Proba de condución en busca dun soño: de Wankel ao motor HCCI

Como o motor rotativo axudou á marca xaponesa Mazda a converterse no que é hoxe

60 anos despois da creación do primeiro prototipo de traballo do motor Wankel, 50 anos despois do seu lanzamento por parte de Mazda e do anuncio oficial da compañía de que creou un motor HCCI funcional, esta é unha ocasión para volver á historia deste único motor. motor térmico.

Mazda xa non oculta o feito de que o desenvolvemento dun motor que opera nun amplo rango de funcionamento en modos HCCI, ou mestura homoxénea e ignición por compresión, tivo éxito e pretende comezar a produción en serie deste motor a partir de 2019. Non é de estrañar que Mazda sempre poida sorprender á comunidade automotriz. Mesmo unha ollada superficial aos anais históricos da marca é suficiente para atopar as fontes desta declaración. Ata hai pouco, a compañía xaponesa era a única e celosa portadora da idea Wankel e o primeiro fabricante de coches con motores que funcionaban no ciclo Miller (Mazda Xedos 9 de 1993 a 2003, e despois Demio, coñecido en Europa como Mazda 2).

Cabe mencionar aquí o motor diésel de compresión de ondas Comprex, en cascada, bi-jet e xeometría variable forzada para un motor de gasolina (diferentes versións do Mazda RX-7), sistemas activos de dirección do eixe traseiro 626 de finais dos anos 80. anos, o sistema de arranque e parada exclusivo i-Stop, no que o arranque é apoiado polo proceso de combustión, e o sistema de recuperación de enerxía mediante capacitores i-Eloop. Finalmente, teña en conta o feito de que é o único fabricante xaponés que gañou as 24 Horas de Le Mans, cun coche propulsado por Wankel, por suposto. En canto ao estilo, modelos como o Luce, o emblemático Wankel Cosmo Sport, o RX-7 e RX-8, o MX-5 Roadster e o Mazda 6 falan moito da singularidade da marca neste ámbito. Pero iso non é todo: nos últimos anos, os motores Skyactiv demostraron non só que o motor de combustión aínda lle queda moito por percorrer, senón que Mazda pode mostrar o seu camiño.

Contaremos moito máis sobre a evolución dos enxeñeiros da compañía despois da nosa próxima visita por invitación de Mazda a Xapón a finais de outubro. Non obstante, as razóns deste artigo non son as únicas que se poden atopar no subtítulo anterior. Porque para comprender as razóns polas que os creadores de Mazda puideron crear o seu motor HCCI, é posible que teñamos que volver á historia da compañía.

Motor rotativo como base para Skyactiv-X

Pregúntalle a un ultramaratonista que completou un percorrido de 160 quilómetros se haberá algún problema para completar un maratón estándar de 42 quilómetros. Ben, quizais non os execute durante dúas horas, pero definitivamente pode continuar polo menos outras 42 horas a un ritmo bastante decente. Con esta mentalidade, se a súa empresa ten a súa sede en Hiroshima, se durante décadas loitaches con enormes problemas de rotación dos pistóns dos motores rotativos e solucionou centos de problemas de lubricación ou emisións, efectos ondas e turbocombustión ou, especialmente, procesos de combustión en cámara falciforme cun bloque variable. volume baseado no Wankel, pode ter unha base moito máis estable para construír un motor HCCI. O inicio oficial do proxecto Skyactiv deuse exactamente hai dez anos, en 2007 (o mesmo ano en que Mercedes presentou o sofisticado prototipo de motor HCCI Diesotto), e nese momento aínda estaba en produción o Mazda RX-8 propulsado por Wankel. Como sabedes, os enxeñeiros da compañía xaponesa están a experimentar cos modos operativos HCCI precisamente cando desenvolven prototipos de motores rotativos Skyactiv-R. Probablemente, no proxecto HCCI, chamado Mazda SPCCI (Spark Plug Conrolled Compression Ignition) ou Skyactiv-X, participaron enxeñeiros tanto do departamento de rotación como do departamento de motores de gasolina e diésel, porque mesmo no desenvolvemento do proceso de combustión en Skyactiv-D pode recoñecer a caligrafía das persoas implicadas no desenvolvemento do proceso HCCI. Deus sabe cando a evolución dos motores Skyactiav se converteu nun motor homoxéneo de axitación e autoencendido (os enxeñeiros de Mazda sábese desde hai tempo que están implicados neste tema), pero probablemente ocorreu cando o motor Wankel aínda estaba vivo.

Décadas de fabricación de automóbiles rotativos, a maioría deles sós, poden non traer a Mazda un retorno económico serio, pero tamén traerá o recoñecemento do espírito inquebrantable, a busca de solucións a todo tipo de problemas, unha perseveranza incrible e, como resultado, a acumulación de ampla e moi valiosa experiencia. Non obstante, segundo Kiyoshi Fujiwara, responsable da planificación do produto en Mazda, cada un dos deseñadores implicados no proxecto Skyactiv leva o espírito dun motor Wankel, pero convértese nunha oportunidade para mellorar un motor convencional. Ou en HCCI non tradicionais. "Pero a paixón é a mesma. É ela quen fai de Skyactiv unha realidade. Esta verdadeira aventura converteuse na alegría máis grande da miña vida. É certo que todas as empresas fabrican coches para vender e gañar cartos”, explica Seita Kanai, xefe de Desenvolvemento de Mazda, “pero créanme, para nós en Mazda, o feito de que os coches que construímos é igual de importante. orixínanse nos nosos corazóns, e cada vez que a súa construción convértese nunha aventura romántica para nós. O principal motor deste proceso é a nosa paixón. Ser o mellor é o meu romance de enxeñería".

Un soño de mozo

Quizais nos anos 60, os enxeñeiros do primeiro coche Mazda recentemente lanzado atoparon "unha novela de enxeñería propia" no motor Wankel. Porque o motor rotativo naceu do soño dun mozo alemán de 17 anos en 1919 e chámase Felix Wankel. Daquela, nado en 1902 na rexión de Lahr en Alemaña (onde naceron Otto, Daimler e Benz), díxolles aos seus amigos que o coche dos seus soños tiña un motor metade turbina e metade pistón. Nese momento, aínda non tiña coñecementos básicos sobre os motores alternativos de combustión interna, pero intuitivamente cría que o seu motor podía realizar catro ciclos de traballo: admisión, compresión, acción e escape cando o pistón xira. É esta intuición a que o levará durante moito tempo a crear un motor rotativo que funcione, que outros deseñadores tentaron sen éxito innumerables veces desde o século XVI.

O pai de Wankel morreu durante a Primeira Guerra Mundial, despois de que o mozo vendeu obras impresas e leu moita literatura técnica. En 1924, con 22 anos, fundou un pequeno laboratorio para o desenvolvemento dun motor rotativo, e en 1927 realizou os primeiros debuxos da "Die Drehkolbenmaschine" (máquina de pistóns rotativos). En 1939, o enxeñoso Ministerio de Aviación descubriu un gran racional no motor rotativo e recorreu a Hitler, quen persoalmente ordenou a liberación de Wankel, que entón estaba en prisión por orde do Gauleiter local, e para equipar un laboratorio experimental no lago. Constanza. Alí deseñou prototipos para BMW, Lillethal, DVL, Junkers e Daimler-Benz. Porén, o primeiro motor experimental Wankel chegou demasiado tarde para axudar á supervivencia do Terceiro Reich. Despois da rendición de Alemaña, os franceses encarceraron a Wankel, o mesmo que xa fixeran con Ferdinand Porsche. Un ano despois, Félix foi liberado e, a falta dunha ocupación máis produtiva, comezou a escribir un libro sobre motores de pistóns rotativos. Posteriormente fundou o Instituto Técnico de Investigación en Enxeñaría e desenvolveu motores rotativos e compresores para uso industrial. En 1951, un ambicioso deseñador conseguiu convencer ao xefe do departamento de motocicletas deportivas da NSU, Walter Frede, para que cooperase. Wankel e NSU centraron os seus esforzos nun motor rotativo cunha cámara en forma de mazá (trocoide) e un pistón triangular de paredes arqueadas. En 1957, o primeiro prototipo de motor foi construído co nome de DKN. Esta é a data de nacemento do motor Wankel.

Anos 60: o futuro prometedor do motor rotativo

DKM demostra que o motor rotativo non é só un soño. Un verdadeiro motor Wankel práctico na forma de carrocería fixa que sabemos é o próximo KKM. NSU e Wankel implementaron conxuntamente as primeiras ideas relacionadas co selado de pistóns, o posicionamento das bujías, o recheo de buratos, a eliminación de escapes, a lubricación, os procesos de combustión, os materiais e as lagoas de fabricación. Non obstante, quedan moitos problemas...

Isto non impide que NSU anuncie oficialmente a creación do motor do futuro en 1959. Máis de 100 empresas ofrecen cooperación técnica, incluíndo Mercedes, Rolls-Royce, GM, Alfa Romeo, Porsche, Citroen, MAN e varias empresas de enxeñería mecánica que compran licenzas. Entre eles está Mazda, cuxo presidente Tsunei Matsuda ve un gran potencial no motor. Ademais das consultas simultáneas cos enxeñeiros da NSU, Mazda está a crear o seu propio Departamento de Desenvolvemento de Motores Wankel, que inicialmente inclúe 47 enxeñeiros.

O New York Herald Tribune declara que o motor Wankel é un invento revolucionario. Nese momento, as accións de NSU explotaron literalmente: se en 1957 cotizaban por 124 marcos alemáns, entón en 1960 alcanzaron os 3000 cósmicos. En 1960, presentouse o primeiro coche impulsado por Wankel, o NSU Prinz III. Seguiulle en setembro de 1963 o NSU Wankel Spider cun motor de 500 cc dunha soa cámara, que gañou o campionato alemán dous anos despois. Non obstante, a sensación no Salón do Automóbil de Frankfurt de 3 foi o novo NSU Ro 1968. O elegante sedán, deseñado por Klaus Lüthe, é vangardista en todos os sentidos, e as súas formas aerodinámicas (un factor de fluxo de 80 en si mesmo fai que o coche sexa único. para a súa época) foron posibles grazas a un motor KKM 0,35 de dobre rotor de pequeno tamaño. A transmisión ten un embrague hidráulico, catro freos de disco e a parte dianteira está situada xunto á transmisión. O Ro 612 foi tan impresionante para a súa época que gañou o Coche do Ano en 80. Ao ano seguinte, Felix Wankel recibiu o seu doutoramento pola Universidade Técnica de Múnic e recibiu a medalla de ouro da Federación Alemá de Enxeñeiros, o premio máis prestixioso aos logros científicos e técnicos de Alemaña.

(seguir)

Texto: Georgy Kolev