Autor tekstu: Krystian Pyszczek
Łączone ze sobą silniki benzynowe, ogniwa wodorowe, silniki elektryczne, motory rodem z czołgów i okrętów, czy turbiny gazowe: w historii transportu drogowego nie brakuje nietypowych rozwiązań w kwestii poszukiwania idealnego źródła napędu. Zawsze jednak zastanawiałem się czy ktoś kiedykolwiek podjął się próby zbudowania ciężarówki z silnikiem Wankla? Ta kwestia nurtowała mnie tak bardzo, iż przez kilka tygodni przeglądałem wszelkie możliwe źródła na ten temat, a głównymi kandydatami na dostarczenie tej odpowiedzi były Niemcy oraz Japonia. I wreszcie po wielu godzinach przysłowiowego kopania mogę powiedzieć: „Tak, istniała ciężarówka z silnikiem Wankla!” Co ciekawe jednak nie powstała ona w żadnym z wyżej wymienionych państw, gdyż zbudowano ją… w Chinach.
Zasada działania silnika Wankla
Zacznijmy od wyjaśnienia czym jest silnik Wankla? Jest to jednostka z wirującym tłokiem (lub tłokami) w kształcie trójkąta, który obraca się wewnątrz cylindra. Obracając się, tworzy on 4 komory: ssącą, sprężania, rozprężania (pracy) i wydechową. Tym samym komory te zmieniają kształt i objętość w zależności od aktualnego położenia wału – kąta obrotu. Taki schemat działania sprawia, że w jednym cyklu obrotu wału, tłok wykonuje wszystkie wymienione wyżej cztery cykle pracy. Cechą charakterystyczną dla tego typu silników jest bardzo niska budowa oraz wysokie osiągi w stosunku do rozmiarów całej jednostki. Szczególne jest też to, iż maksymalny moment obrotowy oraz moc generowane są przy bardzo wysokich obrotach, nierzadko przekraczających 8000 obr./min. Wiąże się to z wadami i zaletami, o których opowiem poniżej.
Felix Wankel:
Pierwszy silnik (wtedy jeszcze parowy) z wirującym tłokiem zbudował w 1795 roku James Watt, jednak najwięcej dokonań w tej dziedzinie zawdzięczamy niemieckiemu inżynierowi Felixowi Wanklowi, który już w 1929 roku opatentował silnik spalinowy z tłokiem obrotowym. Na przeszkodzie w rozwoju jego wynalazku stanęła jednak II Wojna Światowa, gdy na eksperymentalne jednostki nie było w przemyśle miejsca. W efekcie pierwsze auto napędzane silnikiem Wankla powstało dopiero w 1964 roku, a był nim NSU Spider.
Niemieckim wynalazkiem zainteresowała się również japońska Mazda (do tego producenta jeszcze wrócimy), która wykupiła licencję na tą technologię w roku 1961, a więc jeszcze zanim zbudowano Spidera. Efektem tego była debiutująca w roku 1967 Mazda 110 S Comso, która zapisała się w historii jako pierwsze auto z dwuwirnikowym silnikiem Wankla. Z czasem Japończycy coraz bardziej dopracowywali tego typu jednostki i zaczęli wypuszczać kolejne modele jak np. RX-3 z 1971 roku oraz RX-4 z 1972 roku. Prawdziwa rewolucja nastąpiła zaś w roku 1978, wraz z premierą typowo sportowej RX-7. Mazda RX-7 powstała łącznie w 3 generacjach, po czym zastąpiona została nowym modelem o oznaczeniu RX-8 wycofanym w 2011 roku i słynącym ze świetnych osiągów oraz małej żywotności silnika. Tym samym był to ostatni seryjny samochód wyposażony w ten nietypowy napęd, choć istnieją pogłoski jakoby Japończycy chcieli powrócić do koncepcji aut z wirującymi tłokami…
NSU Spider:
Mazda 110S Cosmo:
Mazda RX-8:
I choć to właśnie Mazda jest dzisiaj najbardziej kojarzona z silnikami Wankla, pod względem chronologii w rozwoju motorów o wirującym tłoku Japończyków zdecydowanie wyprzedzili Chińczycy. Już 8 marca 1960 roku, a więc na cztery lata przed pojawieniem się NSU Spidera, w Państwie Środka opracowano pierwszy silnik z wirującym tłokiem. Jego autorem był koncern FAW, który istnieje do dzisiaj, dominuje na chińskim rynku samochodów ciężarowych, a w 2020 roku stał się wręcz największym producentem ciężarówek na świecie.
W latach 60-tych chińskie władze bardzo poważnie podchodziły do rozwoju tego typu napędu, planując wykorzystywać go nie tylko w samochodach osobowych ale także i ciężarówkach oraz autobusach. Nic zatem dziwnego, iż wkrótce potem różnorodne prototypowe motory zainstalowano na próbę w osobowym Dongfengu CA71, a następnie w ciężarówce Jiefang CA-10 czyli licencyjnej wersji ZiŁ-a 157. W tym drugim przypadku pod maskę trafił silnik o pojemności zaledwie 0,65 litra i mocy rzędu 50 KM, który pomimo wielu poprawek ostatecznie nie nadawał się do produkcji seryjnej.
W 1967 roku FAW porzucił rozwój silnika Wankla, a prace zostały przeniesione do zakładów Beijing Automobile Works, Guilin Machinery Works i Tianjin Power Plant (nazwy w tłumaczeniu na angielski). Tam też stworzono nowy model 116-konnego silnika z dwoma wirującym tłokami, który testowano m.in. w terenówce BJ212 (będącej swoistą kopią amerykańskiego Jeepa CJ-8, a później także radzieckiego UAZ-a) oraz lekkiej ciężarówce BJ130.
Jiefang CA-10:
Beijing BJ130:
Mimo ambitnych planów wszystkie wymienione wyżej konstrukcje były jedynie prototypami stworzonymi w jednym egzemplarzu. Przełom nastąpił dopiero w roku 1969 kiedy to opracowano i zbudowano nowy 2,2-litrowy dwuwirnikowy motor o oznaczeniu 2110 generujący 120 KM mocy przy 8500 obr./min i 280 Nm momentu obrotowego przy 8000 obr./min. Co ciekawe autorem tej jednostki nie był żaden wielki koncern, a zakłady Tianjin będące niewielkim warsztatem zajmującym się naprawą ciężarówek. Silnik okazał się być początkowo na tyle udany, iż wkrótce potem mury „fabryki” zaczęły opuszczać ciężarówki Tianjin TJ140 wyposażone w jednostki napędowe z wirującym tłokiem. Warto jednak zaznaczyć, iż same ciężarówki nie były tworzone w tym zakładzie od podstaw, gdyż były po prostu przerobionymi wersjami seryjnych pojazdów nazwanych Jiefang 140 wyposażonych w standardowe silniki benzynowe.
Aby dowieść słuszność koncepcji instalowania silnika Wankla w pojazdach użytkowych, TJ140 został poddany długodystansowemu testowi, który obejmował przejechanie 10 tys. kilometrów z 4 tonami ryżu i soli. Trasa wiodła m.in. przez bardzo trudną autostradę Syczuan-Tybet położoną wysoko w górach. O dziwo ciężarówka zdołała bezpiecznie ukończyć ten sprawdzian, a Chińczycy wyciągnęli z niego szereg wniosków. Zacznijmy od zalet. Przede wszystkim silnik 2110 mógł pracować na paliwach niskiej jakości, co było dosyć ważnym czynnikiem w tamtejszych realiach. Dodatkowo TJ140 przez chińskich internautów jest dziś określany mianem „Najszybszego samochodu w historii chińskiego przemysłu motoryzacyjnego”, a wszystko to za sprawą bardzo wysokiej prędkości maksymalnej rzędu aż 140 km/h! Nawet dzisiaj ten wynik robi wrażenie, a w tamtych czasach był to prawdziwy kosmos. Mimo to wad było znacznie więcej i wynikały one głównie z charakterystyki silnika Wankla. Mowa tu o stosunkowo niskim momencie obrotowym uzyskiwanym dopiero przy wysokich obrotach, dużym zużyciu paliwa, ogromnym hałasie oraz stosunkowo krótkiej żywotności połączonej z bardziej skomplikowanym serwisem. Dlatego też ostatecznie z warsztatów Tianjin wyjechało na drogi zaledwie 40 sztuk TJ140, a samych silników 2110 zbudowano mniej niż 100 egzemplarzy. Mimo to konstrukcja ta do dziś nosi zaszczytne miano jedynej w historii ciężarówki z silnikiem o wirującym tłoku, którą produkowano w pewnym stopniu seryjnie.
Nie oznacza to jednak, iż dalej nie próbowano podobnych eksperymentów. W latach 70-tych firma Jinhua Repair Factory zbudowała niewielką ciężarówkę Qiantangjiang z silnikiem Wankla o pojemności 1 litra. Choć producent obiecywał iż motor ten wytrzyma przebieg rzędu 50 tys. kilometrów, w rzeczywistości już po 30 tys. zaczęto odnotowywać oznaki zużycia. Dlatego także w tym przypadku całe przedsięwzięcie skończyło się jedynie na prototypie. Dopiero w późniejszych latach Jinhua zbudowała dwuwirnikowy silnik JZ211 który okazał się na tyle udany, iż zaczęto stosować go masowo w autobusach JT662. Producent zmienił przy tym przełożenia skrzyni biegów celem lepszego dopasowania do charakterystyki silnika Wankla, w efekcie czego JT662 stał się jednym z najpopularniejszych autobusów użytkowanych wówczas w Chinach.
„Autostrada” Syczuan-Tybet:
Jak więc widzimy, prób było wiele, ale idea montowania silników Wankla w ciężkich pojazdach użytkowych okazała się być pomysłem kompletnie nietrafionym. Co ciekawe jednak podobnej koncepcji próbowała także wspomniana na początku Mazda, choć na nieco mniejszą skalę. Doskonałym przykładem jest tu produkowany w latach 1974-1977 model Rotary Engine Pick-up (REPU) czyli pierwszy i jedyny w historii seryjny pick-up z motorem o wirującym tłoku. Sercem tego samochodu był dwuwirnikowy motor 13B o pojemności 1,3 litra, który w użytkowej wersji generował 110 KM mocy przy 6000 obr./min oraz 159 Nm momentu obrotowego przy 3500 obr./min. Mazda REPU produkowana była tylko i wyłącznie na rynek północnoamerykański i okazała się być totalną klapą. Z ładownością wynoszącą niewiele ponad 600 kg, dużym zużyciem paliwa (a pamiętajmy, że wówczas w USA trwał kryzys paliwowy), skomplikowanym motorem oraz niskim momentem obrotowym generowany w górnych partiach obrotów nie miała szans przyjąć się w kraju gdzie klienci preferowali duże pickupy z niskoobrotowymi V8. W efekcie przez 3 lata sprzedano zaledwie 15 tys. egzemplarzy tego niezwykłego samochodu. Dzisiaj jednak REPU wraca do łask, choć nie jako pojazd użytkowy. Mała ilość wyprodukowanych egzemplarzy oraz wyjątkowość czynią tą Mazdę ciekawym obiektem kolekcjonerskim. Ponadto wielu właścicieli wykorzystuje ją również do ścigania: z masą wynoszącą nieco ponad 1200 kg oraz bardzo dobrymi osiągami (pierwsza setka osiągana jest w czasie ok 9 sekund) jest to świetna propozycja dla fanów adrenaliny. Nic zatem dziwnego, iż ceny używanych egzemplarzy do małych nie należą.
Mazda REPU:
A skoro napisałem o REPU nie sposób nie wspomnieć o jeszcze jednym szalonym projekcie Mazdy który również powstawał w latach 1974-1977 z tą różnicą iż wyłącznie na rynek japoński. Mowa u to autobusie Parkway, który, tak dobrze zgadliście, posiadał w jednej ze swoich wersji ten sam silnik 13B. Choć pojazd ten ważył zaledwie 2800 kg, mógł zabrać 26 pasażerów i osiągał zawrotną jak na tamte czasy prędkość 120 km/h. Parkway okazał się być takim samym nieporozumieniem jak wyżej opisywane konstrukcje. W efekcie przez trzy lata zbudowano zaledwie 44 sztuki tego modelu z silnikiem Wankla co czyni go prawdziwym białym krukiem i łakomym kąskiem dla kolekcjonerów.
