Bir rüyanın peşinde test sürüşü: Wankel'den HCCI motoruna

Döner motor, Japon Mazda markasının bugünkü haline gelmesine nasıl yardımcı oldu?

Wankel motorunun ilk çalışan prototipinin yaratılmasından 60 yıl sonra, Mazda tarafından piyasaya sürülmesinden ve şirketin işlevsel bir HCCI motoru yarattığına dair resmi duyurusundan 50 yıl sonra, bu, bu eşsiz motorun tarihine geri dönmek için bir fırsattır. ısıtma motoru.

Mazda, HCCI modlarında - veya homojen karıştırma ve sıkıştırma ateşlemesinde geniş bir çalışma aralığında çalışan bir motor geliştirmenin başarılı olduğu gerçeğini artık gizlemiyor ve 2019'dan itibaren böyle bir motorun seri üretimine başlamayı planlıyor. Mazda'nın otomotiv camiasını her zaman şaşırtmasına şaşmamalı. Markanın tarihçesine şöyle bir göz atmak bile bu sözün kaynağını bulmak için yeterli. Yakın zamana kadar, Japon şirketi Wankel fikrinin tek ve gayretli taşıyıcısıydı ve Miller döngüsünde çalışan motorlara sahip ilk otomobil üreticisiydi (9'ten 1993'e kadar Mazda Xedos 2003 ve ardından Avrupa'da Mazda 2 olarak bilinen Demio).

Burada bahsetmeye değer bir benzinli motor için kademeli, ikiz jet ve zorlamalı değişken geometrili Comprex dalga sıkıştırmalı dizel motor (Mazda RX-7'nin farklı versiyonları), 626'lerin sonlarından itibaren aktif arka aks yönlendirme sistemleri 80. çalıştırmanın yanma işlemiyle desteklendiği benzersiz i-Stop start-stop sistemi ve i-Eloop kapasitörler kullanan enerji geri kazanım sistemi. Son olarak, Le Mans 24 Saat yarışını Wankel motorlu bir araba ile kazanan tek Japon üretici olduğuna dikkat edin! Stil açısından, Luce, ikonik Wankel Cosmo Sport, RX-7 ve RX-8, MX-5 Roadster ve Mazda 6 gibi modeller, markanın bu alandaki benzersizliği hakkında çok şey söylüyor. Ancak hepsi bu kadar da değil - son yıllarda Skyactiv motorları, içten yanmalı motorun daha kat etmesi gereken çok yol olduğunu ve Mazda'nın ona kendi yolunu gösterebileceğini gösterdi.

Mazda'nın Ekim ayı sonunda Japonya'ya yaptığı davetle yaklaşan ziyaretimizin ardından şirket mühendislerinin gelişmeleri hakkında daha çok şey anlatacağız. Ancak, yukarıdaki alt başlıkta bulunabilenler bu makalenin nedenleri değildir. Mazda'nın yaratıcılarının kendi HCCI motorlarını neden yaratabildiklerini anlamak için şirketin geçmişine geri dönmemiz gerekebilir.

Skyactiv-X'in temeli olarak döner motor

160 kilometrelik bir rotayı tamamlamış bir ultramaratoncuya standart 42 kilometrelik bir maratonu tamamlamada herhangi bir sorun olup olmayacağını sorun. Eh, onları iki saat boyunca çalıştırmayabilir, ancak oldukça iyi bir hızda kesinlikle en az 42 saat daha devam edebilir. Bu zihniyetle, şirketinizin merkezi Hiroşima'daysa, onlarca yıldır devasa döner motor piston dönme sorunlarıyla mücadele ettiyseniz ve yağlama veya emisyonlar, dalga etkileri ve turboşarj veya özellikle orak odalı yanma süreçleri ile ilgili yüzlerce sorunu değişken bir blokla çözdüyseniz Hacim Wankel'e göre, bir HCCI motoru oluşturmak için çok daha istikrarlı bir temele sahip olabilirsiniz. Skyactiv projesinin resmi başlangıcı tam olarak on yıl önce, 2007'de (Mercedes'in sofistike HCCI Diesotto motor prototipini tanıttığı yıl) verildi ve o sırada Wankel motorlu Mazda RX-8 hala üretimdeydi. Bildiğiniz gibi Japon şirketin mühendisleri, Skyactiv-R döner motorlarının prototiplerini geliştirirken tam olarak HCCI çalışma modlarını deniyorlar. Muhtemelen, Mazda SPCCI (Buji Kontrollü Sıkıştırmalı Ateşleme) veya Skyactiv-X olarak adlandırılan HCCI projesi, hem döner departmandan hem de benzinli ve dizel motor departmanından mühendisleri içeriyordu, çünkü Skyactiv-D'deki yanma sürecinin geliştirilmesinde bile biz HCCI sürecinin geliştirilmesinde yer alan kişilerin el yazısını tanıyabilir. Skyactiav motorlarının evriminin ne zaman homojen çalkalamalı ve kendi kendine tutuşan bir motora dönüştüğünü Tanrı bilir - Mazda mühendislerinin bu konuyla ilgilendiği uzun zamandır biliniyor - ama bu muhtemelen Wankel motoru hala hayattayken oldu.

Çoğu tek başına onlarca yıl süren döner araba üretimi, Mazda'ya ciddi bir mali getiri getirmeyebilir, ancak aynı zamanda sarsılmaz ruhun tanınmasını, her türlü soruna çözüm bulmayı, inanılmaz azim ve sonuç olarak birikim getirecektir. engin ve çok değerli bir deneyim. Bununla birlikte, Mazda'da ürün planlamasından sorumlu olan Kiyoshi Fujiwara'ya göre, Skyactiv projesinde yer alan tasarımcıların her biri bir Wankel motorunun ruhunu taşıyor, ancak geleneksel bir motoru geliştirmek için bir fırsata dönüşüyor. Veya geleneksel olmayan HCCI'de. "Ama tutku aynı. Skyactiv'i gerçeğe dönüştüren odur. Bu gerçek macera, hayatımın en büyük neşesi oldu. Her şirketin satmak ve para kazanmak için araba yaptığı doğru," diye açıklıyor Mazda Geliştirme Başkanı Seita Kanai, "ama inanın bana, bizim için Mazda'da, ürettiğimiz arabaların da bir o kadar önemli olduğu gerçeği. kalbimizden kaynaklanırlar ve her seferinde yapımları bizim için romantik bir maceraya dönüşür. Bu sürecin arkasındaki ana itici güç tutkumuzdur. En iyi olmak benim mühendislik aşkım.”

Genç bir adamın hayali

Belki de 60'larda, yakın zamanda piyasaya sürülen ilk Mazda otomobilinin mühendisleri, Wankel motorunda "kendilerine ait bir mühendislik romanı" buldular. Çünkü rotary motor 17 yılında 1919 yaşındaki bir Alman çocuğunun hayalinden doğdu ve adı Felix Wankel. O zamanlar 1902'de Almanya'nın Lahr bölgesinde (Otto, Daimler ve Benz'in doğduğu yer) doğdu, arkadaşlarına hayalindeki arabanın yarı türbin, yarı pistonlu bir motora sahip olduğunu söyledi. O zamanlar, pistonlu içten yanmalı motorlar hakkında henüz temel bir bilgiye sahip değildi, ancak sezgisel olarak motorunun piston döndüğünde emme, sıkıştırma, hareket ve egzoz olmak üzere dört iş döngüsü gerçekleştirebileceğine inanıyordu. Diğer tasarımcıların 16. yüzyıldan beri sayısız kez başarısızlıkla denediği, çalışan bir döner motor yaratmasına onu uzun süre yönlendirecek olan bu sezgidir.

Wankel'in babası Birinci Dünya Savaşı sırasında öldü, ardından genç adam basılı eserler sattı ve birçok teknik literatür okudu. 1924 yılında, 22 yaşındayken, bir döner motorun geliştirilmesi için küçük bir laboratuvar kurdu ve 1927'de "Die Drehkolbenmaschine" (döner pistonlu makine)'nin ilk çizimlerini yaptı. 1939'da, dahiyane Havacılık Bakanlığı, döner motorda rasyonel bir tahıl keşfetti ve o zamanlar yerel Gauleiter'in emriyle hapishanede olan Wankel'in serbest bırakılmasını ve Gölde bir deney laboratuvarı donatmasını şahsen emreden Hitler'e döndü. Constance. Orada BMW, Lillethal, DVL, Junkers ve Daimler-Benz için prototipler tasarladı. Ancak, ilk deneysel Wankel motoru, Üçüncü Reich'ın hayatta kalmasına yardımcı olmak için çok geç geldi. Almanya'nın teslim olmasının ardından Fransızlar, Ferdinand Porsche'ye yaptıklarının aynısını Wankel'i hapse attılar. Bir yıl sonra Felix serbest bırakıldı ve daha verimli bir mesleği olmadığı için döner pistonlu motorlar üzerine bir kitap yazmaya başladı. Daha sonra Mühendislik Araştırmaları Teknik Enstitüsünü kurdu ve endüstriyel kullanım için döner motorlar ve kompresörler geliştirmeye devam etti. 1951'de hırslı bir tasarımcı, NSU spor motosiklet departmanı başkanı Walter Frede'i işbirliği yapmaya ikna etmeyi başardı. Wankel ve NSU, çabalarını elma biçimli (trokoid) hazneli ve kemerli duvarlı üçgen pistonlu bir döner motor üzerinde odakladılar. 1957'de motorun çalışan ilk prototipi DKN adı altında yapıldı. Bu, Wankel motorunun doğum tarihidir.

60'lar: Döner motorun gelecek vaat eden geleceği

DKM, döner motorun sadece bir rüya olmadığını gösteriyor. Bildiğimiz sabit gövde formunda gerçek bir pratik Wankel motoru bir sonraki KKM'dir. NSU ve Wankel, piston sızdırmazlığı, buji konumlandırma, delik doldurma, egzoz temizleme, yağlama, yanma süreçleri, malzemeler ve üretim boşlukları ile ilgili ilk fikirleri ortaklaşa hayata geçirdi. Ancak birçok sorun devam ediyor...

Bu, NSU'nun 1959'da geleceğin motorunun yaratıldığını resmen ilan etmesini engellemez. Mercedes, Rolls-Royce, GM, Alfa Romeo, Porsche, Citroen, MAN dahil olmak üzere 100'den fazla şirket teknik işbirliği sunuyor ve bir dizi makine mühendisliği şirketi lisans satın alıyor. Bunların arasında, başkanı Tsunei Matsuda'nın motorda büyük potansiyel gördüğü Mazda da var. NSU mühendisleriyle eş zamanlı istişarelere ek olarak Mazda, başlangıçta 47 mühendisten oluşan kendi Wankel Motor Geliştirme Departmanını kuruyor.

New York Herald Tribune, Wankel motorunun devrim niteliğinde bir buluş olduğunu ilan ediyor. O zamanlar, NSU hisseleri kelimenin tam anlamıyla patladı - 1957'de 124 Alman markı karşılığında işlem görürlerse, 1960'ta kozmik 3000'e ulaştılar! 1960 yılında, Wankel ile çalışan ilk araba olan NSU Prinz III tanıtıldı. Bunu Eylül 1963'te, iki yıl sonra Almanya şampiyonluğunu kazanan tek odacıklı 500 cc motora sahip NSU Wankel Spider izledi. Ancak 3 Frankfurt Otomobil Fuarı'ndaki heyecan yeni NSU Ro 1968'di. Klaus Lüthe tarafından tasarlanan zarif sedan, her açıdan avangart ve aerodinamik şekilleri (80'lik bir akış faktörü, otomobili benzersiz kılıyor) zamanı için) küçük boyutlu bir çift rotorlu motor KKM 0,35 ile mümkün olmuştur. Şanzıman bir hidrolik kavramaya, dört disk frene sahiptir ve ön kısım şanzımanın yanında yer almaktadır. Ro 612, zamanına göre o kadar etkileyiciydi ki, 80'de Yılın Otomobili ödülünü kazandı. Ertesi yıl, Felix Wankel Münih Teknik Üniversitesi'nden doktora derecesini aldı ve Almanya'daki bilimsel ve teknik başarıların en prestijli ödülü olan Alman Mühendisler Federasyonu'nun altın madalyasını aldı.

(takip etmek)

Metin: Georgy Kolev