Testrit bij het najagen van een droom: van wankel- naar HCCI-motor
Testrit

Testrit bij het najagen van een droom: van wankel- naar HCCI-motor

Testrit bij het najagen van een droom: van wankel- naar HCCI-motor

Hoe de rotatiemotor het Japanse merk Mazda hielp te worden tot wat het nu is

60 jaar na de creatie van het eerste werkende prototype van de wankelmotor, 50 jaar na de lancering door Mazda en de officiële aankondiging van het bedrijf dat het een functionele HCCI-motor heeft gemaakt, is dit een gelegenheid om terug te keren naar de geschiedenis van deze unieke warmte motor.

Mazda verbergt niet langer het feit dat de ontwikkeling van een motor die in een breed werkbereik werkt in HCCI-modi - of homogene menging en compressieontsteking - succesvol is geweest, en is van plan om vanaf 2019 met de serieproductie van een dergelijke motor te beginnen. Geen wonder dat Mazda de automobielgemeenschap altijd weet te verrassen. Zelfs een vluchtige blik op de historische annalen van het merk is voldoende om de bronnen van deze verklaring te vinden. Tot voor kort was het Japanse bedrijf de enige en ijverige drager van het Wankel-idee en de eerste fabrikant van auto's met motoren die op de Miller-cyclus werken (Mazda Xedos 9 van 1993 tot 2003, en daarna Demio, in Europa bekend als Mazda 2).

Het vermelden waard is hier de Comprex-dieselmotor met golfcompressie, cascade, twin-jet en geforceerde variabele geometrie voor een benzinemotor (verschillende versies van de Mazda RX-7), actieve achterasstuursystemen 626 uit de late jaren 80. jaar, het unieke i-Stop start-stopsysteem, waarbij het starten wordt ondersteund door het verbrandingsproces, en het energieterugwinningssysteem met behulp van i-Eloop-condensatoren. Merk ten slotte op dat het de enige Japanse fabrikant is die de 24 uur van Le Mans heeft gewonnen - natuurlijk met een door een wankel aangedreven auto! Qua styling spreken modellen als de Luce, de iconische Wankel Cosmo Sport, de RX-7 en RX-8, de MX-5 Roadster en de Mazda 6 boekdelen over de uniciteit van het merk op dit gebied. Maar dat is niet alles - de afgelopen jaren hebben Skyactiv-motoren niet alleen aangetoond dat de verbrandingsmotor nog een lange weg te gaan heeft, maar dat Mazda zijn eigen weg kan wijzen.

We zullen veel meer vertellen over de ontwikkelingen van de ingenieurs van het bedrijf na ons aanstaande bezoek op uitnodiging van Mazda aan Japan eind oktober. De redenen voor dit artikel zijn echter niet de enige die in de bovenstaande ondertitel kunnen worden gevonden. Om de redenen te begrijpen waarom Mazda's makers hun HCCI-motor hebben kunnen maken, moeten we misschien teruggaan naar de geschiedenis van het bedrijf.

Rotatiemotor als basis voor Skyactiv-X

Vraag een ultramarathonloper die een route van 160 kilometer heeft afgelegd of er problemen zullen zijn bij het voltooien van een standaardmarathon van 42 kilometer. Nou ja, hij kan ze misschien niet twee uur laten rennen, maar hij kan zeker nog minstens 42 uur doorgaan in een behoorlijk behoorlijk tempo. Met deze mentaliteit, als uw bedrijf het hoofdkantoor heeft in Hiroshima, als u al tientallen jaren worstelt met enorme roterende zuigerrotatieproblemen en honderden problemen hebt opgelost met smering of emissies, golfeffecten en turbolading, of vooral sikkelkamerverbrandingsprocessen met een variabel blok volume op basis van de Wankel, kun je een veel stabielere basis hebben voor het bouwen van een HCCI-motor. De officiële start van het Skyactiv-project vond precies tien jaar geleden plaats, in 2007 (hetzelfde jaar dat Mercedes het geavanceerde HCCI Diesotto-motorprototype introduceerde), en op dat moment was de door wankel aangedreven Mazda RX-8 nog in productie. Zoals u weet, experimenteren de ingenieurs van het Japanse bedrijf met HCCI-bedrijfsmodi precies bij het ontwikkelen van prototypen van Skyactiv-R-rotatiemotoren. Waarschijnlijk waren bij het HCCI-project, genaamd Mazda SPCCI (Spark Plug Conrolled Compression Ignition) of Skyactiv-X, ingenieurs betrokken van zowel de roterende afdeling als de benzine- en dieselmotorafdeling, want zelfs bij de ontwikkeling van het verbrandingsproces in Skyactiv-D hebben we kan het handschrift herkennen van mensen die betrokken zijn bij de ontwikkeling van het HCCI-proces. God weet wanneer de evolutie van Skyactiav-motoren veranderde in een motor met homogene agitatie en zelfontbranding - het is al lang bekend dat Mazda-ingenieurs bij dit onderwerp betrokken zijn - maar het gebeurde waarschijnlijk toen de wankelmotor nog leefde.

Decennia van productie van roterende auto's, de meeste alleen, zullen Mazda misschien geen serieus financieel rendement opleveren, maar het zal ook erkenning opleveren voor een onwankelbare geest, het vinden van oplossingen voor allerlei problemen, ongelooflijk doorzettingsvermogen en, als resultaat, de opeenstapeling van uitgebreide en zeer waardevolle ervaring. Volgens Kiyoshi Fujiwara, die verantwoordelijk is voor de productplanning bij Mazda, draagt ​​elk van de ontwerpers die betrokken zijn bij het Skyactiv-project echter de geest van een wankelmotor, maar wordt het een kans om een ​​conventionele motor te verbeteren. Of in niet-traditionele HCCI. “Maar de passie is hetzelfde. Zij is het die Skyactiv werkelijkheid maakt. Dit echte avontuur is de grootste vreugde in mijn leven geworden. Het is waar dat elk bedrijf auto's maakt om te verkopen en geld te verdienen', legt Seita Kanai, hoofd ontwikkeling bij Mazda uit, 'maar geloof me, voor ons bij Mazda is het feit dat de auto's die we bouwen net zo belangrijk. ze ontstaan ​​in ons hart en elke keer wordt hun constructie een romantisch avontuur voor ons. De belangrijkste drijfveer achter dit proces is onze passie. De beste zijn is mijn technische romance.”

De droom van een jonge man

Misschien vonden de ingenieurs van de onlangs uitgebrachte eerste Mazda-auto in de jaren 60 "een eigen technische roman" in de wankelmotor. Omdat de wankelmotor is ontstaan ​​uit de droom van een 17-jarige Duitse jongen in 1919 en zijn naam is Felix Wankel. Destijds, geboren in 1902 in de regio Lahr in Duitsland (waar Otto, Daimler en Benz werden geboren), vertelde hij zijn vrienden dat zijn droomauto een motor had die half turbine, half zuiger was. Op dat moment had hij nog geen basiskennis van zuigermotoren met inwendige verbranding, maar intuïtief geloofde hij dat zijn motor vier werkcycli kon uitvoeren: inlaat, compressie, actie en uitlaat wanneer de zuiger draait. Het is deze intuïtie die hem lange tijd zal leiden tot het creëren van een werkende rotatiemotor, die andere ontwerpers sinds de 16e eeuw ontelbare keren zonder succes hebben geprobeerd.

Wankels vader overleed tijdens de Eerste Wereldoorlog, waarna de jongeman drukwerk verkocht en veel technische literatuur las. In 1924, op 22-jarige leeftijd, richtte hij een klein laboratorium op voor de ontwikkeling van een rotatiemotor en in 1927 maakte hij de eerste tekeningen van de "Die Drehkolbenmaschine" (roterende zuigermachine). In 1939 ontdekte het ingenieuze Ministerie van Luchtvaart een rationele korrel in de rotatiemotor en wendde zich tot Hitler, die persoonlijk opdracht gaf tot de vrijlating van Wankel, die toen in de gevangenis zat op bevel van de plaatselijke Gauleiter, en om een ​​experimenteel laboratorium aan het Meer uit te rusten. Constance. Daar ontwierp hij prototypes voor BMW, Lillethal, DVL, Junkers en Daimler-Benz. De eerste experimentele wankelmotor kwam echter te laat om het Derde Rijk te helpen overleven. Na de overgave van Duitsland zetten de Fransen Wankel gevangen - hetzelfde wat ze al hadden gedaan met Ferdinand Porsche. Een jaar later werd Felix vrijgelaten en, bij gebrek aan een productiever beroep, begon hij een boek te schrijven over roterende zuigermotoren. Later richtte hij het Technical Institute for Engineering Research op en ontwikkelde vervolgens rotatiemotoren en compressoren voor industrieel gebruik. In 1951 wist een ambitieuze ontwerper het hoofd van de NSU sportmotorafdeling, Walter Frede, te overtuigen om mee te werken. Wankel en NSU concentreerden hun inspanningen op een rotatiemotor met een appelvormige (trochoïde) kamer en een driehoekige zuiger met gebogen wanden. In 1957 werd het eerste werkende prototype van de motor gebouwd onder de naam DKN. Dit is de geboortedatum van de wankelmotor.

Jaren 60: de veelbelovende toekomst van de rotatiemotor

DKM laat zien dat de wankelmotor geen droom is. Een echt praktische wankelmotor in de vaste carrosserievorm die we kennen is de volgende KKM. NSU en Wankel implementeerden gezamenlijk vroege ideeën met betrekking tot zuigerafdichting, plaatsing van bougie's, vullen van gaten, spoelen van uitlaatgassen, smering, verbrandingsprocessen, materialen en productiegaten. Er blijven echter veel problemen...

Dit belet niet dat NSU in 1959 officieel de creatie van de motor van de toekomst aankondigt. Meer dan 100 bedrijven bieden technische samenwerking aan, waaronder Mercedes, Rolls-Royce, GM, Alfa Romeo, Porsche, Citroen, MAN en een aantal machinebouwbedrijven kopen licenties. Onder hen is Mazda, wiens president Tsunei Matsuda een groot potentieel in de motor ziet. Naast gelijktijdig overleg met NSU-ingenieurs, richt Mazda een eigen afdeling voor de ontwikkeling van wankelmotoren op, die in eerste instantie uit 47 ingenieurs bestaat.

De New York Herald Tribune noemt de wankelmotor een revolutionaire uitvinding. In die tijd explodeerden NSU-aandelen letterlijk - als ze in 1957 werden verhandeld voor 124 Duitse mark, bereikten ze in 1960 een kosmische 3000! In 1960 werd de eerste door een wankel aangedreven auto, de NSU Prinz III, geïntroduceerd. Hij werd in september 1963 gevolgd door de NSU Wankel Spider met een eenkamermotor van 500 cc, die twee jaar later het Duitse kampioenschap won. De sensatie op de Frankfurt Motor Show in 3 was echter de nieuwe NSU Ro 1968. De elegante sedan, ontworpen door Klaus Lüthe, is in alle opzichten avant-garde en zijn aerodynamische vormen (een stromingsfactor van 80 op zich maakt de auto uniek voor zijn tijd) werden mogelijk gemaakt door een kleine tweerotormotor KKM 0,35. De transmissie heeft een hydraulische koppeling, vier schijfremmen en het voorste deel bevindt zich naast de transmissie. De Ro 612 was voor zijn tijd zo indrukwekkend dat hij in 80 Auto van het Jaar werd. Het jaar daarop promoveerde Felix Wankel aan de Technische Universiteit van München en ontving hij de gouden medaille van de Duitse Federatie van Ingenieurs, de meest prestigieuze onderscheiding voor wetenschappelijke en technische prestaties in Duitsland.

(volgen)

Tekst: Georgy Kolev

Voeg een reactie