Mazda продължава да усъвършенства ванкеловия двигател. Наскоро публикуван патент показва как японците биха могли да направят тази необичайна технология за задвижване по-ефективна и с по-ниски емисии. В центъра на разработката е нова система за рециркулация на отработилите газове, която едновременно пести място и позволява използването на турбокомпресор.
За Mazda ванкеловият двигател е нещо повече от техническа глава в историята на компанията. През 1967 г. японският производител от Хирошима представя Cosmo Sport 110S – първия сериен автомобил с двуроторен ванкелов двигател. Следват модели като RX-7 и RX-8, преди през 2012 г. производството на RX-8 да бъде прекратено. Mazda обаче никога не се отказва напълно от технологията.
За последно еднороторен ванкелов двигател беше използван като удължител на пробега в MX-30 R-EV. Сега нов патент показва, че инженерите на Mazda продължават да търсят начини да направят роторния агрегат подходящ и за по-предизвикателни приложения.
Два пътя за отработилите газове
Патентът описва изпускателна система, която целенасочено разделя различните потоци отработили газове на ванкеловия двигател. За разлика от класическия бутален мотор, при ванкела няма всмукателни и изпускателни клапани. Вместо това газообменът се извършва чрез канали в корпуса.
Mazda използва страничен и периферен изпускателен отвор. Страничният отвежда по-голям и по-горещ поток отработили газове, който може директно да бъде насочен към турбината на турбокомпресор. Периферният отвор се активира по-късно в горивния цикъл и съответно отвежда по-охладени газове.
Именно тази разлика е от решаващо значение за новата концепция. По-хладните отработили газове се насочват през корпуса на двигателя към охладител на системата за рециркулация на отработилите газове (EGR). Необходимият за това канал е интегриран в страничната структура на двигателя и преминава непосредствено до канал за охлаждащата течност.
Така Mazda може допълнително да понижи температурата на отработилите газове още по пътя към EGR охладителя. Едновременно с това отпадат част от външните тръбопроводи, които при конвенционална система заемат допълнително място. Тъй като газовете вече са сравнително охладени, би трябвало да е достатъчен и по-компактен EGR охладител.
Ванкеловият двигател има проблеми с емисиите
Ванкеловият мотор има някои конструктивни предимства, но традиционно среща трудности по отношение на разхода и емисиите. Една от основните причини е формата на горивната камера. За да се избегнат прекалено високите температури и да се предпазят силно натоварените от топлината компоненти, двигателят често работи с относително богата горивна смес.
Това обаче увеличава разхода на гориво и затруднява покриването на съвременните норми за емисиите. Ефективната система за рециркулация на отработилите газове може да помогне в това отношение.
Чрез връщането на бедни на кислород отработили газове температурата на горене се понижава. Така може да се ограничи най-вече образуването на азотни оксиди.
Новата конструкция на Mazda трябва да позволи работа по-близо до стехиометричното съотношение въздух-гориво дори при високо натоварване. В същото време системата за рециркулация може да бъде интегрирана достатъчно компактно, така че ограниченото пространство около ванкеловия двигател да не се превърне в допълнителен проблем.
Турбокомпресор за нов ванкел?
Особено интересно е, че патентът изрично разделя потока отработили газове с оглед използването на турбокомпресор. Горещият поток от страничния изпускателен отвор може да задвижва турбината, докато по-хладният поток се използва за рециркулация.
По този начин Mazda преследва две цели: повече мощност чрез принудително пълнене и по-ниски емисии благодарение на по-ефективна EGR система.
От самия патент обаче не може да се заключи дали действително ще бъде създаден нов сериен двигател. Ако Mazda наистина възнамерява отново да използва роторен мотор в спортен автомобил, подобна концепция би била важна стъпка. Най-голямото предизвикателство вече не е просто да се накара ванкеловият двигател да работи. Mazda трябва да го направи достатъчно ефективен и чист, за да може да се конкурира със съвременните бутални двигатели и електрифицираните задвижващи системи.
Накратко: Ванкеловият двигател остава необичайна, но важна част от технологичното наследство на Mazda. Докато други производители отдавна са се отказали от тази конструкция, японската компания продължава да инвестира в нейното развитие. Новият патент не доказва, че появата на наследник на ванкеловите RX модели е непосредствено предстоящо събитие. Той обаче показва, че Mazda продължава да разработва конкретни технически решения за слабостите на концепцията. Ако някой ден на пазара отново се появи спортна Mazda с ванкелов двигател, тя вероятно ще има сравнително малко общо в техническо отношение с RX-8.
На снимките: Концептуалната студия Mazda RX Vision
