Prova de conducció a la recerca d'un somni: de Wankel a motor HCCI
Com el motor rotatiu va ajudar la marca japonesa Mazda a convertir-se en el que és avui
60 anys després de la creació del primer prototip de treball del motor Wankel, 50 anys després del seu llançament per part de Mazda i de l'anunci oficial de la companyia que ha creat un motor HCCI funcional, aquesta és una ocasió per tornar a la història d'aquest únic motor. motor tèrmic.
Mazda ja no amaga el fet que el desenvolupament d'un motor que funciona en un ampli rang de funcionament en modes HCCI, o barreja homogènia i encesa per compressió, ha tingut èxit i té la intenció d'iniciar la producció en sèrie d'aquest motor a partir del 2019. No és estrany que Mazda sempre pugui sorprendre a la comunitat de l'automoció. Fins i tot una ullada superficial als anals històrics de la marca és suficient per trobar les fonts d'aquesta afirmació. Fins fa poc, l'empresa japonesa va ser l'única i zelosa portadora de la idea Wankel i el primer fabricant de cotxes amb motors que funcionaven amb el cicle Miller (Mazda Xedos 9 del 1993 al 2003, i després Demio, conegut a Europa com Mazda 2).
Val la pena esmentar aquí el motor dièsel de compressió d'ona Comprex, en cascada, de doble jet i geometria forçada variable per a un motor de gasolina (diferents versions del Mazda RX-7), sistemes de direcció actius de l'eix posterior 626 de finals dels anys 80. anys, l'únic sistema start-stop i-Stop, en el qual l'arrencada és recolzada pel procés de combustió, i el sistema de recuperació d'energia amb condensadors i-Eloop. Finalment, tingueu en compte el fet que és l'únic fabricant japonès que ha guanyat les 24 Hores de Le Mans, amb un cotxe amb motor Wankel, és clar! Pel que fa a l'estil, models com el Luce, l'icònic Wankel Cosmo Sport, el RX-7 i RX-8, el MX-5 Roadster i el Mazda 6 diuen molt sobre la singularitat de la marca en aquest àmbit. Però això no és tot: en els darrers anys, els motors Skyactiv han demostrat no només que el motor de combustió encara té un llarg camí per recórrer, sinó que Mazda pot mostrar-ho a la seva manera.
Després de la nostra pròxima visita a la invitació de Mazda al Japó a finals d’octubre, explicarem molt més sobre l’evolució dels enginyers de la companyia. Tot i això, els motius d’aquest article no són els únics que es poden trobar al subepígraf anterior. Perquè per entendre els motius pels quals els creadors de Mazda van aconseguir crear el seu motor HCCI, potser haurem de tornar a la història de la companyia.
Motor rotatiu com a base per a Skyactiv-X
Pregunteu a un ultramarató que hagi completat una ruta de 160 quilòmetres si hi haurà problemes per completar una marató estàndard de 42 quilòmetres. Bé, potser no els executarà durant dues hores, però definitivament pot continuar almenys 42 hores més a un ritme força decent. Amb aquesta mentalitat, si la teva empresa té la seu a Hiroshima, si durant dècades has lluitat amb enormes problemes de rotació dels pistons del motor rotatiu i has resolt centenars de problemes de lubricació o emissions, efectes d'ona i turboalimentació, o sobretot processos de combustió de cambra de falç amb un bloc variable. volum basat en el Wankel, podeu tenir una base molt més estable per construir un motor HCCI. L'inici oficial del projecte Skyactiv es va donar exactament fa deu anys, el 2007 (el mateix any que Mercedes va presentar el sofisticat prototip de motor HCCI Diesotto), i en aquell moment el Mazda RX-8 impulsat per Wankel encara estava en producció. Com sabeu, els enginyers de l'empresa japonesa estan experimentant amb els modes de funcionament HCCI precisament quan desenvolupen prototips de motors rotatius Skyactiv-R. Probablement, el projecte HCCI, anomenat Mazda SPCCI (Spark Plug Conrolled Compression Ignition) o Skyactiv-X, va implicar enginyers tant del departament de rotació com del departament de motors de gasolina i dièsel, perquè fins i tot en el desenvolupament del procés de combustió a Skyactiv-D pot reconèixer l'escriptura de les persones implicades en el desenvolupament del procés HCCI. Déu sap quan l'evolució dels motors Skyactiav es va convertir en un motor homogeni d'agitació i autoencesa -fa temps que se sap que els enginyers de Mazda estan implicats en aquest tema-, però probablement va passar quan el motor Wankel encara estava viu.
Dècades de fabricació d'automòbils rotatius, la majoria d'ells sols, potser no aporten a Mazda una rendibilitat financera seriosa, però també aportaran el reconeixement de l'esperit inquebrantable, la recerca de solucions a tot tipus de problemes, una perseverança increïble i, com a resultat, l'acumulació de experiència àmplia i molt valuosa. No obstant això, segons Kiyoshi Fujiwara, responsable de la planificació del producte a Mazda, cadascun dels dissenyadors implicats en el projecte Skyactiv porta l'esperit d'un motor Wankel, però es converteix en una oportunitat per millorar un motor convencional. O en HCCI no tradicional. “Però la passió és la mateixa. És ella qui fa que Skyactiv sigui una realitat. Aquesta autèntica aventura s'ha convertit en l'alegria més gran de la meva vida. És cert que totes les empreses fabriquen cotxes per vendre i guanyar diners”, explica Seita Kanai, cap de desenvolupament de Mazda, “però creieu-me, a Mazda, el fet que els cotxes que fabriquem és igual d'important. s'originen als nostres cors, i cada vegada que la seva construcció es converteix en una aventura romàntica per a nosaltres. El principal motor d'aquest procés és la nostra passió. Ser el millor és el meu romanç d'enginyeria".
El somni d’un jove
Potser als anys 60, els enginyers del primer cotxe Mazda estrenat recentment van trobar "una novel·la d'enginyeria pròpia" al motor Wankel. Perquè el motor rotatiu va néixer del somni d'un noi alemany de 17 anys l'any 1919 i es diu Felix Wankel. Aleshores, nascut l'any 1902 a la regió de Lahr d'Alemanya (on van néixer Otto, Daimler i Benz), va dir als seus amics que el cotxe dels seus somnis tenia un motor meitat turbina, meitat pistó. En aquell moment, encara no tenia coneixements bàsics de motors alternatius de combustió interna, però intuïtivament creia que el seu motor podia realitzar quatre cicles de treball: admissió, compressió, acció i escapament quan el pistó gira. És aquesta intuïció la que el portarà durant molt de temps a crear un motor rotatiu que funcioni, que altres dissenyadors han provat sense èxit innombrables vegades des del segle XVI.
El pare de Wankel va morir durant la Primera Guerra Mundial, després de la qual el jove va vendre obres impreses i va llegir molta literatura tècnica. El 1924, amb 22 anys, va fundar un petit laboratori per al desenvolupament d'un motor rotatiu, i el 1927 va fer els primers dibuixos de la "Die Drehkolbenmaschine" (màquina de pistons rotatius). L'any 1939, l'enginyós Ministeri d'Aviació va descobrir un gra racional al motor rotatiu i es va dirigir a Hitler, que va ordenar personalment l'alliberament de Wankel, que aleshores estava a la presó per ordre del Gauleiter local, i per equipar un laboratori experimental al llac. Constança. Allà va dissenyar prototips per a BMW, Lillethal, DVL, Junkers i Daimler-Benz. Tanmateix, el primer motor experimental Wankel va arribar massa tard per ajudar a la supervivència del Tercer Reich. Després de la rendició d'Alemanya, els francesos van empresonar Wankel, el mateix que ja havien fet amb Ferdinand Porsche. Un any més tard, Felix va ser alliberat i, a falta d'una ocupació més productiva, va començar a escriure un llibre sobre motors de pistons rotatius. Posteriorment va fundar l'Institut Tècnic d'Investigació en Enginyeria i va desenvolupar motors rotatius i compressors per a ús industrial. El 1951, un dissenyador ambiciós va aconseguir convèncer el cap del departament de motocicletes esportives de la NSU, Walter Frede, de cooperar. Wankel i NSU van centrar els seus esforços en un motor rotatiu amb una cambra en forma de poma (trocoide) i un pistó triangular amb parets arquejades. El 1957 es va construir el primer prototip funcional del motor amb el nom de DKN. Aquesta és la data de naixement del motor Wankel.
Anys 60: el futur prometedor del motor rotatiu
DKM demostra que el motor rotatiu no és només un somni. Un autèntic motor Wankel pràctic en la forma del cos fix que sabem és el proper KKM. NSU i Wankel van implementar conjuntament les primeres idees relacionades amb el segellat del pistó, el posicionament de les bugies, l'ompliment de forats, l'eliminació d'escapament, la lubricació, els processos de combustió, els materials i els buits de fabricació. No obstant això, queden molts problemes...
Això no impedeix que NSU anunciï oficialment la creació del motor del futur el 1959. Més de 100 empreses ofereixen cooperació tècnica, com Mercedes, Rolls-Royce, GM, Alfa Romeo, Porsche, Citroën, MAN i diverses empreses d'enginyeria mecànica compren llicències. Entre ells hi ha Mazda, el president del qual, Tsunei Matsuda, veu un gran potencial en el motor. A més de les consultes concurrents amb els enginyers de la NSU, Mazda està creant el seu propi departament de desenvolupament de motors Wankel, que inclou inicialment 47 enginyers.
El New York Herald Tribune declara que el motor Wankel és un invent revolucionari. En aquell moment, les accions de NSU van explotar literalment: si el 1957 es van negociar per 124 marcs alemanys, el 1960 van arribar als 3000 còsmics! El 1960, es va presentar el primer cotxe impulsat per Wankel, el NSU Prinz III. El setembre de 1963 li va seguir la NSU Wankel Spider amb un motor de 500 cc d'una sola cambra, que va guanyar el campionat alemany dos anys més tard. Tanmateix, la sensació al Saló de l'Automòbil de Frankfurt de 3 va ser el nou NSU Ro 1968. L'elegant berlina, dissenyada per Klaus Lüthe, és avantguardista en tots els sentits, i les seves formes aerodinàmiques (un factor de flux de 80 en si mateix fa que el cotxe sigui únic. per a la seva època) van ser possibles gràcies a un motor de doble rotor KKM 0,35 de mida petita. La transmissió té un embragatge hidràulic, quatre frens de disc i la part davantera es troba al costat de la transmissió. El Ro 612 va ser tan impressionant per a la seva època que va guanyar el Cotxe de l'Any el 80. L'any següent, Felix Wankel es va doctorar a la Universitat Tècnica de Munic i va rebre la medalla d'or de la Federació Alemanya d'Enginyers, el premi més prestigiós als èxits científics i tècnics d'Alemanya.
(seguir)
Text: Georgy Kolev
