Home arrow De rotatiemotor
De rotatiemotor Print E-mail

   

Het bijzondere aan de Mazda RX-7 is natuurlijk, naast het eigenzinnige uiterlijk, de motor. De motor bestaat in tegenstelling tot een conventionele motor niet uit een cilinderblok met zuigers, maar uit twee kamers waar in iedere kamer een rotor draait. De kamers zien eruit als een acht, een rotor lijkt op een driehoek. Onderstaande afbeeldingen geven hiervan een duidelijk voorbeeld.

                   

De constructie van de motor blinkt uit in technische eenvoud. Uit een relatieve kleine verbrandings-ruimte wordt een hoog vermogen gehaald en dit zorgt voor het uitermate soepele en krachtige rijgedrag van de RX7. In tegenstelling tot de zuigermotor, met zijn op- en neergaande beweging van de zuigers, kent de rotatiemotor alleen een continue draaiing van de bewegende delen, rotor en excentriek-as waardoor bij hoge snelheden de motor vrij van trillingen blijft en het geluidsniveau van de motor laag is.

Historie

Het ingenieuze idee voor de wankel- of rotatiemotor is gekomen van Dr. Felix Wankel, die de motor in samenwerking met het Duitse automobielbedrijf NSU tot een productierijpe krachtbron (motor) heeft ontwikkeld in het eind van de jaren '50. Het spreekt daarom voor zich dat dit ook het automerk is dat de rotatiemotor voor het eerst in een auto heeft toegepast begin jaren '60: de NSU Wankel Spider. De motor wist een vermogen te persen uit één enkele kamer van ca. 50 PK. Rond deze tijd werd een tweeschijfs rotatiemotor tevens toegepast in de NSU RO80.
Reeds in 1961 heeft Mazda de eerste experimentele rotary stappen gezet. Dit heeft geresulteerd in een rotatiemotor die klaar was voor productie in het jaar 1965. Deze motor, genaamd 10a, is toegepast in de Mazda Cosmo die is uitgebracht in 1967. De 10a motor is door de jaren heen verder ontwikkeld en met de vernieuwingen is ook de inhoud van de motor aangepast, waarmee tevens de motor-aanduiding gewijzigd werd. De 10a is opgevolgd door achtereenvolgens de 12a, 13a en 13b.
De meeste grote automerken hebben begin jaren '60 een licentie gekocht bij NSU om rotatiemotoren te mogen en kunnen ontwikkelen, maar om verschillende redenen zijn zij er niet in geslaagd een productieversie van de motor te realiseren. Het kleine Toyo Kogyo (later bekend geworden als Mazda) werd uiteindelijk de enige grote rotatiemotor fabrikant.

Motorcomponenten

De meeste rotatiemotoren bestaan uit twee kamers, alhoewel één- en driekamer rotatiemotoren ook in productieauto’s zijn toegepast. Deze kamers zijn gemaakt van aluminium. De kamers worden gescheiden door de zogenaamde intermediate side housing (tussenwand) en afgesloten door de rear side housing (achterwand) en front side housing (voorwand). De krukas zorgt voor het overbrengen van het vermogen naar het vliegwiel.

De continue draaiende beweging van de rotor zorgt ervoor dat het brandstofmengsel in de kamer wordt geperst en als uitlaatgas de kamer weer verlaat. De conventionele kleppen zijn daarom overbodig.
De afbeelding op de andere zijde geeft een overzicht van de onderdelen van de rotatiemotor.

Hoe werkt de motor

In de rotatiemotor gebeuren dezelfde vier processen die in een conventionele motor plaatsvinden. Er is ook in een kamer sprake van een inlaat-, compressie-, werk- en uitlaatslag. Het koppel wordt in de kamer geprodu¬ceerd door de kracht van een verbranding die weer wordt overgebracht op het middelpunt van een excentriek-as (te vergelijken met een krukas).
Onderstaande afbeeldingen geven de motorcyclus weer.

   

   

Als de rotor draait wordt de te volgen kamer groter. Hierdoor wordt het lucht/brandstofmengsel door de inlaatpoort in de kamer gezogen (geperst). Na verdere verdraaiing van de rotor wordt de inlaatpoort weer afgesloten. Dit is te vergelijken met de inlaatslag van de viertakt zuigermotor, maar het vraagt maar 120 graden van de draaiing van de rotor. Gedurende de volgende 120 graden van de draaiende rotor wordt het volume verminderd. Dit samenpersen van het mengsel staat gelijk aan de compressieslag van de viertaktmotor. Op het juiste moment vonkt een bougie waardoor het mengsel ontbrandt en uitzet. Door de lange en nauwe vorm van de verbrandingsruimte zijn twee, op verschillende tijden vonkende, bougies noodzakelijk. Het uitzettende gas oefent een kracht uit op de rotor die daardoor de (krukas) excentriek-as laat draaien. Het kamervolume neemt weer toe als het brandend mengsel uitzet. Dit staat gelijk aan de werkslag van de viertaktmotor. Wanneer de kamer zijn maximum nadert komt de uitlaatpoort vrij. Als het kamervolume weer kleiner wordt worden de uit-laatgassen via deze poort naar buiten geperst.
Alle drie de kamers van een rotor volgen de beschreven cyclus constant.
Het proces van de tweede rotor is uiteraard identiek. Belangrijk is nog te vermelden dat de (krukas) exentriek-as per omwenteling van de rotor drie keer rond draait.
Om ervoor te zorgen dat binnen een kamer voldoende compressie kan worden opgebouwd wordt gebruik gemaakt van afdichtingstrips, zogenaamde seals. Op de hoeken van de rotor zijn ook afdichtingstrips gemonteerd, de z.g. apex seals, die zorgen voor een constant afgesloten raakvlak met de kamer. De side seals hebben in principe dezelfde functie, (nu) uiteraard alleen voor het contact met de voorwand of achterwand en de tussenwand.

MAZDA’s motoraanduiding

Mazda heeft voor de motoraanduiding in de jaren een eenvoudige nummering aangehouden; de motoraanduiding geeft ruwweg de inhoud van de motor weer. Dat hierbij af en toe een wat optimistische afronding werd gebruikt wordt maar even door de vingers gezien. Zo komt de motoraanduiding 12A van 2 kamers van 573cc (= 1146) en de motoraanduiding 13B van 2 kamers van 654cc (= 1308).

 

 
RX-7 club members NOF
fj-xp-85 01.jpg