Test drive sa pagtugis ng isang panaginip: mula Wankel hanggang HCCI engine

Paano tinulungan ng rotary engine ang Japanese brand na Mazda na maging ano ito ngayon

60 taon pagkatapos ng paglikha ng unang gumaganang prototype ng Wankel engine, 50 taon pagkatapos ng paglunsad nito ng Mazda at ang opisyal na anunsyo ng kumpanya na lumikha ito ng isang functional na HCCI engine, ito ay isang okasyon upang bumalik sa kasaysayan ng kakaibang ito. init ng makina.

Hindi na itinago ng Mazda ang katotohanan na ang pagbuo ng isang makina na nagpapatakbo sa isang malawak na hanay ng pagpapatakbo sa mga mode ng HCCI - o homogenous na paghahalo at pag-aapoy ng compression, ay naging matagumpay, at nagnanais na simulan ang serye ng paggawa ng naturang makina mula 2019. Hindi nakakagulat na ang Mazda ay maaaring palaging sorpresahin ang automotive community. Kahit na ang isang maikling sulyap sa mga makasaysayang talaan ng tatak ay sapat na upang mahanap ang mga mapagkukunan ng pahayag na ito. Hanggang kamakailan lamang, ang kumpanyang Hapones ang nag-iisa at masigasig na tagadala ng ideyang Wankel at ang unang tagagawa ng mga kotse na may mga makina na nagpapatakbo sa Miller cycle (Mazda Xedos 9 mula 1993 hanggang 2003, at pagkatapos ay Demio, na kilala sa Europa bilang Mazda 2).

Dapat banggitin dito ang Comprex wave-compression diesel engine, cascaded, twin-jet at forced variable geometry para sa isang gasoline engine (iba't ibang bersyon ng Mazda RX-7), aktibong rear axle steering system 626 mula sa huling bahagi ng 80s. taon, ang natatanging i-Stop start-stop system, kung saan ang pagsisimula ay sinusuportahan ng proseso ng pagkasunog, at ang energy recovery system gamit ang i-Eloop capacitors. Sa wakas, tandaan ang katotohanan na ito lamang ang tagagawa ng Hapon na nanalo sa 24 Oras ng Le Mans - na may kotseng pinapagana ng Wankel, siyempre! Sa mga tuntunin ng pag-istilo, ang mga modelo tulad ng Luce, ang iconic na Wankel Cosmo Sport, ang RX-7 at RX-8, ang MX-5 Roadster at ang Mazda 6 ay nagsasalita tungkol sa pagiging natatangi ng brand sa lugar na ito. Ngunit hindi lang iyon - sa mga nakalipas na taon, ipinakita ng mga makina ng Skyactiv hindi lamang na ang combustion engine ay mahaba pa ang mararating, ngunit ang Mazda ay maaaring magpakita ng sarili nitong paraan.

Marami pa kaming sasabihin tungkol sa mga pagpapaunlad ng mga inhinyero ng kumpanya pagkatapos ng aming paparating na pagbisita sa paanyaya ng Mazda sa Japan sa pagtatapos ng Oktubre. Gayunpaman, ang mga kadahilanan para sa artikulong ito ay hindi lamang ang mga maaaring matagpuan sa subheading sa itaas. Sapagkat upang maunawaan ang mga kadahilanan kung bakit nakalikha ng mga tagalikha ng Mazda ang kanilang HCCI engine, maaaring kailanganin nating bumalik sa kasaysayan ng kumpanya.

Rotary engine bilang batayan para sa Skyactiv-X

Magtanong sa isang ultramarathoner na nakakumpleto ng 160-kilometrong ruta kung magkakaroon ng anumang mga problema sa pagkumpleto ng karaniwang 42-kilometrong marathon. Buweno, maaaring hindi niya patakbuhin ang mga ito sa loob ng dalawang oras, ngunit tiyak na makakapagpatuloy siya nang hindi bababa sa isa pang 42 oras sa medyo disenteng bilis. Sa ganitong mindset, kung ang iyong kumpanya ay headquarter sa Hiroshima, kung sa loob ng mga dekada ay nahirapan ka sa malalaking problema sa rotary engine piston rotation at nalutas ang daan-daang problema sa lubrication o emissions, wave effects at turbocharging, o lalo na sa sickle chamber combustion process na may variable block volume batay sa Wankel, maaari kang magkaroon ng mas matatag na batayan para sa pagbuo ng isang HCCI engine. Ang opisyal na pagsisimula ng proyekto ng Skyactiv ay ibinigay nang eksakto sampung taon na ang nakalilipas, noong 2007 (sa parehong taon na ipinakilala ni Mercedes ang sopistikadong HCCI Diesotto engine prototype), at sa oras na iyon ang Wankel-powered Mazda RX-8 ay nasa produksyon pa rin. Tulad ng alam mo, ang mga inhinyero ng kumpanya ng Hapon ay nag-eeksperimento sa mga mode ng pagpapatakbo ng HCCI nang tumpak kapag bumubuo ng mga prototype ng Skyactiv-R rotary engine. Marahil, ang proyekto ng HCCI, na tinatawag na Mazda SPCCI (Spark Plug Conrolled Compression Ignition) o Skyactiv-X, ay nagsasangkot ng mga inhinyero mula sa parehong rotary department at sa gasoline at diesel engine department, dahil kahit na sa pagbuo ng proseso ng pagkasunog sa Skyactiv-D kami maaaring makilala ang sulat-kamay ng mga taong kasangkot sa pagbuo ng proseso ng HCCI. Alam ng Diyos kung kailan ang ebolusyon ng Skyactiav engine ay naging homogenous agitation at self-ignition engine - Matagal nang kilala ang mga inhinyero ng Mazda na kasangkot sa paksang ito - ngunit malamang na nangyari ito noong buhay pa ang Wankel engine.

Ang mga dekada ng paggawa ng mga rotary na kotse, karamihan sa mga ito ay nag-iisa, ay maaaring hindi magdala ng Mazda ng isang seryosong pagbabalik sa pananalapi, ngunit ito ay magdadala din ng pagkilala sa hindi natitinag na espiritu, paghahanap ng mga solusyon sa lahat ng uri ng mga problema, hindi kapani-paniwalang pagtitiyaga at, bilang resulta, ang akumulasyon ng malawak at napakahalagang karanasan. Gayunpaman, ayon kay Kiyoshi Fujiwara, na responsable para sa pagpaplano ng produkto sa Mazda, bawat isa sa mga taga-disenyo na kasangkot sa proyekto ng Skyactiv ay nagdadala ng diwa ng isang makinang Wankel, ngunit nagiging isang pagkakataon upang mapabuti sa isang maginoo na makina. O sa hindi tradisyonal na HCCI. “Pero pareho ang passion. Siya ang gumagawa ng Skyactiv na isang katotohanan. Ang tunay na pakikipagsapalaran na ito ay naging pinakamalaking kagalakan sa aking buhay. Totoo na ang bawat kumpanya ay gumagawa ng mga kotse upang ibenta at kumita ng pera,” paliwanag ni Seita Kanai, Pinuno ng Pag-unlad sa Mazda, “ngunit magtiwala ka sa akin, para sa amin sa Mazda, ang katotohanan na ang mga sasakyang ginagawa namin ay kasinghalaga. sila ay nagmula sa ating mga puso, at sa tuwing ang kanilang pagtatayo ay nagiging isang romantikong pakikipagsapalaran para sa atin. Ang pangunahing puwersang nagtutulak sa likod ng prosesong ito ay ang ating pagnanasa. Ang pagiging pinakamahusay ay ang aking pag-iibigan sa engineering."

Pangarap ng isang binata

Marahil noong 60s, ang mga inhinyero ng kamakailang pinakawalan na unang Mazda na kotse ay nakahanap ng "isang nobelang inhinyero ng kanilang sarili" sa makina ng Wankel. Dahil ang rotary engine ay ipinanganak mula sa panaginip ng isang 17 taong gulang na batang Aleman noong 1919 at ang pangalan niya ay Felix Wankel. Noon, ipinanganak noong 1902 sa rehiyon ng Lahr ng Germany (kung saan ipinanganak sina Otto, Daimler at Benz), sinabi niya sa kanyang mga kaibigan na ang kanyang pangarap na kotse ay may makina na kalahating turbine, kalahating piston. Sa oras na iyon, wala pa siyang pangunahing kaalaman sa reciprocating internal combustion engine, ngunit intuitively naniniwala na ang kanyang makina ay maaaring gumanap ng apat na cycle ng trabaho - paggamit, compression, pagkilos at tambutso kapag ang piston ay umiikot. Ito ang intuwisyon na hahantong sa kanya sa loob ng mahabang panahon upang lumikha ng isang gumaganang rotary engine, na hindi matagumpay na sinubukan ng iba pang mga taga-disenyo ng hindi mabilang na beses mula noong ika-16 na siglo.

Namatay ang ama ni Wankel noong Unang Digmaang Pandaigdig, pagkatapos nito ay nagbenta ang binata ng mga nakalimbag na gawa at nagbasa ng maraming teknikal na panitikan. Noong 1924, sa edad na 22, itinatag niya ang isang maliit na laboratoryo para sa pagbuo ng isang rotary engine, at noong 1927 ginawa niya ang mga unang guhit ng "Die Drehkolbenmaschine" (rotary piston machine). Noong 1939, natuklasan ng mapanlikhang Ministry of Aviation ang isang makatwirang butil sa rotary engine at bumaling kay Hitler, na personal na nag-utos na palayain si Wankel, na noon ay nakakulong sa mga utos ng lokal na Gauleiter, at upang magbigay ng kasangkapan sa isang eksperimentong laboratoryo sa Lake Constance. Doon ay nagdisenyo siya ng mga prototype para sa BMW, Lillethal, DVL, Junkers at Daimler-Benz. Gayunpaman, huli na ang unang eksperimental na Wankel engine upang tulungan ang kaligtasan ng Third Reich. Matapos ang pagsuko ng Alemanya, ikinulong ng mga Pranses si Wankel - ang parehong bagay na nagawa na nila kay Ferdinand Porsche. Makalipas ang isang taon, pinalaya si Felix at, dahil sa kakulangan ng isang mas produktibong trabaho, nagsimulang magsulat ng isang libro sa mga rotary piston engine. Kalaunan ay itinatag niya ang Technical Institute for Engineering Research at nagpatuloy upang bumuo ng mga rotary engine at compressor para sa pang-industriyang paggamit. Noong 1951, isang ambisyosong taga-disenyo ang nagawang kumbinsihin ang pinuno ng NSU sports motorcycle department, si Walter Frede, na makipagtulungan. Itinuon ni Wankel at NSU ang kanilang mga pagsisikap sa isang rotary engine na may hugis-apple (trochoid) chamber at isang arched-walled triangular piston. Noong 1957, ang unang gumaganang prototype ng makina ay itinayo sa ilalim ng pangalang DKN. Ito ang petsa ng kapanganakan ng Wankel engine.

60s: ang promising hinaharap ng rotary engine

Ipinapakita ng DKM na ang rotary engine ay hindi lamang isang panaginip. Ang isang tunay na praktikal na Wankel engine sa fixed body form na alam natin ay ang susunod na KKM. Ang NSU at Wankel ay magkatuwang na nagpatupad ng mga maagang ideya na may kaugnayan sa piston sealing, pagpoposisyon ng spark plug, pagpuno ng butas, pag-alis ng tambutso, pagpapadulas, mga proseso ng pagkasunog, mga materyales at mga puwang sa pagmamanupaktura. Gayunpaman, maraming problema ang nananatili...

Hindi nito pinipigilan ang NSU na opisyal na ipahayag ang paglikha ng makina ng hinaharap noong 1959. Mahigit sa 100 kumpanya ang nag-aalok ng teknikal na kooperasyon, kabilang ang Mercedes, Rolls-Royce, GM, Alfa Romeo, Porsche, Citroen, MAN at ilang mga kumpanya ng mechanical engineering na bumibili ng mga lisensya. Kabilang sa mga ito ang Mazda, na ang presidente na si Tsunei Matsuda ay nakikita ang malaking potensyal sa makina. Bilang karagdagan sa mga sabay-sabay na konsultasyon sa mga inhinyero ng NSU, ang Mazda ay nagse-set up ng sarili nitong Wankel Engine Development Department, na sa una ay kinabibilangan ng 47 na mga inhinyero.

Idineklara ng New York Herald Tribune na ang Wankel engine ay isang rebolusyonaryong imbensyon. Sa oras na iyon, literal na sumabog ang mga pagbabahagi ng NSU - kung noong 1957 ay nakipagkalakalan sila para sa 124 na marka ng Aleman, pagkatapos noong 1960 ay umabot sila sa isang cosmic 3000! Noong 1960, ang unang Wankel-powered na kotse, ang NSU Prinz III, ay ipinakilala. Sinundan ito noong Setyembre 1963 ng NSU Wankel Spider na may isang solong silid na 500 cc na makina, na nanalo sa kampeonato ng Aleman makalipas ang dalawang taon. Gayunpaman, ang sensasyon sa 3 Frankfurt Motor Show ay ang bagong NSU Ro 1968. Ang eleganteng sedan, na idinisenyo ni Klaus Lüthe, ay avant-garde sa lahat ng paraan, at ang mga aerodynamic na hugis nito (isang flow factor na 80 sa sarili ay ginagawang kakaiba ang kotse para sa oras nito) ay ginawang posible ng isang maliit na laki ng twin-rotor engine KKM 0,35. Ang transmission ay may hydraulic clutch, apat na disc brakes, at ang front part ay matatagpuan sa tabi ng transmission. Napakaganda ng Ro 612 sa panahon nito kaya nanalo ito ng Car of the Year noong 80. Nang sumunod na taon, natanggap ni Felix Wankel ang kanyang PhD mula sa Teknikal na Unibersidad ng Munich at natanggap ang gintong medalya ng German Federation of Engineers, ang pinakaprestihiyosong parangal para sa siyentipiko at teknikal na mga tagumpay sa Germany.

(upang sundin)

Teksto: Georgy Kolev