269 kW. Wankelovy rotační motory v minulosti využili také stavitelé bezpilotních letounů a sice například pro lety nad Irákem. A co dál? Mluví se třeba o spalování vodíku, s nímž si rotační motor rozumí údajně lépe než pístový, ale jak to nakonec bude, se ukáže v budoucnu.

Spolupracujeme s TipCars.com
Projektový management je garancí úspěchu stavebního projektu, říká Štefanovič Projektový management je garancí úspěchu stavebního projektu, říká Štefanovič

Na stavebním projektu se podílí mnoho různých účastníků…

Puigdemont nechce expremiérský plat. Cítí se stále premiérem Puigdemont nechce expremiérský plat. Cítí se stále premiérem

Sesazený katalánský premiér Carles Puigdemont nebude…

Do vedení Sněmovny chtějí Fiala, Pikal, Okamura, Filip a Hamáček Do vedení Sněmovny chtějí Fiala, Pikal, Okamura, Filip a Hamáček

Na místopředsedy Sněmovny budou kandidovat Petr Fiala…

 
 







Doporučujeme
Pohon všech kol je stále oblíbenější. Tohle je kompletní nabídka čtyřkolek na trhu! Pohon všech kol je stále oblíbenější. Tohle je kompletní nabídka čtyřkolek na trhu!

Jestliže před deseti lety bylo pohonem všech kol vybaveno…

Jsou české silnice nejhorší v Evropě? Tohle nám na nich nejvíce vadí! Jsou české silnice nejhorší v Evropě? Tohle nám na nich nejvíce vadí!

České silnice mají hrozný povrch a jsou špatně značené, v…

 

AutoRevue
Těchto aut z Německa se nebojte. Vykazují naprosté minimum závad Těchto aut z Německa se nebojte. Vykazují naprosté minimum závad

Na základě výsledků aut prověřovaných v Německu na…

Hyundai i30 Fastback má kompletní ceník. Takto si stojí proti Octavii Hyundai i30 Fastback má kompletní ceník. Takto si stojí proti Octavii

Minulý týden se vůz začal vyrábět, dnes známe jeho…

 





 
Tahle střela chce být přemožitel extrémně rychlé Tesly Roadster. Staví ji... Číňané!

Tahle střela chce být přemožitel extrémně rychlé Tesly Roadster. Staví ji... Číňané!

Včera

Tak to netrvalo dlouho! Jen krátce po představení nové generace Tesly Roadster přichází auto, které chce být ještě rychlejší než ona. Opravdu má šanci na realizaci?




Blesk.cz

Za znásilnění v Česku padají jen podmínky. I když je obětí zvrhlíka dítě

Za znásilnění v Česku padají jen podmínky. I když je…

Velká část pachatelů, které soudy v Česku loni odsoudily za znásilnění, dostala podmínečný trest. Ve většině…

Microsoft začal na svém e-shopu prodávat Samsungy Galaxy S8 a Galaxy S8+

Microsoft začal na svém e-shopu prodávat Samsungy…

Microsoftu v oblasti mobilních zařízení dávno ujel vlak. Mobilní operační systém Windows skomíral tak dlouho, až…

 

iSport.cz

Motor zdolal ve šlágru Kladno 3:0 a dotáhl se na Vary, ty padly v Prostějově

Motor zdolal ve šlágru Kladno 3:0 a dotáhl se na…

Hokejisté Českých Budějovic navázali na výhru v Karlových Varech a porazili Kladno 3:0. Motor ani v jedenáctém…

Jágr o nové roli v Calgary i talentu, který ho ohromuje každý večer

Jágr o nové roli v Calgary i talentu, který ho…

Hokejový útočník Jaromír Jágr se v minulých dnech představil ve dvou bývalých působištích, ale žádnou nostalgii…

 

Reflex.cz

Předsedou Poslanecké sněmovny se stal Radek Vondráček z Babišova ANO

Předsedou Poslanecké sněmovny se stal Radek…

Předsedou Sněmovny dnes zvolili poslanci jejího bývalého místopředsedu Radka Vondráčka (ANO). V tajné volbě…

Tolik nul nespočítáte: Končící prezident Zimbabwe přesvědčivě ukázal, proč netisknout peníze

Tolik nul nespočítáte: Končící prezident Zimbabwe…

Robert Mugabe, prezident Zimbabwe a vydavatel stobiliónové bankovky, po měsících tlaku rezignoval. Po třiceti…