Mazdan wankel tekee pian paluun – moottorin tarkoitus ja toimintaperiaate kokevat mullistuksen

Uusi vuosi tuo kiertomäntämoottorin Mazdaan ensi kertaa Skyactiv -aikakaudella. Tällä kertaa sen tehtävänä on jauhaa MX-30 -sähköautoon lisää toimintamatkaa, mutta patenttihakemuksen perusteella toimintaperiaatetta on mietitty muutoinkin aika mielenkiintoisella tavalla uusiksi.

Wankel- eli kiertomäntämoottori on mielenkiintoisimpia sovellutuksia, joita polttomoottorista on tehty. Ensimmäinen patentti wankelista on Saksasta 30-luvulta, ja sen jälkeen tämä moottorimuoto on löytänyt paikkansa monenlaisista koneista. Autojen maailmassa esimerkkejä riittää myös, mutta suurimpina tällä saralla nousee esiin kaksi nimeä: NSU ja Mazda.

Saksalais- ja japanilaisvalmistajat kehittivät kiertomäntämoottoria yhdessä ja erikseen, ja niiden nimissä ovat useimmat wankelin superlatiivit sekä ennätykset. Näistä kahdesta ainoastaan Mazda on nykyisin omana itsenään olemassa, ja se on myös ainoa autonvalmistaja, joka ei ole wankelia näihin päiviin mennessä unohtanut. Nyt tarina onkin saamassa jatkoa.

Lisäkilometrejä Mazdan käsikirjasta

Wankel on hyvä esimerkki siitä, kuinka Mazda haluaa erottua massasta teknologisesti. Japanilaisvalmistaja on sitoutunut vahvasti polttomoottorin kehittämiseen, omilla ratkaisuillaan. Mazda välittää myös sellaisesta asiasta kuin painosta, joka on sähköautojen yleistymisen myötä päässyt monessa tapauksessa pahasti unohtumaan.

Sille on siis syynsä, miksi Mazdan historian ensimmäisen sarjatuotantotäyssähköauton, vuodesta 2020 valmistetun MX-30:n 200 kilometrin toimintamatka ei välttämättä lämmitä kaupunkialueiden ulkopuolella. Pitkä toimintamatka vaatii isoa akustoa, mikä taas kasvattaa auton omamassaa, ja tämä ei Mazdalle käy.

Kiertomäntämoottori on rakenteellisesti hyvin yksinkertainen, ja lisäksi se on varsin kevyt. Moottorityypin suurimpana haittapuolena on huomattavasti ottomoottoria huonompi hyötysuhde, ja polttoaine maistuukin aika lailla wankelille. Ero korostuu tietysti siinä tilanteessa, jossa wankel ja ottomoottori joutuvat vertailussa vastakkain auton pääasiallisena voimanlähteenä. Tämän vuoksi kiertomäntämoottori ei ole koskaan autoissa laajemmin yleistynyt.

Satunnaisemmin käytettävänä range extender -moottorina wankel pääsee kuitenkin hyvin oikeuksiinsa keveytensä ja huomattavan kompaktin kokonsa ansiosta. Yksisylinterisen wankelin ansiosta Mazda MX-30 saa lisää toimintamatkaa edullisesti ja ilman sen suurempaa lisäpainoa. Lisäbonuksena, kun puhutaan sähköautosta, wankelin värinättömyys ja tasaisuus kulkevat hyvin käsi kädessä sähköisen liikkumisen äänettömyyden kanssa. Ratkaisu on suoraan Mazdan käsikirjasta.

Patenttihakemus paljastaa outouksia

Yhdysvaltalainen autolehti CarBuzz paljasti hiljattain tietoja Mazdan USA:n patentti- ja rekisterihallitukselle (USPTO) jättämästä, extender-wankelia koskevasta patenttihakemuksesta. Tiedot vahvistavat, kuinka Mazda on tehnyt isoja ponnistuksia wankelin hyötysuhteen kasvattamiseksi.

Paljon on kiinni ajoituksista, ja niiden optimointiin Mazda onkin huolella ja ajatuksen kanssa keskittynyt. Kiertomäntämoottori on nelitahtinen, ja työkierto alkaa siinäkin luonnollisesti imutahdista. Normaalisti wankelin mäntä ehtii kulkiessaan imutahdista puristustahtiin pyörähtää miltei 180 astetta. Patentin mukaan Mazda on lisännyt siihen puoleenväliin toisen imukanavan suorasuihkutuksella. Sen tehtävä on toimia ikään kuin ahtimena ja lisätä bensiinin ruoaksi ilmaa seokseen, kun moottorilta vaaditaan enemmän tehoa. Pienemmillä kierroksilla se suljetaan.

On moottorinohjausyksiköllä toki muitakin tapoja puuttua imutahdin tahdikkuuteen. Mazda on nimittäin tekemässä sähköä jauhavasta apumoottorista sähköavusteisen. Wankelin kampiakselin päähän lisättävä pieni sähkömoottori voi tarpeesta riippuen joko hidastaa tai nopeuttaa männän liiketta imutahdin aikana, muuttaen näin ajoitusta polttoaineenkulutuksen kannalta parhaaseen suuntaan. Apumoottorin apumoottori alleviivaa tämän uuden wankel-sukupolven luonnetta sähköauton range extenderinä, sillä voimansiirron mekaanisena osana ratkaisu aiheuttaisi eittämättä nykäyksiä kulkuun.

Wankelin virallisen paluun Mazdan keulalle MX-30:ssa on määrä tapahtua vuoden 2023 alkupuolella. Panostuksen suuruudesta voisi jotenkin päätellä, että ratkaisu ei tulisi jäämään pelkästään omaperäisen sähköcrossoverin yksinoikeudeksi. Tähän asti kaikkien aikojen myydyin kiertomäntämoottorinen on ollut Mazda RX-7 -urheiluauto noin 800 000 kappaleen myynnillään 24 vuoden aikana. Nähtäväksi jää, pääseekö uusi wankel - sähkömoottorit kaverinaan - jossain yhteydessä vastaavaan suosioon tai maineeseen.

Lähteet: CarBuzz, Mazda Kuvat: Mazda Teksti: Benjamin Helander