Körforgásban – A Wankel-motor 1

Körforgásban - A Wankel-motor

A századelőn még egyáltalán nem volt biztos, hogy a dugattyús motoré a jövő, és a gépjárműveket száz év múlva is ilyen rendszerű erőforrások hajtják majd. Versenyben volt a gőzgép, de elektromos hajtással is kísérleteztek. Ez a módszer azonban – elsősorban az óriási méretű és hamar lemerülő akkumulátorok miatt – a mai napig csak fenntartásokkal alkalmazható.

Néhány autógyártó próbálkozott gázturbinás autóval is, de a turbina fülsértő visítását és óriási üzemanyagigényét nem sikerült kiküszöbölniük a mérnököknek. Gázturbinával hajtott autót sohasem gyártottak sorozatban, viszont a Felix Wankel ötlete alapján gyártott motorral már igen.

Wankel már 1935-ben elkészített egy működőképes forgódugattyús motort, majd a sikeren felbuzdulva az 1940-es évek végén Lindauban megalapította cégét. A fejlesztő központban olyan forgódugattyús motort építettek, amelynek nemcsak dugattyúja forgott a trochoidformájú égéstérben, hanem a dugattyút tartalmazó trochoidház is a motorházban. Ez az erőforrás vibrációmentesen járt és szokatlanul nagy, 24 ezer percenkénti fordulatszámig kipörgethető volt.

A motor tömítésével és a kipufogás megoldásával azonban problémák adódtak, s a gyújtás javítása sem volt egyszerű, mivel a tervezőnek a dugattyúba kellett beépítenie, ezért hiba esetén az egész szerkezetet szét kellett szerelni. Ezek után nem csoda, ha a motor prototípus maradt.

1951-ben azonban Felix Wankelnek és dr. ing. Walter Froedénak, az NSU kísérletező kedvű fejlesztési vezetőjének útjai keresztezték egymást, és elhatározták, hogy Wankel-motorjának fejlesztését közösen folytatják. Froede alapjaiban változtatta meg a konstrukciót: a trochoidház álló maradt, egy fogaskerékrendszeren keresztül kizárólag a dugattyú forgott a trochoid formájú égéstérben. 1954 márciusában a Wankel-motor már úgy nézett ki, ahogy ma.

Az egyszerűsítés ellenére a korábbi tömítési gondok megmaradtak, ráadásul egyéb hajtóműproblémák miatt csökkenteni kellett az elérhető maximális fordulatszámot. Elhatározták, hogy az erőforrást egy kísérleti járműben is kipróbálják. A 250 cm3-es motort végül beépítették egy NSU Prinz-be. Az erőforrást, amely 5000-es percenkénti fordulatszámon mintegy 30 lóerőt teljesített, ezer órán keresztül teljes terheléssel vizsgálták. Később azonban kiderült, hiba volt, hogy az erőforrást főleg a maximális fordulatszámon járatták.

Az első, szériában Wankel-motorral szerelt jármű egy vízisí volt, amelyet 1962-ben mutattak be. A fejlesztésre fordított tőke azonban kezdett elfogyni az NSU-nál, ezért úgy döntöttek, hogy az ötletből pénzt csinálnak és a Wankel-szabadalmat más gyártóknak is eladják.
Így 1961. február 27-én a japán Toyo Kogyo, a Mazda gyártója is megszerezte a Wankel felhasználási és fejlesztési jogát.

A japánok gőzerővel kezdték fejleszteni a konstrukciót, annyira, hogy majdnem a Mazda 110 S Cosmo lett a világ első szériagyártású forgódugattyús motorral hajtott gépkocsija. De csak majdnem, mert Neckarsulmban az NSU-nál sem tétlenkedtek: az NSU Sport Prinzbe is bekerült egy kísérleti motor. A már 500 cm3-es motor 6000-es percenkénti fordulatszámon 50 lóerőt teljesített. A tömítési problémák azonban továbbra is fennálltak.

Közben egyre inkább terjedt a hír, hogy a Mazda Wankel-rendszerű motorral hajtott kocsija készülőben van. Mivel a neckarsulmi mérnököket nagyon érzékenyen érintette volna, ha a japánok megelőzik őket, az NSU-nál rákapcsoltak. 1963-ban bemutatták a Wankel Spidert, egy, még korántsem befejezett nyitott járművet. Megjelent tehát az első szériaautó, amely erőforrásának működési elve merőben eltért a hagyományos dugattyús motorokétól. A japánok egyébként egy évvel később, a Tokiói Motorshow-n csak a Mazda Cosmo prototípusát állították ki, szerény, 70 lóerős motorral.

A félig kész konstrukció miatt az első NSU Spidereket csak 1964 őszén adták át, de ezzel nemcsak a járműveket, hanem azt a lavinát is elindították, amely végül magával rántotta az egész céget.

Az eltörő dugattyútömítések miatt néhány száz kilométer lefutása után az első járműveket vissza kellett szállítani a gyárba. Mindenekelőtt azonban a gyújtógyertyákkal adódtak problémák. A rövid szakaszokon használt járműveknél a gyertyákon olajlerakódás is jelentkezett, és végül az állandó izzás miatt a fokozott terhelésnek kitett tömítések egyszerűen eltörtek.

A hibák nem nagyon zavarták az NSU fejlesztőit. 1965-ben bemutatták a duplatárcsás, kétszer 500 cm3-es forgódugattyús erőforrásukat, és ekkor már tesztelték a később Ro 80 néven megjelenő autójuk modelljét is a szélcsatornában. 1967-ben pedig, amikor a Pontiac bemutatta a Firebirdöt, elvégezték az első szívátültetést, a nyugati boltokban megjelent az első mikrohullámú sütő és javában dúlt a vietnami háború, a szeptemberi frankfurti autószalonon bemutatták a kéttárcsás Wankel-motorral hajtott Ro 80-ast.

Ez volt az az autó, amelynek Claus Luthe által tervezett formája a szakemberek szerint legalább tíz évvel megelőzte korát. Valószínűleg tehát a Ro 80-asról akkor is sokáig beszéltek volna, ha karosszériáján kívül egyéb szenzációval nem szolgál. De egyéb ínyencségek is voltak a lemezek alatt, például a kocsi motorja és háromfokozatú, Selektivnek hívott automatikus erőátviteli rendszere. A Ro 80-as motorja 115 lóerőt teljesített és gyakorlatilag két Spider erőforrásból építették össze, úgy, hogy számtalan részletén változtattak.

Az NSU ismét elkövette azt a régi hibát, hogy az erőforrást elsősorban padlógázon tesztelte. Akkor minden remekül működött, de a gyakorlatban előjött a beégés problémája. Ha a vevő többnyire rövid szakaszokon, hideg motorral, városban használta járművét, szinte beprogramozta ezt a hibát. Az első szériás Ro 80-asok közül szinte egyik futásteljesítménye sem haladta meg a 15-20 ezer kilométert. A modern autó tehát nem a józan vásárlók, inkább a technokrata rajongók körében talált lelkes fogadtatásra. Tény azonban, hogy létezett alternatíva a dugattyús motor kiváltására.

1977-ben egy kéttárcsás, 170 lóerős kísérleti Wankel-motort még beépítettek egy Audi 100-asba, azonban a motor fogyasztása soha nem látott méreteket öltött, kipufogógázának összetétele pedig nem elégítette ki a követelményeket. Ugyanezen év márciusában pedig az utolsó NSU Ro 80-as is legördült a szalagról. Ezzel nemcsak a modell gyártását fejezték be, a sikertelen konstrukció magával rántotta a több mint 100 éves NSU márkát is. Ettől kezdve ugyanis – annak ellenére, hogy a cég neve csak 1985. január elsejével egyszerűsödött Audi NSU Auto Union Rt.-ről, Audi Rt.-re -, valamennyi Neckarsulmban készült gépkocsi az Audi nevet viselte.

Ma már tudjuk: a Wankel túl későn érkezett. Egyszerűen piacképtelen volt a benzinnel nem éppen takarékosan bánó konstrukció. Ráadásul a környezetvédelemi előírások is akkoriban kezdtek el szigorodni, és a Wankel ebben a kérdésben sem volt élenjáró. Kipufogógázának szénhidrogén (CH) tartalma például annyival volt magasabb a megengedettnél, hogy a csökkentés érdekében utánégetőn kellett átvezetni az égésterméket. Hiába oldották volna meg az összes tömítési, gyújtási, fogyasztási, károsanyag-kibocsátási problémát, a Wankel-motor térhódítása esetén a teljes háttéripart (a szervizeket, a kereskedőket, a szerelőket) valami egészen másra kellett volna kiképezni és átállítani. Ennek csak akkor lett volna értelme, ha a Wankel az alapvető kritériumokban számottevően jobb a hagyományos motornál, és a leggyengébb paramétere is legalább eléri a dugattyús erőforrás szintjét. Ez pedig korántsem volt így.

Mivel azonban a két konstrukció közötti versenyfutás végeredményét a hatvanas évek végén még nem lehetett látni, a Mazda mellett más gyártók is megvásárolták a szabadalmat. A második vevő a Fichtel&Sachs volt, akinek motorjait szabadidő-járművekbe, motoros szánokba, fűrészekbe, mini terepjárókba, kismotorokba és sportrepülőkbe építették be.

A Mercedes-Benz mérnökeinek fantáziáját sem hagyta nyugton a Wankel-motor. A stuttgartiak 1969-ben mutatták be a C111-es, szárnyas ajtós sportkocsijukat, amelyet először csak három-, de a későbbi változatban már négytárcsás Wankel motor hajtott. Az első változat 3 x 600 cm3-es volt, és 280 lóerőt teljesített, az erősebb 350 lóerőt adott le 7000-es percenkénti fordulatszámon.

A Citroën két típust gyártott Wankel motorral, egy kupét és 1500 darabot a GS karosszériájába épített Birotor nevű járművükből. A Wankel rendszerű motorral szerelt Chevrolet Corvette-ből ellenben soha nem lett szériagyártmány.

A világ legnagyobb Wankel-motorját ipari felhasználásra, szivattyúk és kompresszorok hajtására készítették. A 2 x 41 literes, kéttárcsás erőforrás 1000 lóerőt teljesített.

Érdekes, hogy a mai modern technikával az NSU régi problémái is megoldhatók már. A Bad Sodenben tevékenykedő dr. Mike Fabritius, a Wankel pápa évtizedek óta foglalkozik Wankel-motorokkal. A műhelyéből kikerült erőforrások sokkal állóképesebbé váltak eredetijüknél. A Mazda alkatrészek beépítése után cirka 50 ezer kilométert tud egy Spider megtenni, ami egy oldtimernek bőven elég. Az élettartam akár 100 ezer kilométerig is kitolható. Egy másik cég, a Wankel Rotary a mai napig fejleszt Wankel-motorokat, készítettek például dízel rendszerű Wankelt is.

A Wankel-motor tehát, annak ellenére, hogy a több mint száz éve alapjaiban változatlan dugattyús motort nem ingatta meg trónján, mindenképpen érdekes és figyelemreméltó próbálkozás volt. Újabb rohamra azonban valószínűleg sem esélye, sem lehetősége nem lesz.

Ezt a cikket teljes terjedelmében és az összes képpel a Veterán Autó és Motor 2000. évi második számában olvashatja.