Στα επόμενα χρόνια αυξάνονται οι πιθανότητες αρκετά ηλεκτρικά αυτοκίνητα να κρύβουν και από έναν περιστροφικό κινητήρα, έστω και σε ρόλο κομπάρσου…
Μερικά από τα πρώτα σχέδια με περιστροφικό κινητήρα είχαν εντοπισθεί το 1588 με την υπογραφή του Agostino Ramelli ο οποίος ήθελε να κατασκευάσει μία αντλία νερού. Πάμπολλές… περιστροφικές πατέντες έχουν κατοχυρωθεί εδώ και αιώνες, χαρακτηριστικό είναι πως μόνο στο βρετανικό γραφείο ευρεσιτεχνιών έχουν κατατεθεί από το 1910 περισσότερες από 2.000 αιτήσεις. Ωστόσο, η μοναδική “περιστροφική” υλοποίηση που αποδείχτηκε λειτουργική και αξιόπιστη στην παραγωγή προήλθε από τον Felix Wankel και εμφανίστηκε στα μέσα της δεκαετίας του 1950.
Back… forward!
Στους κινητήρες Wankel τα πράγματα είναι ως γνωστόν πολύ πιο απλά από ότι στους εμβολοφόρους. Ο κύκλος τους δεν εκτελείται σε κυλίνδρους αλλά σε οβάλ θάλαμο ενώ ένας τριγωνικός ρότορας εκτελεί παρόμοια καθήκοντα με τα πιστόνια σε έναν παλινδρομικό κινητήρα. Με λίγα λόγια ένας Wankel είναι κατασκευαστικά απλούστερος, απαρτίζεται από λιγότερα εξαρτήματα, είναι πιο ελαφρύς, μικρότερος σε όγκο και διαστάσεις ενώ η λειτουργία του είναι πολύ πιο ομαλή. Στον αντίποδα υπάρχουν δύο βασικά ζητήματα: η μεγαλύτερη κατανάλωση και οι αυξημένες εκπομπές ρύπων. Δύο αρνητικά γεγονότα που την περίοδο της ενεργειακής κρίσης, την δεκαετία του 1970, απέτρεψαν τους κατασκευαστές αυτοκινήτων -που δεν ήταν λίγοι, η GM σταμάτησε τα project με Wankel το 1977- να εξελίξουν περισσότερο τους κινητήρες περιστροφικής τεχνολογίας με εξαίρεση την Mazda που συνεχίζει ακάθεκτη σχεδιάζοντας τον διάδοχο του RX-8 (μέχρι σήμερα έχουμε δει και πρωτότυπα RΧ-8 με Wankel που λειτουργούν με υδρογόνο).
Το 1972 οι μηχανικοί της GM είχαν εξελίξει το πρωτότυπο Buick Skylark που αποτελούσε ιδέα των Victor Wouk και Charlie Rosen. Ήταν ένα ηλεκτρικό όχημα με μπαταρίες τις οποίες επαναφόρτιζε ένας μικρός Wankel κινητήρας. “O λόγος που επέλεξα τον περιστροφικό κινητήρα ήταν επειδή είναι πιο αποδοτικός και μικρότερος σε μέγεθος από έναν παλινδρομικό. Δεν γνώριζα ούτε το μέγεθος του ηλεκτροκινητήρα, ούτε των μπαταριών που θα χρησιμοποιούσα και για να είμαι σίγουρος από την αρχή επέλεξα τον Wankel της Mazda. Πάντα έλεγα, από την δεκαετία του 1940, πως όλα τα αυτοκίνητα θα μπορούσαν εδώ και δεκαετίες να είναι υβριδικά αλλά οι μόνοι τολμηροί, έστω και αργοπορημένα, αποδείχτηκαν οι Ιάπωνες” δήλωσε μεταξύ άλλων σε πρόσφατη εκδήλωση που έγινε στις ΗΠΑ ο Victor Wouk .
Παρόλο που η παραγωγή τους θεωρείται απίθανη –η ύπαρξη τους έχει να κάνει περισσότερο με λόγους εντυπωσιασμού όπως ο TC Engine– υπάρχουν διάφορες “περιστροφικές” παραλλαγές όπως είναι ο Rand Cam της RegTech που επινοήθηκε το 1983 από τον James McCann. Εδώ υπάρχουν δύο ανομοιόμορφοι έκκεντροι δίσκοι όπου ανάμεσα τους παρεμβάλλονται λεπίδες. Στο μέσο υπάρχει ένας ρότορας που λειτουργεί σαν δρομέας για τις λεπίδες. Όταν οι δίσκοι περιστρέφονται λόγω του ακανόνιστου σχήματος τους οι λεπίδες αλλάζουν θέση συνθέτοντας τις φάσεις ενός θερμοδυναμικού κύκλου. Ανάλογος με τον αριθμό των πτερυγίων είναι ο αριθμός των καύσεων ανά περιστροφή (ο αυθεντικός Rand Cam είχε δύο, η εξέλιξη του έχει δώδεκα) ενώ σε σχέση με έναν Wankel θεωρητικά λειτουργεί σε πολύ χαμηλότερες στροφές (κάτω από 2.000 rpm) και σε υψηλότερη σχέση συμπίεσης.
Μία ακόμη ενδιαφέρουσα όσο και φανταστική παραλλαγή είναι ο κινητήρας Quasiturbine που παντεταρίστηκε το 1996. Εδώ συναντάμε έναν ρομβοειδούς μορφής ρότορα που έχει σχεδιαστεί ώστε να λειτουργεί με αυτανάφλεξη (HCCI). “Εμπνευσμένος από την τουρμπίνα τελειοποιεί τα πιστόνια και εξελίσσει τον Wankel” λένε οι μηχανικοί της εταιρίας. Ωστόσο, τα πολλά κινούμενα μέρη και οι απώλειες λόγω τριβών έχουν αφήσει τον πρωτότυπο κινητήρα στο πάγκο των εργαστηρίων και το πιο πιθανό είναι να αναφερόμαστε σε αυτόν ως μία φανταστική αλλά μη πραγματοποιήσημη ιδέα. Από την άλλη, ο Wankel χρειάστηκε περίπου 40 χρόνια για να ευδοκιμήσει (πατέντα το 1929, πρωτότυπος το 1936, πάγωσε τον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο, πρωτότυπος το 1958, στον δρόμο το 1960, στην παραγωγή με το Cosmo 110S το 1967). Ποτέ δεν ξέρεις τι μπορεί να γίνει…
Από πρωταγωνιστής κομπάρσος…
Σήμερα αρκετοί κατασκευαστές ξαναθυμούνται τα πλεονεκτήματα του Wankel και τον φαντάζονται να τοποθετείται σε ηλεκτροκίνητα (EV), για την ακρίβεια σε υβριδικά με διάταξη σε σειρά. Η εξαιρετική τους απόδοση σε σχέση με την χωρητικότητα του κινητήρα τους δίνει ένα σημαντικό… χωροταξικό προβάδισμα. Μπορεί να μην προορίζεται για την απευθείας κίνηση ενός οχήματος αλλά σε ρόλο κομπάρσου θα επαναφορτίζει τις μπαταρίες κάθε φορά που το φορτίο τους μειώνεται.
Θυμηθείτε πριν από μερικούς μήνες το πρωτότυπο Audi A1 e-tron που παρουσιάστηκε στη Γενεύη. Η υβριδική του διάταξη έχει μέγιστη ισχύ 102 PS προερχόμενη από έναν σύγχρονο ηλεκτροκινητήρα αλλά την βρώμικη δουλειά την αναλαμβάνει ένας Wankel με μονό ρότορα που δίνει ζωή σε μία γεννήτρια παραγωγής 15 kW. Η χωρητικότητα του φτάνει τα 254 cc και λειτουργεί σταθερά στις 5.000 rpm όπου είναι η περιοχή της μέγιστης απόδοσης σε συνδυασμό με την βέλτιστη κατανάλωση και τις χαμηλότερες εκπομπές ρύπων. Το ρεζερβουάρ χωρά 12 lt αμόλυβδης. Το αξιοσημείωτο είναι πως μαζί με την γεννήτρια το βάρος του Wankel (και τα παρελκυόμενα ηλεκτρονικά, σύστημα εισαγωγής, εξαγωγής και ψύξης) το βάρος δεν ξεπερνά τα 70 kg. Στην πρίζα δικτύου 380 V οι μπαταρίες λιθίου-ιόντων (ενεργειακή χωρητικότητα 12 kWh, απαρτίζονται από 96 στοιχεία, συνολικό βάρος 150 kg) χρειάζονται περίπου 3 h για να επαναφορτιστούν. Από πλευράς επιδόσεων το A1 e-tron επιταχύνει σε 10,2 sec για τα 0-100 km/h ενώ η τελική φτάνει τα 130 km/h. Η αυτονομία του φτάνει τα 200 km ενώ όταν λειτουργεί ο Wankel η μέση κατανάλωση αγγίζει μόλις τα 1,9 lt/100 km και οι εκπομπές CO2 τα 45 g/km.
Στην ίδια τεχνολογία ποντάρει πολλά και η FEV (FEV Motorentechnik GmbH) η οποία σε ένα τεχνολογικό συμπόσιο που έγινε πριν από περίπου ένα μήνα (29-30 Απριλίου) στην Βιέννη παρουσίασε το LiiOΝ. Πρόκειται για μία πανομοιότυπη διάταξη σαν του Α1 e-tron η οποία στην προκειμένη περίπτωση φιλοξενήθηκε σε ένα Fiat 500 με παραπλήσιες επιδόσεις και χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, το LiiON μπορεί να κινηθεί για περίπου 80 km με αποκλειστικά ηλεκτρική ενέργεια ενώ ο Wankel των 20 kW εξασφαλίζει αυτονομία περίπου 300 km. Οι ομοιότητες ανάμεσα στα δύο πρωτότυπα δεν είναι τυχαίες αφού η Audi συνεργάζεται στενά εδώ και χρόνια με την FEV (κοινό project για κινητήρες VCR). Μάλιστα θα τολμούσες να πεις πως πρόκειται για το ίδιο ακριβώς σύστημα…
