Az RPD forgódugattyús motorokként ismert Wankel-motorokat egykor a jövő motorjainak tekintették. Beszéljünk az RPD előnyeiről és elemezzük a működési elvet.
Előnyök
kisebb méretek és súly;
kevesebb alkatrész (még egy kétütemű dugattyús belső égésű motorhoz képest is);
kétszer akkora teljesítmény, ugyanolyan méretekkel, mint a hagyományos belső égésű motorok;
zavartalan működés az oda-vissza mozgó alkatrészek hiánya miatt;
alacsony oktánszámú benzin fogyasztásának lehetősége.
Hibák
nem hatékony égési folyamat, ami az üzemanyag-fogyasztás növekedését és a kipufogógázok toxicitását jelenti;
kenés "kiégéshez", ami magas olajfogyasztással jár;
a gyártás lehetetlensége a hagyományos belső égésű motorok gyártására szánt területeken;
az RPD gyártására való átállás a berendezések túlnyomó többségének cseréjét igényli.
A forgódugattyús motor egyszerűségével rabul ejt: a karosszéria, a tengely, maga a rotor – és ennyi. Igaz, a rotorok tömítéseivel vannak gondok. Ezek megoldása évtizedekig tartott, és végül a tömítések élettartamát a belső égésű motorok dugattyúgyűrűinek forrásába hozták.
A hátrányok közé tartozik a szokatlansága a szerelők és a tulajdonosok számára. Ez a motor sok szokás megváltoztatását követeli meg. Felesleges tehát lassítani az RPD-t, még inkább megrohamozni a "behúzós" emelkedőket. A kompakt forgórész alacsony tehetetlenséggel rendelkezik, ellentétben a hagyományos belső égésű motorok masszív részeivel. A gyakori indítások "dobják" a gyertyákat. A motor hangja is szokatlan, bár sokan ezt előnynek tartják.
Sokkal súlyosabbak az RPD-ben rejlő szerves hibák. Először is, ez a jellemzők alacsony rugalmassága és a megnövekedett üzemanyag-fogyasztás. Ez utóbbit a kamra falain keresztüli nagy hőveszteség magyarázza, ami messze nem optimális. Másodszor, az olajfogyasztás különösen magas. Egy ilyen motor erőforrása is alacsonyabb, mint a hagyományosé, a rotor tömítéseinek gyors kopása miatt.
Fontos szerepet játszik az RPD külső jellemzőinek merevsége is, amely a sebességváltó kar gyakoribb manipulálását igényli – a gyakorlatban ez egy "rövidebb" sebességi tartományban fejeződik ki, ami megnövekedett sebességfokozatot jelent. Ideális lenne a variátor felszerelése, de a sportautókon nem vertek gyökeret az "automata gépek", családi autón pedig furcsa RPD-t látni – már csak a nem megfelelő hatékonyság miatt is.
A forgódugattyús motorok hátrányai ugyanazok, mint a kétütemű dugattyús motoroké. Sokukat pedig ugyanúgy "kezelik". Fokozott "étvágy" – közvetlen üzemanyag-befecskendezés, rugalmasság hiánya – változó fázisok és csővezetékek konfigurációja.
Működés elve
A dugattyú funkcióját az RPD-ben egy háromszögű rotor látja el, amely a gáznyomás erejét az excentrikus tengely forgó mozgásává alakítja. A forgórész mozgását az állórészhez képest egy pár fogaskerék biztosítja, amelyek közül az egyik a forgórészen, a másik az állórész oldalburkolatán van rögzítve.
A forgórész és az állórész munkafelületeinek konfigurációja epitrochoidális. Az állórész munkafelülete kopásálló bevonattal van ellátva. A rotor tetején speciális tömítések vannak felszerelve, a munkafelületeken mélyedések vannak, amelyek égéskamraként működnek. A tengely a testen elhelyezett csapágyakban forog, és van egy hengeres excenter, amelyen a forgórész forog.
A hajtómű fixen van rögzítve a motorházon. A forgórész fogaskereke kapcsolódik hozzá. Ezeknek a fogaskerekeknek a kölcsönhatása biztosítja a forgórész házhoz viszonyított orbitális mozgását, melynek eredményeként három különálló, változó térfogatú kamra képződik. A fogaskerekek áttétele 2:3, tehát az excentertengely egy fordulatára a forgórész 120 fokkal elfordul. A forgórész teljes fordulatához mindegyik kamrában egy teljes négyütemű ciklust kell végrehajtani. A forgatónyomaték a forgórészen keresztül a tengelyexcenteren keresztül fellépő gázerők hatására jön létre.
Az állórész és a forgórész között három kamra van kialakítva, hasonlóan a belső égésű motor dugattyú feletti teréhez. A beszívási folyamat akkor kezdődik, amikor a forgórész teteje keresztezi a szívóablak szélét, majd a kamra térfogata megnő, és oda kerül az éghető keverék. Amikor a rotor következő teteje bezárja a bemeneti ablakot, a keverék összenyomódik, és a legnagyobb összenyomódás pillanatában szikra keletkezik – kezdődik a munkalöket. Ezután kinyílik a kimeneti ablak, és a kipufogógázok elhagyják a kamrát.
Így a motorban a forgórész egy fordulata alatt három ciklus fordul elő, ami szükségtelenné teszi a kiegyenlítő eszközök használatát, különösen a túlnyomóan elterjedt kétrészes kialakításoknál.
A Wankel-motor munkafolyamatában két gyenge láncszem van: a tömítések nagy terhelése és a túlzott dinamikus fázisátfedés. Ezenkívül az égéstér konfigurációja messze nem optimális. De van egy nagy plusz. A sebesség növekedésével a láng terjedési sebessége gyorsabban növekszik, mint a keverék áramlási sebessége. Ennek eredményeként az üzemanyag-oktánszámra vonatkozó RPD-követelmények alacsonyabbak, mint a dugattyús motoroké.
