Zbudowany w połowie XX stulecia silnik Wankla był niewątpliwie konstrukcją genialną. Jego zalety, takie jak kompaktowa budowa, niewielka ilość ruchomych części, wysoki współczynnik mocy do masy i wysokie wartości prędkości obrotowej przez lata inspirowały konstruktorów branży samochodowej, motocyklowej i lotniczej. Licencje na budowę tego typu silników nabyły takie marki jak Citroën, Curtiss-Wright, General Motors, Mazda, Mercedes-Benz, Norton, Porsche, Rolls-Royce, Suzuki i Toyota. Powstało wiele pojazdów i statków powietrznych napędzanych silnikiem Wankla. Jednak cały szereg wad konstrukcyjnych i problemów technologicznych skutecznie zniechęcił producentów do dalszego rozwoju napędów z silnikiem Wankla. Coraz bardziej rygorystyczne normy emisji spalin przyczyniły się do wycofania z produkcji ostatniego auta napędzanego wankielkiem, jak pieszczotliwie wyrażają się o nim miłośnicy Mazdy RX-8. Idea silnika rotacyjnego tego typu nie została jednak zupełnie zapomniana.
Jacek Zbierski
Wśród wielu przedsięwzięć, stawiających sobie za cel rozwój i produkcję nowej generacji zoptymalizowanych silników rotacyjnych (vide: Współczesne silniki Wankla w wrześniowym wydaniu Projektowania i Konstrukcji Inżynierskich z 2018 roku), rosnące zainteresowanie wzbudza firma LiquidPiston z Bloomfield w stanie Connecticut. LiquidPiston od 18 lat rozwija własną konstrukcję silnika określanego jako inside-out Wankel, a więc Wankla odwróconego na lewą stronę. W praktyce oznacza to, że podczas gdy silnik Wankla ma owalny korpus z wirującym wewnątrz tłokiem o kształcie zbliżonym do trójkąta, silnik LiquidPiston ma korpus o kształcie zbliżonym do trójkąta, z wirującym wewnątrz tłokiem o wydłużonym, owalnym kształcie. Za taką prostą charakterystyką kryje się jednak cały zbiór założeń konstrukcyjnych, które stanowią o wyjątkowości tego projektu.
PORÓWNANIE Z SILNIKIEM WANKLA
W zamyśle konstruktorów Liquid Piston było opracowanie napędu o zaletach silnika Wankla, a zarazem pozbawionego mankamentów typowych dla tego rodzaju jednostek napędowych. Tak więc podobnie jak silnik Wankla, silnik LiquidPiston składa się z dwóch ruchomych elementów – rotora i oscylującego wału. W odróżnieniu od płaskiej i wąskiej komory spalania silnika Wankla, charakteryzującej się niekorzystnym stosunkiem powierzchni do objętości, który sprzyja studzeniu mieszanki paliwowej i utracie efektywności, zastosowanie owalnego rotora w trójkątnej obudowie silnika LiquidPiston pozwala uzyskać niemal sferyczny kształt stacjonarnej komory spalania, co przekłada się na optymalny stosunek powierzchni do objętości, zwiększając efektywność spalania i poprawiając bilans cieplny silnika.
Rys. Porównanie silnika Wankla (po lewej) i LiquidPiston X Engine (po prawej). Czerwonym kolorem oznaczono spalanie, niebieskim ssanie, a żółtym – wydech.
Cały artykuł dostępny jest w wydaniu płatnym 5/6 (164/165) Maj/Czerwiec 2021
