Pamiętacie sztukę W. Szekspira pt. Romeo i Julia? Silnik Wankla wraz z Mazdą zagrały w remake’u, w którym jednak nie wszystko się zgadza…
Jakiś czas temu Grzegorz wypaplał się, że bohaterem jednego z kolejnych odcinków LCM będzie Mazda Cosmo. Maszyna, która zapisała się na kartach historii, głównie dzięki osobliwej konstrukcji silnika spalinowego. Otóż standardowe, dobrze znane nam rozwiązanie, opiera się o tłoki, zawory, ruch posuwisto zwrotny i tym podobne, dość skomplikowane niuanse techniczne. Pomimo tego, prawie każdy miłośnik motoryzacji na myśl o silniku, wyobraża sobie kilka, tudzież kilkanaście tłoków, latających wewnątrz cylindrów w te i na zad. Wybuch mieszanki paliwowo powietrznej powoduje wzrost ciśnienia w komorze spalania, tłok porusza się w dół, a jako że połączony jest on z wałem korbowym, wytwarza na nim moment obrotowy. Problem z silnikami spalinowymi jest niestety taki, że są one złożone i nieco skomplikowane. W końcu potrzebują całej masy metalowych elementów. Kół zębatych, głowic, łańcuchów rozrządu, narządu, bulbulatorów i całej reszty badziewia, bez której nie byłyby w stanie nawet odpalić.
Okazuje się jednak, że rozwiązania eliminujące znakomitą większość podzespołów konstrukcyjnych tradycyjnych silników tłokowych istniały już wiele lat temu. Jednym z nich był silnik opracowany przez jegomościa o imieniu Felix. Ów gentleman, urodzony 13 sierpnia 1902 roku w Lahr na terenie Badenii – Wirtembergii, w 1924 roku postanowił otworzyć warsztat. W przeciwieństwie jednak do dzisiejszych mechaników ślepo klepiących olejówkę, zastanawiał się nad budową i konstrukcją silników. Dostrzegał on sporo wad ówcześnie stosowanych jednostek tłokowych. Jak na prawdziwego inżyniera przystało, Felix postanowił coś z tym zrobić. W 1927 roku wykonał on rysunki maszyny, która wyposażona była w tłok wirujący, pozbawiony cytuję, niejednostajnie poruszających się elementów. W 1936 roku otrzymał patent na silnik z tłokiem wirującym, w międzyczasie odwiedzając także więzienie nazistów. Niestety dla nas, na szczęście dla niego, niebawem przyszła II wojna światowa.
W przeciwieństwie do dzisiejszych mechaników ślepo klepiących olejówkę, Felix zastanawiał się nad budową i konstrukcją silników. Dostrzegał on sporo wad ówcześnie stosowanych jednostek tłokowych i jak na prawdziwego inżyniera przystało, postanowił coś z tym zrobić.
Dla Felix’a na szczęście, gdyż bardzo dobrze dogadywał się z ówcześnie panującą modą na antysemityzm. Dzięki temu, dostał swoją szansę i mógł się wykazać. Zaczął dostarczać podzespoły dla niemieckiej Luftwaffe i Kriegsmarine, rzecz jasna zbudowane w oparciu o wirujące tłoki. Po wojnie ponownie trafił do więzienia, tym razem alianckiego. Jego warsztat został zajęty przez Francuzów, dorobek naukowy skonfiskowany, sam zaś otrzymał zakaz dalszej pracy. Niemniej jednak, Felix się nie poddał. W 1951 roku uzyskał on finansowanie od Goetze AG, dzięki któremu powstało centrum rozwoju technicznego w jego prywatnym domu w Lindau. Niedługo później, Felix rozpoczął prace nad rozwojem silników dla NSU Motorenwerke AG. W lutym 1957 roku świat ujrzał pierwszy, w pełni działający prototyp, na który licencję, udało się opchnąć amerykańskiej korporacji Curtiss – Wright.
Niecałe trzy lata później, 19 stycznia 1960 roku, nastąpił prawdziwy przełom. Felix zaprezentował swoją maszynę specjalistom oraz prasie podczas spotkania Verein Deutscher Ingenieure (związek inżynierów niemieckich, na nasze). Tego samego roku powstał NSU Prinz przerobiony tak, ażeby pod jego maską mógł znaleźć się silnik Felix’a. Dlaczego był to przełom? Albowiem to właśnie od tego momentu, Felix Wankel mógł swobodnie nazywać swój wynalazek silnikiem Wankla. Dotychczas, określany był on mianem „Motor nach System NSU/Wankel”. Zatem całą myśl konstruktorską, Felix w pełni mógł przypisać sobie. Gdyby nie ten fakt, dziś jednostki rotacyjne mogłyby być znane jako silnik NSU. Sam Felix zaś, pozostałby w cieniu, jako jeden z konstruktorów. Co swoją drogą, odpowiadałoby rzeczywistości. Należał on bowiem do zespołu, który na zlecenie NSU zajmował się rozwojem ów jednostek. W każdym razie od tego momentu, wydarzenia na osi czasu przybrały niesłychanie na dynamice.
Zakochani w trójkącie.
W 1963 roku powstał pierwszy samochód produkowany seryjnie, wyposażony w jednostkę Wankla, czyli NSU Spider. W międzyczasie, bo w 1961 roku, Toyo Kogyo Company z Hiroszimy zakupiło licencję na silnik Wankla. Do Japończyków z Hiroszimy wrócimy za moment, bowiem chwilę później, zakupił ją także Mercedes – Benz. Po premierze NSU Spider’a, do wyścigu dołączyła także Alfa Romeo w 1964 roku, Porsche w 1965 roku oraz Citroen w 1966 r. Zaledwie cztery lata później, zarówno Toyota jak i Datsun, także zdecydowali się na zakup licencji. W listopadzie 1970 roku zaś, jeden z największych ówcześnie graczy na rynku, General Motors Corporation, podpisał umowę na 50 milionów dolarów, nadającą prawa do silników Wankla. Odpowiedź ze strony kolejnego amerykańskiego giganta, była błyskawiczna. Jeszcze w tym samym miesiącu, za pośrednictwem niemieckiego oddziału Ford Motor Company, podpisano kontrakt na licencję konstrukcji Felix’a Wankel’a dla Ford’a. Nieźle, prawda?
W tym miejscu należy zadać sobie dwa pytania. Po pierwsze, dlaczego aż tyle firm z całego świata rzuciło się na silnik Wankla. Po drugie zaś, czemu dziś nie widzimy Alf Romeo, 911-tek, Nissanów, Toyot, Ford’ów i Chevrolet’ów, masowo wyposażanych w jednostki z tłokiem rotacyjnym. Cóż, odpowiedź na pierwsze pytanie, w zasadzie już nieco nakreśliłem. Tradycyjne jednostki napędowe, działające w oparciu o tłoki, były szalenie skomplikowane. Silnik Wankla zaś, wręcz przeciwnie. Nie potrzebował on głowicy, zaworów, a zatem, także całego zestawu rozrządu. I nie chodzi tutaj o drastyczne uproszczenie ów elementów. One po prostu stały się zbędne. Dodatkowo, silnik Wankla pracuje od początku do końca w sposób obrotowy. Nie potrzebne są więc korbowody gdyż „tłok”, a w zasadzie rotor, bezpośrednio przekazuje moment obrotowy na wał korbowy. Odpowiedzią na pierwsze pytanie jest zatem prostota, lekkość i kompaktowość.
Tak ówcześnie reklamowano NSU Ro 80. Czasem brakuje mi takiego… marketingu…
Nic więc dziwnego, iż szereg producentów dostrzegło ogromny potencjał w Wanklu. Po premierze NSU Spider, przyszła pora na NSU RO 80 w 1967 r. Ponadto, w tym samym roku świat ujrzała pierwsza Mazda z silnikiem rotacyjnym – Mazda Cosmo. W międzyczasie, licencję na silnik Wankla nabywali kolejni gracze na rynku. Z ciekawszych pozycji, 17 lutego 1965 roku w posiadanie praw do użycia jednostek rotacyjnych wszedł Rolls Royce, w listopadzie 1970 r. Suzuki, zaś w 1971 i 1972 r. odpowiednio Kawasaki oraz Yamaha. Trzej ostatni gracze, głównie z myślą o użytku w motocyklach. Niemniej jednak, największy potencjał w tej konstrukcji widziała w zasadzie wyłącznie Mazda. Otóż, w ciągu kilku lat wypuściła ona całą gamę modeli wyposażonych w jednostki rotorowe. R100 Familia Coupe, R130, RX-2 Capella, RX-3 Savanna, RX-4 Luce, a nawet Rotary Pickup, w skrócie REPU.
W 1975 roku z kolei, świat ujrzały eleganckie i prestiżowe Mazda RX-5 Cosmo oraz Roadpacer. Ta ostatnia, technicznie rzecz biorąc, była przerobionym Holden’em HJ Premier z rynku australijskiego. Nie zmienia to jednak faktu, iż tak jak jej pozostałe siostry, wyposażona była, a jakże, w silnik Wankla. Mazda trzymała się tego rozwiązania tak mocno, iż zrobiła z niego swój znak rozpoznawczy. Gdy na przełomie lat 80-tych i 90-tych podejmowała próbę stworzenia swojej prestiżowej marki Eunos na podobieństwo Acury czy Lexus’a, model Eunos Cosmo także otrzymał silnik Wankla. Wreszcie, chyba najbardziej rozpoznawalne przedstawicielki, Mazda RX-7 oraz RX-8, od narodzin aż po śmierć napędzane były wyłącznie Wanklem. Mazda w zasadzie jako jedyna eksperymentowała z wynalazkiem Felix’a na tak szeroką skalę. Pakowała go do kompaktów, dużych limuzyn, pick-up’ów, aut sportowych, a nawet busa pod nazwą Mazda Parkway Rotary 26 Bus z 1974 roku.
Przy tym ostatnim chciałbym się na moment zatrzymać.
Otóż, silnik Wankla montowany w Mazda Parkway Rotary miał 2,6 litra pojemności, cztery rotory i turbodoładowanie. Od razu na myśl przyszły mi amerykańskie projekty RX-8 i RX-7 przygotowane do driftu. Często lądują w nich konstrukcje składane z dwóch dwurotorowych silników 1,3 l, czterorotorowe jednostki 2,6 l. Następnie dodawana jest rzecz jasna turbosprężarka. Czyli wypisz wymaluj, silnik z busa produkowanego w latach 70-tych. Busa, który mógł przewieźć 26 pasażerów. Istne szaleństwo. Jednak w tym miejscu, jak mantra wraca do mnie kolejne pytanie. Czemu dziś nie występują w naturze auta innych producentów, wyposażone w silnik Wankla. Dlaczego większość z nich odpuściła sobie tę technologię? Cóż, mam wrażenie, że osoby odpowiedzialne za taką, a nie inną decyzję, znały Szekspirowski dramat pt. Romeo i Julia.
Opowieść bez happy end’u.
Widzicie, już podczas pierwszych testów oraz budowy pierwszych prototypów okazało się, że konstrukcja Felix’a obarczona jest szeregiem wad. Wycierające się uszczelnienia zwane Apex’ami, spełniające rolę pierścieni tłokowych. Nierównomierne nagrzewanie się, związane z zapłonem i spalaniem mieszanki wyłącznie po jednej stronie silnika. Skłonność do benzynoholizmu oraz silnego uzależnienia od oleju silnikowego i szereg pomniejszych problemów sprawiły, że nowatorski silnik Wankla został przekreślony przez wszystkich dużych graczy. Doszli oni do wniosku, że nie ma sensu rozpracowywać tej technologii. Dlaczego bowiem, mieliby oni wynajdować koło na nowo? Prościej było uznać, że jest to swego rodzaju ślepa uliczka w rozwoju silników spalinowych. Poddali się więc temu przeznaczeniu. Wszyscy. Poza Mazdą.
Mazda bowiem, zakochała się w wynalazku Felix’a niczym Julia w Romeo. Widziała w nim spory potencjał i wierzyła, że sprytną technologią, wytrwałością i sukcesywnymi usprawnieniami, doszlifuje silnik Wankla do perfekcji. Jej włodarze mieli pełną świadomość, że ewentualny sukces bardzo szybko sprawiłby, iż Mazda stałaby się pionierem technologicznym na świecie. Niczym tytułowa Julia, pragnąca związać swe życie z Romeo na zawsze, Mazda postanowiła za wszelką cenę dopracować silnik Wankla do perfekcji. Niestety, miłość tę zabiła sama tytułowa Julia. Choć, podobnie jak w sztuce Szekspira, nie do końca świadomie i z własnej woli. Widzicie, wszystkie wady silnik Wankla przejawiał w głównej mierze będąc stosowanym w autach seryjnych. Osobowych, przeznaczonych do użytku codziennego. Bardzo szybko okazało się jednak, że kompaktowe wymiary oraz wysoka moc, były nieocenione przy budowie aut sportowych i wyścigowych.
Holden HJ Premier z jednostką rotacyjną – czyli Mazda Roadpacer. Muscle car z Wanklem? Ależ owszem, czemu nie…
Problemy z przeciętną wytrzymałością samej jednostki nie grały tu aż tak dużej roli. W końcu, żaden silnik projektowany do motosportu, w swoich założeniach nie musi kręcić przebiegu niczym berlińska taryfa. Tym bardziej, że wraz z kolejnymi generacjami, Mazda poprawiała i wydłużała jego żywotność. Z tego też powodu, realnym problemem, okazały się ciągoty do picia. Zarówno oleju jak i paliwa. Wraz z każdą kolejną dekadą, świat motoryzacji opanowywał wirus ekologizmu. I wbrew obecnie panującej modzie, wcale nie był on bezobjawowy. Wszelkie normy emisji spalin zmuszały producentów do kombinowania, w jaki sposób uczynić jednostki spalinowe przyjaznymi dla środowiska. Silnik Wankla zaś, skutecznie opierał się wszelkim próbom dostosowania go do nowych pomysłów ustawodawców. Wysokie zużycie paliwa wynikało w głównej mierze z konstrukcji samej jednostki. Na stosunkowo niski stopień sprężania oraz wysokie straty ciepła, niewiele można było poradzić. Podobnie sprawa miała się z konsumpcją oleju.
Ażeby skutecznie smarować oraz chłodzić owiane złą sławą Apex’y, konieczne były dotryski sporej ilości oleju, który za zadanie miał utrzymać uszczelnienia we względnie dobrej kondycji. Ten niestety, trafiał finalnie do układu wydechowego. To z kolei, powodowało problemy z oczyszczaniem spalin bogatych w olej. Finalnie, w 2012 roku ostatnia Mazda RX-8 zjechała z taśm produkcyjnych, zabijając tym samym miłość Mazdy do Wankla. Ciężko tu jednak mówić o bezpośredniej winie Julii. Wypijając truciznę, chciała dobrze. Z całych sił pragnęła uniknąć mariażu z Parysem, wybranym przez matkę. Silnik Wankla także chciał dobrze. Pił olej i benzynę w ilościach ponadprzeciętnych, ażeby cieszyć klientów Mazdy niezwykłą, wysokoobrotową charakterystyką pracy. Gdy Romeo ujrzał, że Julia wypiła truciznę, postanowił podzielić jej los. Jak wiadomo, finalnie Julia przeżyła, a wist z trucizną okazał się fałszywy. Ta jednak, odkrywszy co jej ukochany uczynił, postanowiła dołączyć do niego w krainie wiecznych łowów.
Na szczęście silnik Wankla, ujrzawszy Mazdę otrutą przez eurokratów, nie poszedł w ślady Romeo. Wyciągnął wnioski z Szekspirowskiego dramatu i zamiast popełniać samobójstwo, trafił ze swą ukochaną do centrum badań i rozwoju Mazdy. Tam z kolei, inżynierom udało się ocucić Julię, która wraz z Romeo kombinuje, jak sformalizować ich związek. I z tego co dopływa do informacji publicznej, są co raz bliżej sukcesu. Innymi słowy, Mazda wciąż pracuje nad rozwojem jednostek rotacyjnych. Ba, wypuszczając elektryczną MX-30, da pierwszego prztyczka w nos wszystkim sceptykom. W ramach „range extender’a”, Mazda MX-30 wyposażona ma zostać właśnie w silnik Wankla. Ekologiczny, elektryczny, bezemisyjny, mokry sen ekoświrów wspomagany będzie technologią, którą z całych sił pragnęli zamordować. Iście romantyczna historia. Czy Julia wraz z Romeo doczekają się dziecka na miarę kolejnej Mazdy z serii RX? Cóż, spektakl właśnie toczy się na naszych oczach. I tylko od naszej pary kochanków zależy, w jaki sposób się zakończy.
Prowadził Mateusz Kania.
Wpis napędzany przez ekipę Moto Z innej Perspektywy | MZiP.
Źródło zdjęć: Wheelsage
Garaż Mazdy
Poniżej odrobina fotografii najbardziej rozpoznawalnych modeli Mazdy.
Ekipa MZiP życzy miłej kontemplacji 🙂
