تست رانندگی در تعقیب یک رویا: از وانکل تا موتور HCCI

چگونه موتور چرخشی به برند ژاپنی مزدا کمک کرد تا امروز تبدیل شود

60 سال پس از ایجاد اولین نمونه اولیه موتور وانکل، 50 سال پس از عرضه آن توسط مزدا و اعلام رسمی این شرکت مبنی بر ایجاد یک موتور HCCI کاربردی، این فرصتی است برای بازگشت به تاریخچه این موتور منحصر به فرد. موتور گرمایی.

مزدا دیگر این واقعیت را کتمان نمی کند که توسعه موتوری که در محدوده عملیاتی گسترده در حالت های HCCI - یا همگن اختلاط و احتراق تراکمی کار می کند، موفقیت آمیز بوده است و قصد دارد تولید سری چنین موتوری را از سال 2019 آغاز کند. جای تعجب نیست که مزدا همیشه می تواند جامعه خودرو را شگفت زده کند. حتی یک نگاه گذرا به تاریخچه های تاریخی این برند برای یافتن منابع این بیانیه کافی است. تا همین اواخر، این شرکت ژاپنی تنها حامل و غیور ایده وانکل و اولین تولید کننده خودروهایی با موتورهایی بود که در چرخه میلر کار می‌کردند (مزدا Xedos 9 از سال 1993 تا 2003 و سپس Demio که در اروپا با نام مزدا 2 شناخته می‌شد).

شایان ذکر است موتور دیزل فشرده موج Comprex، هندسه متغیر آبشاری، جت دوقلو و اجباری برای موتور بنزینی (نسخه های مختلف مزدا RX-7)، سیستم های فرمان محور عقب فعال 626 از اواخر دهه 80. سال‌ها، سیستم منحصربفرد استارت-استاپ i-Stop، که در آن راه‌اندازی توسط فرآیند احتراق پشتیبانی می‌شود، و سیستم بازیابی انرژی با استفاده از خازن‌های i-Eloop. در نهایت، به این واقعیت توجه داشته باشید که این تنها سازنده ژاپنی است که برنده مسابقات 24 ساعته لمان شده است - البته با یک خودروی وانکل! از نظر ظاهری، مدل هایی مانند لوس، وانکل کاسمو اسپورت نمادین، RX-7 و RX-8، MX-5 رودستر و مزدا 6 به خوبی از منحصر به فرد بودن این برند در این زمینه صحبت می کنند. اما این همه ماجرا نیست - در سال های اخیر، موتورهای Skyactiv نه تنها نشان داده اند که موتور احتراقی هنوز راه درازی در پیش دارد، بلکه مزدا می تواند راه خود را به آن نشان دهد.

ما در مورد تحولات مهندسان این شرکت پس از دیدار آینده خود به دعوت مزدا به ژاپن در پایان ماه اکتبر ، چیزهای بیشتری خواهیم گفت. با این حال ، دلایل این مقاله تنها دلایلی نیست که می توان در زیرعنوان فوق یافت. زیرا برای فهمیدن دلایلی که سازندگان مزدا توانسته اند موتور HCCI خود را ایجاد کنند ، ممکن است مجبور به بازگشت به تاریخچه این شرکت باشیم.

موتور دوار به عنوان پایه Skyactiv-X

از یک فوق ماراتن که یک مسیر 160 کیلومتری را طی کرده است بپرسید که آیا برای تکمیل یک ماراتن استاندارد 42 کیلومتر مشکلی وجود دارد یا خیر. خوب، او ممکن است آنها را برای دو ساعت اجرا نکند، اما قطعا می تواند حداقل 42 ساعت دیگر را با سرعتی مناسب ادامه دهد. با این طرز فکر، اگر دفتر مرکزی شرکت شما در هیروشیما است، اگر برای چندین دهه با مشکلات بزرگ چرخش پیستون موتور دوار دست و پنجه نرم کرده اید و صدها مشکل روانکاری یا انتشار گازهای گلخانه ای، اثرات امواج و توربوشارژ، یا به ویژه فرآیندهای احتراق محفظه داسی با یک بلوک متغیر را حل کرده اید. حجم بر اساس Wankel، شما می توانید پایه بسیار پایدارتری برای ساخت موتور HCCI داشته باشید. شروع رسمی پروژه Skyactiv دقیقاً ده سال پیش، در سال 2007 (همان سالی که مرسدس نمونه اولیه موتور پیچیده HCCI Diesotto را معرفی کرد) داده شد و در آن زمان مزدا RX-8 با موتور وانکل هنوز در حال تولید بود. همانطور که می دانید، مهندسان این شرکت ژاپنی دقیقاً هنگام توسعه نمونه های اولیه موتورهای چرخشی Skyactiv-R، حالت های عملیاتی HCCI را آزمایش می کنند. احتمالاً، پروژه HCCI، به نام مزدا SPCCI (اشتعال فشرده با شمع جرقه) یا Skyactiv-X، مهندسانی از بخش دوار و بخش موتورهای بنزینی و دیزلی را درگیر کرده است، زیرا حتی در توسعه فرآیند احتراق در Skyactiv-D ما می تواند دست خط افرادی که در توسعه فرآیند HCCI دخیل هستند را تشخیص دهد. خدا می داند که تکامل موتورهای Skyactiav چه زمانی به یک موتور همگن و خود اشتعال همگن تبدیل شد - مهندسان مزدا مدتهاست که درگیر این موضوع هستند - اما احتمالاً زمانی اتفاق افتاده است که موتور Wankel هنوز زنده بوده است.

دهه‌ها تولید خودروهای دوار، اکثر آنها به تنهایی، ممکن است سود مالی جدی برای مزدا به همراه نداشته باشد، اما شناخت روحیه تزلزل ناپذیر، یافتن راه‌حل برای انواع مشکلات، پشتکار باورنکردنی و در نتیجه انباشتن تجربه گسترده و بسیار ارزشمند با این حال، به گفته کیوشی فوجی‌وارا، که مسئول برنامه‌ریزی محصول در مزدا است، هر یک از طراحان درگیر در پروژه Skyactiv روح یک موتور وانکل را به همراه دارند، اما به فرصتی برای بهبود موتورهای معمولی تبدیل می‌شوند. یا در HCCI غیر سنتی. "اما اشتیاق یکسان است. این اوست که Skyactiv را به واقعیت تبدیل می کند. این ماجراجویی واقعی به بزرگترین لذت زندگی من تبدیل شده است. سیتا کنایی، رئیس توسعه مزدا توضیح می‌دهد که هر شرکتی برای فروش و کسب درآمد، خودرو می‌سازد، اما به من اعتماد کنید، برای ما در مزدا، این واقعیت که خودروهایی که می‌سازیم به همان اندازه مهم است. آنها در قلب ما سرچشمه می گیرند و هر بار ساخت آنها تبدیل به یک ماجراجویی عاشقانه برای ما می شود. نیروی محرکه اصلی این فرآیند، اشتیاق ماست. بهترین بودن، عشق مهندسی من است.»

رویای یک مرد جوان

شاید در دهه 60، مهندسان اولین خودروی مزدا که اخیراً منتشر شد، "یک رمان مهندسی از خود" را در موتور وانکل پیدا کردند. زیرا موتور دوار از رویای یک پسر 17 ساله آلمانی در سال 1919 متولد شد و نام او فلیکس وانکل است. در آن زمان که در سال 1902 در منطقه لاهر آلمان (جایی که اتو، دایملر و بنز متولد شدند) به دنیا آمد، به دوستانش گفت که ماشین رویایی او موتوری دارد که نیمی توربین و نیمی پیستون است. در آن زمان، او هنوز دانش اولیه ای در مورد موتورهای درون سوز رفت و برگشتی نداشت، اما به طور شهودی معتقد بود که موتور او می تواند چهار چرخه کار را انجام دهد - مکش، فشرده سازی، عمل و اگزوز هنگام چرخش پیستون. این شهود است که او را برای مدت طولانی به سمت ایجاد یک موتور چرخشی در حال کار سوق می دهد، که طراحان دیگر از قرن شانزدهم بارها و بارها آن را با موفقیت امتحان کرده اند.

پدر وانکل در طول جنگ جهانی اول درگذشت و پس از آن مرد جوان آثار چاپی را فروخت و ادبیات فنی زیادی خواند. در سال 1924، در سن 22 سالگی، آزمایشگاه کوچکی را برای توسعه موتور دوار تأسیس کرد و در سال 1927 اولین نقشه‌های "Die Drehkolbenmaschine" (ماشین پیستون دوار) را انجام داد. در سال 1939، وزارت هوانوردی مبتکر یک دانه منطقی را در موتور دوار کشف کرد و به هیتلر روی آورد، هیتلر شخصا دستور آزادی وانکل را که در آن زمان به دستور Gauleiter محلی در زندان بود و برای تجهیز یک آزمایشگاه آزمایشی در دریاچه صادر کرد. کنستانس او در آنجا نمونه های اولیه BMW، Lillethal، DVL، Junkers و Daimler-Benz را طراحی کرد. با این حال، اولین موتور آزمایشی وانکل برای کمک به بقای رایش سوم بسیار دیر ساخته شد. پس از تسلیم آلمان، فرانسوی ها وانکل را زندانی کردند - همان کاری که قبلاً با فردیناند پورشه انجام داده بودند. یک سال بعد، فلیکس آزاد شد و به دلیل نداشتن شغل پربارتر، شروع به نوشتن کتابی در مورد موتورهای پیستونی دوار کرد. او بعداً مؤسسه فنی تحقیقات مهندسی را تأسیس کرد و به توسعه موتورهای دوار و کمپرسورها برای استفاده صنعتی ادامه داد. در سال 1951، یک طراح جاه طلب موفق شد رئیس بخش موتور سیکلت ورزشی NSU، والتر فرد، را متقاعد به همکاری کند. وانکل و NSU تلاش خود را بر روی یک موتور دوار با یک محفظه سیبی شکل (تروکوئید) و یک پیستون مثلثی با دیواره قوسی متمرکز کردند. در سال 1957، اولین نمونه اولیه موتور با نام DKN ساخته شد. این تاریخ تولد موتور وانکل است.

دهه 60: آینده امیدوار کننده موتور دوار

DKM نشان می دهد که موتور دوار فقط یک رویا نیست. یک موتور وانکل عملی واقعی در فرم بدنه ثابتی که می دانیم، KKM بعدی است. NSU و Wankel به طور مشترک ایده های اولیه مربوط به آب بندی پیستون، موقعیت شمع جرقه، پر کردن سوراخ، تخلیه اگزوز، روغن کاری، فرآیندهای احتراق، مواد و شکاف های تولید را اجرا کردند. با این حال، بسیاری از مشکلات همچنان باقی است ...

این مانع از آن نمی شود که NSU رسماً ساخت موتور آینده را در سال 1959 اعلام کند. بیش از 100 شرکت از جمله مرسدس، رولزرویس، جنرال موتورز، آلفارومئو، پورشه، سیتروئن، MAN و تعدادی از شرکت های مهندسی مکانیک، همکاری فنی ارائه می دهند. از جمله مزدا است که رئیس‌جمهور آن سونئی ماتسودا پتانسیل بالایی در موتور می‌بیند. مزدا علاوه بر مشاوره همزمان با مهندسان NSU، بخش توسعه موتور Wankel خود را راه اندازی می کند که در ابتدا شامل 47 مهندس است.

نیویورک هرالد تریبیون موتور وانکل را یک اختراع انقلابی اعلام می کند. در آن زمان، سهام NSU به معنای واقعی کلمه منفجر شد - اگر در سال 1957 آنها برای 124 مارک آلمان معامله می شدند، در سال 1960 آنها به 3000 کیهانی رسیدند! در سال 1960 اولین خودروی با موتور وانکل به نام NSU Prinz III معرفی شد. در سپتامبر 1963 توسط NSU Wankel Spider با موتور 500 سی سی تک محفظه دنبال شد که دو سال بعد قهرمان آلمان شد. با این حال، حسی که در نمایشگاه خودرو فرانکفورت 3 ایجاد شد، NSU Ro 1968 جدید بود. این سدان زیبا، طراحی شده توسط کلاوس لوث، از هر نظر آوانگارد است و اشکال آیرودینامیکی آن (ضریب جریان 80 به خودی خود باعث می شود خودرو منحصر به فرد شود. برای زمان خود) توسط یک موتور دو روتور کوچک KKM 0,35 امکان پذیر شد. گیربکس دارای یک کلاچ هیدرولیک، چهار ترمز دیسکی است و قسمت جلویی در کنار جعبه دنده قرار دارد. Ro 612 برای زمان خود آنقدر چشمگیر بود که در سال 80 برنده خودروی سال شد. سال بعد، فلیکس وانکل دکترای خود را از دانشگاه فنی مونیخ دریافت کرد و مدال طلای فدراسیون مهندسین آلمان، معتبرترین جایزه دستاوردهای علمی و فنی در آلمان را دریافت کرد.

(پيگيري كردن)

متن: جورجی کولف