Johannsson.net
 

Rotary, Wankel, Snúðsvélar og sjálfsagt má finna fleiri nöfn á vélina sem ég ætla að fjalla hér um.
Persónulega er ég hrifnastur af því að kalla þessar vélar Wankel vélar, í höfuðið og til heiðurs manninum sem fann upp þessa gerð véla eða Dr. Felix Wankel.
Það er kannski ekki alveg sanngjarnt að eigna Felix Wankel þessa uppfinningu að fullu, þar sem James Watt, Ericsson og fleiri aðilar höfðu löngu áður unnið að þróun gufuvéla sem byggðu á sömu lögmálum. En það var Felix Wankel sem þróaði þessa mjög svo sérstöku vélartegund árið 1924, þá aðeins 22 ára að aldri og kom af stað þeirri bylgju sem við njótum góðs af enn þann dag í dag og væntanlega um nánustu framtíð.

Felix Wankel var fæddur í Þýskalandi árið 1902, hann var af fátækum foreldrum, missti föður sinn aðeins 12 ára gamall í fyrri heimsstyrjöldinni.  Wankel fór mjög ungur að hanna vélar, hann virðist hafa verið nýjungagjarn því hann gerðist liðsmaður í Hitlers Jugend ungur að árum og skráði sig fljótlega í Nasistaflokkinn.  Árið 1932 skráði Wankel sig úr flokknum og var handtekinn af Nasistaflokknum í kjölfarið og sat í fangelsi í nokkra mánuði fyrir vikið. Þetta var ekki það síðasta sem hann skyldi sjá innan úr fangelsi, því árið 1945 tóku frakkar yfir verksmiðju hans þar sem hann starfaði fyrir Daimler Bens, BMW, Junkers og fleiri og settu Wankel í fangelsi þar sem hann sat í eitt ár.
Felix Wankel var gerður að heiðursdoktor við Tækniháskólann í Munchen árið 1969. Hann hlaut gullorðu frá félagi þýskra verkfræðinga árið 1969 og fjöldann allan af viðurkenningum í áranna rás. Wankel varð prófessor árið 1987.

Það er óhætt að segja að Wankel vélin hafi fengið brautargengi þegar Wankel hóf samstarf við mótorhjólaframleiðandann NSU og vann hann þar að þróun vélarinnar ásamt tæknimönnum NSU, en það var ekki fyrr en árið 1957 sem fyrsta eiginlega Wankel vélin leit dagsins ljós, og var hún kölluð DKM.
Wankel vélin er ólík hefðbundnu stimplavélunum sem við þekkjum svo vel í dag að því leyti að hún hefur í raun enga stimpla, heldur er þríhyrndur snúður innan í hólfi sem snýst í Wankel vélinni, snúðurinn situr í hjámiðju og mynda sléttu hliðar þríhyrningsins brunahólf vélarinnar, þetta er að sjálfsögðu einföldun en þessar vélar er í raun fáránlega einfaldar.  Fyrsta DKM vélin var kannski ekki það frábærasta sem sést hefur, snúðurinn sat fastur og vélarblokkin snerist,  stjórnarmenn NSU hafa sjálfsagt klórað sér í hausnum og reynt að ímynda sér vél á fullum snúning í mótorhjóli, ekki beint kræsileg sýn þar.  Það var nokkuð ljóst að þessi vél myndi ekki ganga vel í mótorhjólamenn né í bílaáhugamenn, og kom því fram ári síðar önnur vél, KKM, og var sú vél föst en snúðurinn snerist inni í vélinni, þetta leist mönnum betur á og var gefin út tilkynning í nóvember 1959 að fyrsta Wankel vélin væri tilbúin og var hún þá komin í bíl sem NSU hafði hannað utan um vélina, bíllinn fékk nafnið NSU Prinz, þetta voru litlir bílar með vélina í skottinu eins og Bjallan, (síðar voru NSU verksmiðjurnar innlimaðar í Volkswagen verksmiðjurnar). Það má til gamans geta þess að Ómar Ragnarsson ók lengi vel um á NSU Prinz.
 
Fljótlega sá japanski bílaframleiðandinn Mazda að þarna væri eitthvað sem vert væri að skoða, og hófust viðræður milli Mazda og NSU um samstarf við að halda áfram að þróa Wankel vélina en á þessum tíma áttu Wankel og NSU einkaleyfið á þessum vélum og seldu þróunarleyfi til fjölmargra bílaframleiðenda.  GM og Mercedes eyddu talsverðum tíma og fjármunum í að þróa Wankel vélina en ekkert markvert kom út úr þeim hræringum, en það er þó vert að geta þess að snjósleðaframleiðendurnir Arctic Cat og Polaris buðu upp á sleða með Wankel vélum í byrjun sjöunda áratugsins. En það var árið 1963 sem skrifað var undir samstarfssamning milli NSU, Wankel og Mazda og var stofnuð sér deild utan um þessar vélar hjá, og hefur Mazda verið leiðandi allar götur síðan í bílum með Wankel vélar.

Árið 1967 hóf Mazda sölu á fyrsta Wankel bílnum sínum, Cosmo Sport sem var með 110 hestafla Wankel vél, 10A, Mazda skírir vélarnar sínar með númerum og er hugmyndin bak við þessar nafngiftir einföld, 10A þýðir 1000cc og bókstafirnir sýna hvar í þróuninni vélarnar eru, s.s. 13B er 1300cc önnur hönnun.  Cosmo Sport bíllinn þótti eyða miklu og mengaði mikið, en á þessum tíma var farið að huga talsvert að mengunarvörnum, Mazda voru fljótir til og breyttu vélinni þannig að hún fór að eyða minna og menga minna, og það var eins og við manninn mælt, fólk féll fyrir þessum litla rennilega sportara.  Þetta var nóg fyrir stjórnendur Mazda, Wankel bílarnir voru komnir til að vera.  Í gegnum árin hefur Mazda haldið áfram að þróa Wankel vélina og fram hafa komið margar gerðir af Mazda bílum með þessa vél, s.s. R130, RX2, RX3, RX5, RX7 og nú síðast RX8.

Wankel vélar hafa verið notaðar í ótrúlegustu tæki, Mercedes prófaði Wankel vél í C111 Gullwing Coupe og Chevrolet í Corvette XP-882, það má einnig finna sláttuvélar, flugvélar, vélsagir, snjósleða, mótorhjól og dráttarvélar sem státa af Wankel vél, en það er óhætt að fullyrða að þegar minnst er á Wankel, þá kemur nafnið Mazda upp í huga flestra bílaáhugamanna.

Wankel vélar hafa líka ratað í nokkur keppnistæki, t.d. á Puerto Ricaninn Rafel “Falito” ótrúlegann tíma á kvartmílunni á Mazda RX7 bílnum sínum, eða 7,72 sekundur með endahraða upp á 280 km hraða.  Mazda tók þátt í Le Mans kappakstrinum í Frakklandi árið 1991 með Wankel vél, og gerði sér lítið fyrir og vann keppnina, þetta var fjögurra snúða vél, R26B, þ.e. 2600cc sem skilaði litlum 700 hestöflum á 9000 RPM.
Það eru margir sem eiga erfitt með að átta sig á virkni Wankel vélarinnar, en hún er í raun frábærlega einföld.  Við byrjum með þríhyrndan hverfil, setjum hann inn í strokk sem er í laginu eins og stundaglas og setjum sveifarás í gegnum miðjuna á hverflinum (stimplinum).
Vélarnar eru fjorgengis, þ.e. það eru fjórar hreyfingar sem búa til orku.
Þegar hverfilinn snýst inni í strokknum þá stækkar plássið milli strokks og hverfils við eina hlið hverfilsins, loft og eldsneyti sogast inn í þetta pláss í gegnum port eða göng í strokknum, þegar hverfillinn snýst lengra byrjar þetta pláss að minnka, þetta er þjöppuferlið.  Kerti kveikir í bensínblöndunni sem við íkveikjuna þenst út og þrýstir hverflinum lengra inn í strokkinn.  Hverfillinn er tengdur við sveifarás með gírum þannig að þessi hreyfing á hverflinum snýr sveifarásnum.  Að lokum snýst hverfillinn áfram og opnar útblásturop í strokknum og við það losar vélin sig við brunnið eldsneyti.

Þar sem hverfillinn er með þrjár hliðar, þá virkar í raun hver hlið eins og stimpill í venjulegri bílvél, og með því að vera með tvo hverfla, eins og Mazda hafa ávallt verið með, þá má eiginlega segja að þessar vélar séu sex strokka, þetta er kannski ekki tæknilega rétt að segja það, en hugmyndafræðilega séð má líkja þessu tvennu saman á þennan hátt til glöggvunar.
Það hafa sést Wankel vélar með þrem og jafnvel fjórum hverflum en tveggja hverfla vélar eru algengastar og virðast hafa komið best út í bílum. Tveggja hverfla Wankel vélarnar eru mjög litlar og léttar, og oft á tíðum eru þær minni en gírkassinn sem þær eru boltaðar við.
Þar sem Wankel vélarnar þurfa ekki að henda stimplum upp og niður eins og venjulegar vélar, heldur er aðeins hringlaga hreyfing þá eru þær mun þýðgengari en venjulegu vélarnar, þær geta snúist mun hraðar þar sem mun minni hætta er á að eitthvað brotni á háum snúning og geta í raun snúist ótakmarkað, það er að segja þar til eitthvað gefur sig.  Vandamálin við Wankel vélarnar hafa samt verið nokkur í gegnum tíðina, og má þar helst nefna að þar sem sprengihólfin í vélinni eru það stór, þá hefur verið vandamál að brenna allt eldsneytið sem veldur hárri bensíneyðslu og mikillar mengunar.  Annað vandamál er þétting í vélinni, það eru þéttingar á hverflinum, á endunum á hverju horni sem liggja upp við strokkinn til að þétta brunahólfið, sbr. Stimpilhringir í venjulegum vélum, þessar þéttingar hafa slitnað hratt, þetta var talsvert vandamál í Mazda RX7 bílunum hér á árum áður, en ný efni sem eru nú notuð í þessar þéttingar virðast hafa komið í veg fyrir þetta vandamál og nýjar innspýtingar og bætt kælikerfi hefur minnkað mengun og eyðslu á Wankel vélunum mikið á undanförnum árum.
Það gekk lengi sú saga meðal íslenskra bílamanna að það hefði verið settur fjögurra hólfa blöndungur við Wankel vél í Mazda RX7, nú get ég ekki staðfest hvort þetta hafi verið gert hér á landi, en ég veit til þess að þetta hefur verið gert víða um heim, og sjálfsagt hér líka, og það er rétt sem sagan sagði, að “vélin tæki endalaust við bensíni.” Einnig má til gaman geta þess að þessar vélar gengu óhemju heitar, og leiddi hitann alveg út í endann á pústkerfinu eins og undirritaður fékk að reyna af eigin raun þegar hann var að mengunarmæla svona bíl og neminn við mengunarvarnartækið, sem var úr málmi, hreinlega bráðnaði inni í púststútnum við litla hrifningu verkstæðisformannsins.

Þess má geta að Wankel vélarnar eru taldar henta mjög vel sem vetnisvélar, eitthvað sem íslendingar ættu að hafa í huga þar sem inntaks, þjöppu, sprengi og útblástursferlin fara fram í aðskildum hólfum, eitthvað sem Mazda prófar kannski á Íslandi í nánustu framtíð?
Dr. Felix Wankel lést árið 1988 eftir löng veikindi, þá hafði Wankel selt stofnun sína til Daimler Bens fyrir 100 milljónir þýskra marka.  Felix Wankel verður minnst fyrir vélina sem hann átti stærstan þátt í að koma í húddið á mörgum af skemmtilegustu sportbílum okkar tíma.