Az Eunos Cosmot hajtó erőforrás is kuriózum a maga nemében, és időtállósága, bizonyítéka a Mazda Wankelek – az elv ismert hátrányainak ellenére is - kiváló konstrukciójának.

A Mazda napjainkig négy különféle, 3 kamrás motort készített, ebből a Cosmoé volt az egyetlen ami a civil piacon is elérhetővé vált.

A 20B REW jelű motor története a 757-es jelű versenyautóval kezdődött, ami először 1986-ban tűnt fel a Le Mans-i 24 órás verseny rajtvonalánál, a GTP (prototípus) osztályban. A kocsit Nigel Stroud tervei alapján a Mazdaspeed építette, és ebbe került először beépítésre az új 13G erőforrás.

Két 757-es állt rajthoz a ’86-os futamon, de egyik sem tudta befejezni a versenyt váltóproblémák miatt. Így a Mazdaspeed első próbálkozása Le Mans-ban elbukott. Sovány vígasz volt, hogy abban az évben a japán bajnokságban a Mazda megszerezte a 3. helyet a konstruktőrök versenyében.

1987-ben újra bevetették őket, és az egyiknek sikerült is a 7. helyen befutnia, míg a másik motorhiba miatt ismét nem tudta befejezni a versenyt. A WSC-ben (World Sportscar Championship) az évben mindössze a 10. helyezést tudták elérni a konstruktőrök versenyében, de odahaza is csak a 3. helyig jutottak. A következő évre a 767-s vette át a stafétát.

A 13G a sorozatgyártású 13B motoron alapult. A wankel motor egyik kevésbé ismert előnye, hogy gyakorlatilag azonos alkatrészekből állnak a rotorok, így azok könnyedén fejleszthetőek, építhetőek.

Ez a tulajdonság lényegesen csökkentette a motorok előállítási költségeit, hiszen nem minden esetben kellett új részegységeket kifejleszteni. Így történt ez a „G” változat esetében is. Gyakorlatilag apró módosításokat követően, hozzácsaptak egy harmadik kamrát a már meglévő kettőhöz. A motor 83/84-ben készült el, és egészen 1989-ig használták, mikor véglegesen felváltotta a 20B.

Itt valójában ketté ágazik a történet, mert a 13G-nek volt egy mellékága. Az eredeti erőforrást kizárólag verseny célokra fejlesztették – ezért a belső zsargonban „Racing Engine”-ként szerepel.

13B Racing Engine

Az új ág nem volt más, mint a horizonton feltűnő luxusautó tanulmány, az MX-03 motorja. Ezt a szintén 13G jelölésű motort „Production Pototype” néven jegyzik.

A versenypályákra termett testvéréhez képest lényegesen kevesebb speciális verseny alkatrész felhasználásával, széria 13B elemekből készült. Így egy, a szériagyártáshoz közelebbi képet tudtak mutatni a nagyközönség felé. 

Ekkor jelent meg az új motor a kizárólag a japán piacon elérhető 20B. Az elődéhez hasonlóan párhuzamosan folyt a feltöltős utcai változat („Production Engine”), és a szívó versenymotor („Racing Engine”) fejlesztése. A mellékelt táblázatokban jól megfigyelhető, hogy az utcai változatok esetén – még feltöltéssel is – milyen drasztikusan visszavették a motorok teljesítményét.

A 20B-REW esetén ismét a már jól bevált taktikához nyúltak. Vették a meglévő 13B motort, és megtoldották egy plusz égéstérrel. Az extra égéstéren kívül, a feltöltő rendszere is különbözött a 13B-REW motorétól.

Itt tennék egy kis kitérőt, hogy érthetőek legyenek a jelölések. Az Rx-7-es, és a Cosmo motorjánál is megfigyelhetjük a „REW” jelölést. Ez az új feltöltési rendszerre utal. Az „R” a rotary szót takarja az „E” pedig az engine-t jelenti. No de mi a „W”? Komoly Japánban eltöltött múlttal rendelkező Vendégsztárunk elmagyarázza Önöknek:

A 20B-REW típus volt a első multi rotoros szériagyártású erőforrás. 280 lóerőt teljesített 6500-as, és 402 Nm-t 3000 excenter tengely (főtengely) fordulatszámon. A fenti teljesítmény elérését az  Rx-motorjától eltérően hangolt, az elsődleges oldalon egy Hitachi H15-ös nagy hatású turbo, míg a másodlagos darab egy magas áramlás HT-12 típus segítségével érték el.

A kulcsszó: szekvencionális.

Minden más autóipari iker-turbós rendszerben mindkét turbina egyidejűleg biztosítja a nyomást. Minden ilyen rendszerben kisebb turbófeltöltőket találunk, mint a szimpla turbós megoldások esetében. A kisebb turbó gyorsabban felpörög, kisebb a késedelmi ideje, éppen ezért már alacsonyabb fordulatszámon jelentkezik a többlet teljesítmény, mint nagyobb feltöltők alkalmazása esetében.

Szekvenciális rendszerben alkalmazva az iker-turbókat, további előnyökkel jár, hiszen az elsődleges turbófeltöltő turbinája az összes hengerből - wankel esetében kamrából -, kapja a kipufogógázt, így még gyorsabban tesz szert kellő forgási sebességre. Ez pedig javítja a gázreakciót és a nyomatékot alacsony fordulaton. Egy előre meghatározott gázsebességen (áramlási mértéken) a második turbófeltöltő is bekapcsolódik a nyomás fokozásának terhébe. Működési tartományuk felső szakaszában az iker-turbós rendszerek erőteljesen csökkentik a kipufogógázokra kifejtett áramlási ellenállást, ezzel is növelve a teljesítményt. Ez igen nagy előnyük a szimpla turbós megoldásokhoz viszonyítva.

A szekvenciális iker-turbós rendszerek egyik komoly konstrukciós megoldandó nehézsége, hogy a második turbo bekapcsolódása zökkenőmentesen történjen. Amennyiben a másodlagos turbó nem pörög megfelelő sebességgel amikor bekapcsolódik a feltöltésbe, a teljes rendszer megtorpan, átmeneti nyomatékveszteséget okozva, meggátolva ezzel a zökkenőmentes üzemmódváltást.
A Mazda mérnökei tökéletes megoldást dolgoztak ki erre a problémára. Az elsődleges turbó feltöltési szakaszában a kipufogógáz egy részét átvezették a másodlagos turbóhoz, egyfajta készenléti állapotban tartva azt. Ebben a működési tartományban még nem volt szükség arra, hogy a másodlagos feltöltő is nyomást biztosítson, így ilyenkor lényegében zárt beömlő légkamra (ott is volt egy szelep, erről később) mellett dolgozott. A másodlagos feltöltőt ebben az állapotában (surge) hagyva, viszont gyors hőmérséklet emelkedés következett be kompresszor oldalának beömlő és kiömlő nyílásánál, ami hosszabb távon károsíthatta volna a turbófeltöltőt. Ezt a "dagadó" állapotot elkerülendő egy megkerülő szelep segítségével ilyenkor egy kis csatornát nyitott meg a rendszer a kompreszor oldal be- és kiömlő nyílása között, ahol keringhetett a levegő.

Pry-T/C=elsődleges turbó, Sry-T/C=másodlagos turbó, Valve=szelep, Charge Control=töltés vezérlő, Charge Relief= töltés mentesítő

A másodlagos turbó tengelye készenléti állapotban körülbelül 100000/perc fordulatszámmal pörgött. Azonban ez még mindig nem volt elegendő a torpanásmentes iker-turbós üzemmódba váltáshoz. Ehhez ennél gyorsabban kellett forognia a másodlagos turbófeltöltőnek. Ezt pedig az úgynevezett dagadó szakasz aktiválásával sikerült elérni, azaz lezárták a megkerülő szelepet, így zárt beömlővel (kamrák felé) keringett a turbó. Így pedig 140000/perc fordulatra gyorsult fel a turbó. Ennél a sebességnél pedig immár a teljes kipufogógáz mennyiséget megkapta a turbina, illetve egyidejűleg megnyílt a szabályzó szelep, szabaddá téve az utat a "felpumpált" levegő előtt a beömlőben.

Persze megkérdezhetik, hogy a 140000-es fordulatra felpörgetés előtti megkerülő ág lezárás nem károsította-e a turbót, mint azt már írtam? Nem, hiszen a Mazda rendszerében mindössze néhány másodpercig tartott ez a szakasz, így nem volt ártalmas a tartósságra és megbízhatóságra.

A fenti szakszerű leírásért szeretnék külön köszönetet mondani Varga Istvánnak, a békéscsabai Mazda Autó Expanzió szalonvezetőjének!

A 20B versenyváltozata 1997-ben egyszerre jelent meg a Mazdaspeed kínálatában a japán piacon, és a Mazda Motorsports által az USA-ban. Az új versenymotor a sorozatgyártású változaton alapult, ám elhagyták a feltöltőrendszert, és úgy járatták csúcsra az 1962 cm³-es erőforrást, ami így is 450 lóerős teljesítményt produkált.

A feltöltőrendszer elhagyására a a GT előírásai miatt volt szükség, de a japán mérnököknek ez sem okozott problémát, sőt! Nyitva hagytak egy igen érdekes lehetőséget, ami megint csak a wankel motor egyszerű konstrukciója tett lehetővé. A Mazdaspeed kínálatában a mai napig elérhetőek a versenymotor elemei, egyedi, vagy akár „kit” kiszerelésben is. Ez az elborult tunerek számára lehetővé tette akár 1600+ lóerős motorok készítését is!

Természetesen a Cosmo sem kerülhette el sorsát, sorra készülnek az igen ritka utcai példányokból a komolyabbnál komolyabb átépítések, és a kimondottan versenyre éptett szériák is harcban állnak napjainkig. A Cosmo ritkasága – és a motor méretei – okán, a hozzáférhető 20B-ket előszeretettel éptik be a kisebb és könnyebb testvérébe, az Rx-7 FD-be is.

A 20B motor ugyan már lassan a huszadik évébe lép, manapság is a legnagyobb potenciával rendelkező Wankel motor, és karrierje töretlen. A Mazda futurisztikus szupersportautó koncepciója, a Furai 2007 december 27-én mutatkozott be, és szíve nem más, mint a 20B legmodernebb versenyváltozata, amely immáron 100%-ban etanol üzemben hozza a 450 lóerős csúcsteljesítményt.

Érdemes megjegyezni, hogy a Mazdánál komoly kutatások folynak a Hidrogén, és Etanol üzemmel, hiszen ez lehet a wankel rendszer kiteljesedének csúcsa, mert lényegesen jobb adottságokkal rendelkezik a rendszer ezen üzemanyagok felhasználására, mint a hagyományos dugattyús motorok. Előbbi alternatív üzemanyaggal már konkrét sikereket is elértek, az Rx-8 módosított szériaváltozata révén.

Akit részletesebben érdekel a Mazda többi wankel motorjának családfája, az olvashat róluk magyarul ITT, és ITT is.

Kapcsolódó videók:

Cosmo 450+ Le programozás
Cosmo dyno
Cosmo RAM AIR hang

Források:

www.mazda.com
www.mazdamuseum.com
mazda-eunos-cosmo.info
en.wikipedia.org
cp_www.tripod.com
www.cars-directory.net
www.modified.com
www.dmrh.com.au
www.nopistons.com