A Mazda RX-8 Wankel motorja: Részletes áttekintés és karbantartási tippek

Aki valaha is akart már wankel motoros autót vásárolni, biztosan hallotta, hogy kompressziómérés nélkül ne vegye meg. Illetve ha őszinték vagyunk, az első tanács mindig az, hogy NE VEDD MEG, utána jön, hogy oké, akkor legalább mérés nélkül ne. Ezek a legendák azonban nem ok nélkül keringenek. Ahhoz, hogy megértsük a Mazda RX-8 motorjának működését, karbantartási igényeit és a vele kapcsolatos tévhiteket, érdemes mélyebben belemerülni a forgódugattyús motorok világába.

A Wankel motor működési elve és története

A forgódugattyús motor teljesen eltérő módon működik, mint a hagyományos belsőégésű motorok. Míg a jelenlegi forgattyús hajtóművel készült motorkonstrukciók mindegyike a dugattyúk le-fel mozgása segítségével hajtja meg a vízszintesen elhelyezett főtengelyt, a Wankel-motor ezzel szemben két, párhuzamos tengely körül forgó test elvén alapul.

A Wankel-motor dugattyúja, amelyet rotornak is neveznek, háromszög alakú. Három oldala, illetve felülete egyenlő hosszúságú és domború vonalú. A forgódugattyú az állórészben kering, amely egy ovális ház, középen enyhén összeszűkítve. A rotor három csúcsa, illetve éle forgás közben a ház falához illeszkedik, miközben a rotor középpontja zárt körvonalat ír le. A rotor excentrikusan köröz az állórészen belül egy helyhez kötött fogaskerék körül oly módon, hogy csúcsainak három pontja folyamatos kapcsolatban áll a ház belső falával. Ez az elrendezés három munkateret eredményez a rotor három felülete és az állórész házának belső felülete között, amelyek térfogata folyamatosan változik a forgódugattyú keringő mozgása közben.

A forgódugattyú középpontjában egy kisebb átmérőjű belső fogaskerék helyezkedik el, amelyet külső fogazása miatt külső fogaskeréknek neveznek, s amely körül egy nagyobb átmérőjű - a dugattyúban rögzített-, belső fogazású fogaskerék forog. Az egyedüli mozgó alkatrészek a forgódugattyúk és a bolygóműves áttétel, azaz a napkerék, amelyhez csatlakoznak. Ez az elrendezés egyben azt is jelenti, hogy a Wankel-motor könnyebb és kisebb kiterjedésű. A Wankel-motor teljesítményét a forgódugattyú állítja elő, a hozzá kapcsolódó excentrikus tengely pedig továbbítja azt. Ez az excentrikus tengely az alternáló mozgást végző forgattyús hajtóművel rendelkező motorok főtengelyéhez hasonlítható. A belső fogazás és a helyhez kötött fogaskerék fogszámainak áttétele 3:2.

A rotor excentrikusan köröz az állórészen belül oly módon, hogy csúcsainak három pontja folyamatos kapcsolatban áll a ház belső falával minden egyes fordulat alatt. A forgódugattyú egyetlen fordulata alatt az alternáló dugattyús motorok teljes négyütemű ciklusa - beszívással, sűrítéssel, munkaütemmel és kipufogással - lezajlik. A szívó- és kipufogó-csatornák nyílásait maga a forgó dugattyú nyitja, illetve zárja. Ez a működési elv azt jelenti, hogy a három kamrában a négy ütem valamelyike párhuzamosan megy végbe, így a rotor egy teljes fordulatával a motor az alternáló dugattyús, négyütemű erőforrások három teljes ciklusa zajlik le. A dugattyú minden egyes fordulatára a házban három gyújtás és munkaütem jut.

Youngtimer Mazda Xedos 6 restaurálása

Felix Wankel tervezői fokozat vagy jogosítvány nélkül, a forgódugattyús motor szülőatyjaként írta be nevét a műszaki történelemkönyvekbe, s elfoglalta helyét a motortervezés többi nagyja mellett. Wankel 1902. augusztus 13-án született Lahrban, és 1933-ban szabadalmaztatta a forgódugattyús gép első változatát. Az 1950-es években az NSU-val együttműködve fejlesztette ki az első működő Wankel belsőégésű motorokat, amelyek a műszaki világot forradalmi fejlesztésként ünnepelték. Az első szériaérett Wankel-autó, az NSU Spider 1963-ban mutatkozott be. 1967-ben a legendás Mazda Cosmo-ban az első duplarotoros Wankel-motor is megjelenik. Az 1970-es évek elején Wankel számos cégnek adta el a licencjogokat, köztük a Daimler-Benznek, Volkswagennek, Rolls-Royce-nak és Mazdának. Az energiaválság és a szigorodó emissziós szabályzások miatt azonban sok gyártó felhagyott a Wankel-motor fejlesztésével. Csupán a Mazda folytatta a munkát, és egy sorozatgyártású változatot épített az RX-7 sportkupéjába.

A Mazda RX-8 Renesis motorja

A Renesis név az RE rövidítésből (rotary engine; a forgódugattyús működésmódra utal) és a Genesis-könyv (Teremtés Könyve) fogalmából született. A Renesis a több oldalsó szelepes vagy MSP-E Wankel-motor továbbfejlesztése, amit a Mazda először az RX-01 tanulmány-sportautóban 1995-ben mutatott be a Tokiói Autószalon alkalmával. Négy évvel később az 1999-es Tokiói Autószalonon a Mazda a négyajtós RX-EVOLV sportkocsi-tanulmányban e motor utolsó, sorozatgyártásra kész változatát, mint több év kutatómunkájának eredményét mutatta be. Ez már az új Mazda RX-8 modellt hajtja.

A vízhűtéses aggregát - amely két forgódugattyúval és két, egyenként 645 köbcentiméteres égéstérrel rendelkezik - 176 és 184 kilowatt (240 és 250 lóerő) közötti teljesítményt ad le 8500-as percenkénti fordulatszámnál. A motor legnagyobb, 220 newtonméteres forgatónyomatékát 7500-as percenkénti fordulatszámnál éri el, a Renesis-t a legerősebb turbófeltöltő nélküli forgódugattyús erőforrássá avatva. A Renesis 50 százalékkal kevesebb kenőolajat és 40 százalékkal kevesebb üzemanyagot igényel, mint elődje. A Mazda mérnökei ugyancsak megoldották a korábbi Wankel-motorok magas szennyezőanyag-emissziós problémáit: a Renesis teljesíti az Euro IV. normát.

Konstrukciós jellemzők és innovációk

A Renesis konstrukciós jellemzői alapvetően különböznek az eddigi Wankel-motorokétól. A kipufogónyílások, amelyek a hagyományos Wankel-motorokon rendszerint a ház belső felületén helyezkednek el, az oldalsó ház falára kerültek. E megoldás segítségével elkerülhető a kipufogó és a szívócsatornák összenyitása, és jelentősen növekszik a motor hatásfoka. A szívónyílások így jóval korábban nyithatók, mint a megszokott Wankel-motorokon, s 30 százalékkal nagyobbra készíthetők. A kipufogónyílások mérete majdnem kétszerese a jelenlegi Wankel-motorokénak, ami jóval alacsonyabb kipufogóoldali ellenállást eredményez. Ennek eredményeképpen később nyithatók, ami hosszabb munkaütemet és a termikus hatásfok javulását, illetve a teljesítmény növekedését eredményezi.

Az elektronikus szabályzású olajszivattyú és megfelelő fúvókák alkalmazása révén a Renesis a jelenlegi Wankel-motorok kenőolaj-szükségletének csupán mintegy a felét használja fel. A Renesis változó, hatnyílásos szívórendszerrel működik, három szívónyílással a két forgódugattyú mindegyikénél. A szívószelepeket elektromotorok működtetik. A motor új üzemanyag-befecskendezői különösen finom porlasztással dolgoznak. A nagyteljesítményű gyújtógyertyákkal kiegészítve jelentősen javítják az üzemanyag-levegő keverék égési folyamatát. Az üzemanyag minden munkaütem során szinte teljes mértékben elég, amely magasabb égési hatásfokban és alacsonyabb károsanyag-emisszióban nyilvánul meg. A Renesis Wankel-motor 30 százalékkal könnyebb, mint az RX-7 13B-REW biturbós erőforrása, és kisebb méretű is. Minden segédberendezésével együtt, a Renesis nagyjából akkora, mint egy négyhengeres, soros motor. A motorblokk mindössze 338 milliméter magas, akkora, mint a sebességváltó, és 140 milliméterrel kerülhetett közelebb a vezetőhöz, mint az RX-7 esetében. Ez az elrendezés ideális 50:50 arányú tömegeloszlást tesz lehetővé az első és a hátsó tengely között, ami nagymértékben javítja az irányíthatóságot.

Mazda 6 kormánykapcsoló típusok

A kompressziómérés jelentősége és menete a Wankel motoroknál

A kompresszió mérésénél gyakorlatilag egy sűrítési végnyomást mérünk: a mozgó dugattyú/rotor az önindítóval megforgatva, égés nélkül, mekkora nyomást hoz létre az égéstérben. A fentiekből következik, hogy a tömítések és a motorblokk elemeinek állapotára utal a kapott nyomásérték. Ezek közül a leggyorsabban-leggyakrabban elkopó elemek a rotorház és az éltömítések, leginkább tehát őket jellemzi. Fontos leszögezni, hogy egy jó kompresszióérték sem utal örök életre, esetleges induló repedésekről, a csapágyak állapotáról, tehát jó pár tényezőről nem tud információt szolgáltatni.

Elsődleges tünet, hogy a motor melegen nehezen indul - majd később egyáltalán nem. Viszont ezt egyrészt okozhatja több más tényező is (pl. gyenge önindító, régi akkumulátor, rossz gyújtás), másrészt ezt elég sokáig el is fedheti egy erősebb önindító. A melegindítási gondok abból fakadnak, hogy a hőtől tágul a rotorház, így a tömítendő hézagok is nőnek.

A hagyományos, dugattyús motoroknál 1 db nyomásértéket, a sűrítési végnyomást mérjük minden hengerben. A wankel kompressziómérés során ezzel szemben a rotor mindhárom oldalán kell mérnünk, tehát 3 db nyomásértéket kapunk. A Mazda RX-8 (és a többi wankel motoros autó) kompresszióméréséhez tehát speciális eszköz kell, ami nem olcsó. Ez az eszköz képes eltárolni a 3 nyomásértéket, a mérés alatti fordulatszámot, és a legtöbb normalizálja is az értékeket 250 rpm-re. Vásárolhatunk, bérelhetünk, vagy csinálhatunk magunknak is.

A wankel kompressziómérés során összesen 6 értéket kapunk: 3-3 értéket az első és a hátsó rotorházra. A mérés átlagértékeit (első és hátsó rotorházon külön-külön) a diagramba illesztve láthatjuk, hol helyezkedik el a motorunk a gyári értékekhez viszonyítva. Az ábra alsó soraiban látható az is, hogy mekkora a megengedhető eltérés a rotorházon belüli méréseknél és az első-hátsó rotorok között. Számomra furcsán nagy a házon belüli 3 kamra (valójában inkább a rotor 3 oldala) közötti eltérés, nagyon sokat enged meg a gyári tűrés - maradjunk inkább annyiban, hogy ez legyen minél kisebb. Ha nagy az eltérés, az valamilyen hibára utal (beszorult, hibás éltömítés, stb.).

A kompressziómérés eredményeinek értékelése

A kompressziómérés során tehát 2×3 adatot kapunk, ebből azonban érdemes 2-3 ismétlést csinálni, és feljegyezni az értékeket. Ha az első 2 mérés nagyon közel van egymáshoz, elfogadhatjuk. Ha van valami kiugró érték, szükséges egy 3. mérés is, hogy értékelni tudjuk az eredményeket.

Tapasztalatok a Mazda hátsó ülés szerelésével kapcsolatban

Mérések száma: egy mérés sosem mérés, de ha a 2. mérés nem tér el szignifikánsan az elsőtől, NE mérj 3.-at, mindjárt kiderül miért: mérésről mérésre 0,1 bart csökkennek az eredmények, ezt így jó pár mérés után kijelenthetem mint ökölszám. Ennek oka az olajfilm elfogyása a rotorház felületéről, és ebből következik, hogy az átlagolás nem célravezető. Másrészt a mérésből fakadóan van egy esés az értékekben, az átlag így torz. Ha tehát az első méréstől nem tér el jelentősen a második, tekintsük az elsőt hivatalos eredménynek. Mivel a 2. rotorház mérése már minimum 3. mérés lesz.

Akár megvásárolni szeretnénk egy rotoros autót, akár a sajátunk motorjának állapotát szeretnénk évről-évre figyelemmel kísérni, a kompressziómérés a legjobb diagnosztika, amit alkalmazhatunk. Ha nem kívánunk 60-100e Ft-ot elkölteni egy mérőeszközre, bérelhetünk is, vagy megcsináltathatjuk mással is a mérést. Utóbbi 10e Ft körül mozog, ami vásárlás előtt sokszorosan visszahozhatja az árát.

A Mazda által meghatározott kompressziós értékek és tűrések:

Wankel motor karbantartási és üzemeltetési tippek

A Wankel motor egy speciális konstrukció, amely odafigyelést igényel. Íme néhány fontos tipp az üzemeltetéséhez:

1. Figyeld az olajszintet! Mivel csipegeti, így nem fog 15 ezret elmenni utántöltés nélkül. Ha kevés, elfogy a kenés. Használat függvényében olyan 0,2-1 l/1000 km a normális fogyasztás.
2. Kerüld az eredetileg ajánlott gyári olajat! Több csapásvonal van az olajkérdésben, érdemes utánaolvasni a premixelési lehetőségekről.
3. Premixelj! Itt járhatod azt az utat, hogy a normál rendszer mellett keversz olajat a benzinbe, de áttérhetsz full premixre is. Full premix átalakítás esetén a motorolaj csak az égéstéren kívüli elemeket keni, az égéstérbe nem jut. Ezáltal nem fogy az olaj, és nem romlik a minősége. Az égéstérbe pedig folyamatosan friss, jó minőségű, erre kitalált olaj jut az üzemanyagból. Mennyiség: 1 dl olaj / 15 l benzin (keményebb használatnál ~1,5 dl) Jó minőségű 2T olaj ajánlott.
4. Melegítsd be! Ez nem az az autó, amibe behuppansz, és mész vele. 5-10 perc egyhelyben járatás, majd a motor teljes bemelegedéséig önmérsékelt, és max. 3000-es fordulatszám alatt használd.
5. Ha meleg, ne kíméld túl! 3000 alatt nem szeret menni, inkább felette használd.
6. Hűtsd vissza! Ne állítsd le egy kemény hajsza után, kicsit krúzolj vele szépen, alacsony fordulaton, vagy pöfögtesd egy helyben.
7. Járasd be! Ha felújított vagy új motorod van, 2000 km-t óvatosan, alacsony fordulaton közlekedj. Utána olajcsere.
8. Hidegen tilos leállítani! Ha hidegen leállítod, a rotorház nagy és hideg felületén lecsapódik az üzemanyag, ami lefolyik az aljába, és nem indul be többet. Ilyenkor egyszerűen ráindítani tilos! Az eljárás a következő: padlógáz, és úgy indítózás. Ilyenkor nem fecskendez be üzemanyagot a rendszer, így ki tud ürülni a bent lévő.
9. Gyújtásrendszer: Nem problémás, csak cserélni kell kb. 25 ezrenként a gyertyákat meg a kábeleket, ami elég drága. Hobbi használat mellett ez sem évente jön el.

Gyakori problémák és tévhitek a Mazda RX-8 Wankel motorjával kapcsolatban

Igaza van azoknak, akik szerint a wankel motor macerásabb, és nem bír annyit, mint egy sima szívó otto motor. Azoknak is, akik szerint sokat eszik. Mindaddig, míg nem a hasonló teljesítményű autók közt vizsgáljuk a fogyasztását, vagy újabb turbós motorokhoz hasonlítjuk a kezelését és az élettartamát. Mert így már nincs annyira sok hátránya. És mégegyszer: ez egy sportkocsi, azaz hobbiautó. Nem lehetetlen napi munkára befogni, de így egészen biztosan a hátrányaiból jön elő több, mint az erényeiből.

A Renesis motor élettartama és kopása

A legendák szerint így akár 180 ezret is elmegy egy wankel felújítás nélkül, bár tény, hogy nem sok ilyent jegyez a klub. A tulajok tapasztalata szerint egyébként a motor élettartama meglehetősen tág határok között mozog, így a 60 ezerben is van igazság, meg a kevesebben is. 60 ezret bír a motorja: ha nem azt kapja, amit szeretne, akkor igen, sőt, akár kevesebb alatt is kinyírható. Drága a motorfelújítás: ~600 e - 2 MFt, attól függően, mennyi mindent kell cserélni. Felújított, 80-100 e km-t talán elfutó garanciális motort 600 e Ft-tól lehet kapni. FIGYELEM!!! Az egyéb híresztelésekkel szemben Európában kizárólag Japánban összeszerelt gyári új komplett motorokat forgalmaz a Mazda. Ezek nem felújított motorok, mely a motorszám alapján is egyértelműen igazolható.

Egy 100 000 kilométert futott Mazda RX-8 motorjának vizsgálata feltárta a gyakori kopási problémákat. A szerviz dokumentáció szerint sajnos csak meglehetősen ritkán, 20000 kilométerenként elvégzett olajcserével használták az autót. A hidegen azonnal induló wankelt bemelegedés után leállítva már nem lehetett beindítani a következő kihűlésig. Az autó tulajdonosának elmondása alapján korábban "összeomlott" katalizátorral is használta az autót, nem sokkal az előbb említett melegen be nem indulás probléma jelentkezése előtt.

A motorra rátérve, az első zárófedél belső felülete és az excentrikus tengely első siklócsapágya igen megkopott állapotban volt. Belső égésű motorokban ritkán találkozhatunk hasonló mértékű elváltozással, még jóval nagyobb futásteljesítmény után sem. A 13B-MSP Renesis wankel esetében sajnos viszont gyakran. Ezt a fajta kopást pedig valójában nem indokolhatja semmilyen üzemeltetési körülmény. Sajnos ki kell mondani, hogy elsősorban tervezési hiányosságra vezethető vissza ez a fajta kopási probléma. Az excentrikus tengely gyakorlatilag a dugattyús motorok főtengelyének wankel megfelelője. Úgy tűnik, a Renesis excentrikus tengelye mozgása során időnként több olajat présel ki csapágyaiból, mint amennyi utánpótlás olaj azokba érkezik. Valójában arról lehet szó, hogy a Mazda mérnökei megalkották az eddigi legnagyobb fordulatszámú wankel motorjukat, az eddigi legalacsonyabb maximális olajnyomás értékkel (5,1 Bar max.).

A rotoron található tömítések, azok közül is elsősorban az apex éltömítések folyamatos mozgást végeznek a rotoron kiképzett vályatukban. A tömítés és a fészke közötti égéstermékek, a tömítés mozgásának hatása, illetve a kopott tömítések ütése a tűréshatár alá koptathatják a tömítésfészkek szélességét. A Mazda hivatalosan 1 mm kopást enged meg az apex éltömítések vastagságából, mely véleményük szerint átlagosan 240 000 km körül következik be. A vizsgált motor első bolygódugattyúján, mindhárom apex tömítés 0,5 mm-et kopott a 100 000 km-es használat során. Az oldalsó kompressziós éltömítések mérete gyakorlatilag gyári értéken maradt 100 000 km futásteljesítmény után az első bolygódugattyún.

A köztes ház oldalsó csúszófelülete után a rotorház trochid felületével folytatva ismét "sötétebb" a kép, mint az első rotorháznál volt. A felület egyes helyeken erősen egyenetlen kopást és karmolásokat mutat. Összességében a kopások alapján megállapítható, hogy a második bolygódugattyú háza egyértelműen nagyobb termikus terhelésnek volt kitéve, mint az elsőé, de erős a gyanú, hogy esetenként túl gyors hőmérséklet változástól is "szenvedtek" alkatrészek. Ez inkább nem eléggé kíméletes bemelegítést jelenthet. A melegen jelenkező kompressziós problémát valószínűleg a hátsó trochoid ház kopása-sérülése okozta a korábbi motorban. A repedést túl gyors hőmérséklet változás okozhatta, melynek oka lehetett akár gyújtáskimaradás, kíméletlen bemelegítés, vagy mindkettő.

Az autó teljesen új gyári (csak Japánban) összeszerelésű motort kapott, hiszen a tulajdonos elvárásai alapján minimum újabb 100 000 km-t kell az új erőforrásnak problémamentesen teljesíteni. Erre minden esély meg van, hiszen ezentúl legkésőbb 10000 km-enként lesz a motorolaj cserélve, mely mostantól teljesen szintetikus 0w-30-as indexű többfokozatú kenőanyag lesz. A Renesis terhelhetőségéhez illő, nagyobb olajmennyiség szállításáról (motorba) a szintén applikált mazda-auto I. fázis gondoskodik. Ezen kívül az immár gondos motor bejáratás is sokat segít majd az élettartam nyújtásában.

További jellemző problémák

• Sokat eszik: 230 lóerőnek sok 12-15 l 100 km-en? 10-20 l között alakul az RX-8 fogyasztása, használattól és a motor állapotától függően. Az extrém magas értékek szétgyilkolt motort feltételezhetnek. A 190 lovas többek szerint is takarékosabb, gondolom ez a kevésbé kihegyezett motor, és a meglepő módon nagyobb nyomaték miatt van.
• Eszi az olajat: valóban. Ez a motor működési elvéből fakad. Ez nem hiba, ez tulajdonság. Full premix esetén ez minimalizálható.
• Kuplung, váltó, katalizátor keveset bír: egy kommersz autóhoz képest biztosan, 190-230 lóerő nem viccel.
• Rozsdásodik: sajnos ez igaz. Mint minden Mazda, 10 éves kora fölött bizony az RX-8 is elkezd púposodni, sunyi módon, belülről kifelé. Sárvédők, küszöbök, ajtók, mindenki áldozat. Vételkor fokozottan figyelj erre, illetve kalkuláld be a költségvetésbe.
• Kopik a belseje: a műanyagok könnyen karcolódnak, a piros bőrök irgalmatlanul kopnak. A többi szín tartósabb.

Érdekességek a Wankel motor történetéből

A "repülő nyugágy" (Fliegende Liegestuhl)

Még jóval a Wankel-motorok sorozatgyártása előtt, Wankel forgódugattyús kompresszora több világrekord felállításában is döntő szerepet játszott. 1951-ben a grafikustervező Gustav Adolf Baumm meglepte a motorsport világát, amikor bemutatott egy járművet, amellyel kategóriája sebességi világrekordját készült megdönteni. E jármű vezetője a hátán feküdt egy különösen alacsony, szivar alakú, aerodinamikus, kétkerekű járműben. A BAUMM 1 és a BAUMM 2 járművekkel - mindkettő csupán mintegy 75 centiméter magas volt és a csapat "repülő nyugágynak" keresztelte őket - Baumm 11 új sebességi világrekordot állított fel az 50 és 175 köbcentiméter közötti kategóriában, 1954-ben. Felix Wankel egy forgódugattyús kompresszorral járult hozzá, s a kétütemű, 49 köbcentiméteres motor 151 kilométer/óra legnagyobb sebességre gyorsította a járművet.

Felix Wankel Mercedes SL autója

Felix Wankel tulajdonképpen egy Mercedes C111-est szeretett volna vásárolni, de a Mercedes nem teljesítette a feltaláló kívánságát. Így ő a saját kezébe vette a dolgokat, és beépítette a Daimler-Benz által a C111 modellbe kifejlesztett négyrotoros motort egy sorozatgyártású Mercedes 350 SL-be. 1972 nyarán az autó elkészült, és Wankel korának leggyorsabb SL modelljében foglalhatott helyet. A motor 180 kilogramm tömegű volt, 60 kilogrammal könnyebb, mint a sorozatgyártású modell 3,5 literes nyolchengerese. Teljesítménye mindemellett lényegesen magasabb volt. A négy, 600 köbcentiméter kamratérfogatú aggregát 320 lóerőt teljesített 6500-as percenkénti fordulatszámnál. Nulláról 100 kilométer/órás sebességre 6,9 másodperc alatt gyorsult.

tags: #mazda #rx8 #motor #Wankel #információk

• Okoskapcsolat a Suzuki autóiban
• A Renault Grand Espace 4 gyakori hibái és okai
• tudj meg többet a Punto di Roma szövetről
• A Mercedes F1 csapat jövője
• A beesett kuplungpedál okai