로터리 엔진이 실패한 이유

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Felix Wankel과 NSU는 더 작고 덜 복잡한 내부 연소 엔진을 만들었습니다. 실패한 이유는 다음과 같습니다.

한동안 Wankel 로터리 엔진은 미래처럼 보였습니다. 1963년에 독일 자동차 제조업체인 NSU(나중에 Audi에 흡수됨)는 왕복 피스톤으로 구동되지 않는 최초의 내연기관 생산 차량인 Wankel Spider를 선보였습니다. 1967년에는 NSU가 트윈 로터 Ro80을 출시했고 Mazda는 Cosmo Sport를 출시했습니다. Mercedes는 엔진에 대해 진지한 연구를 진행했으며 GM은 Vega에서 Corvette에 이르기까지 모든 차량에서 로터리 엔진이 피스톤 엔진을 대체할 것이라고 믿었습니다. Wankel 로터리 방식이 더 나은 발전 방향을 제시하는 것처럼 보였지만 돌이켜보면 우리는 그렇지 않다는 것을 알고 있습니다.

Mazda의 로터리 개발 팀장이자 나중에 자동차 제조업체의 사장 겸 회장이 된 Kenichi Yamamoto는 1981년 자신의 저서 Rotary Engine에서 로터리 증기 엔진의 역사는 1700년대로 거슬러 올라간다고 썼습니다. 1908년 초에 많은 엔지니어들이 회전식 내연 기관을 만들었지만 생산 현실이 된 것은 독일인 Felix Wankel의 기본 설계였습니다. "첫째, 그 원리가 우수하다"고 Yamamoto는 썼습니다. "둘째, 이를 실현하기 위해 막대하고 지칠 줄 모르는 노력이 이루어졌습니다."

오늘날 우리는 4행정 피스톤 엔진의 근본적인 정당성을 진정으로 잘 받아들였지만, John B. Hege는 The Wankel Rotary Engine: A History에서 자동차 초기에는 반드시 그런 것은 아니었다고 지적합니다. 피스톤 엔진은 움직이는 부품이 많아 복잡합니다. 로터리 엔진은 훨씬 더 간단합니다. 일반적으로 두 개의 삼각형 모양의 로터가 편심 샤프트에 부착되어 있고 밸브트레인이 전혀 없습니다. 로터의 움직임으로 흡입구와 배기구가 열리고 닫힙니다. 자동차 제조업체는 복잡성을 줄이고 가능한 한 비용을 절감하려고 노력하므로 Wankel 로터리 엔진은 많은 매력을 느꼈습니다. 더욱이, 기존 엔진에서 피스톤이 위아래로 움직이면 엄청난 흔들림이 발생하는데, 이는 실린더 수를 늘리는 것이 가장 잘 처리되는 현상입니다. 로터리 엔진에는 왕복 질량이 없고 회전 질량만 있으므로 단일 로터 엔진도 완벽하게 부드럽습니다. 또한 로터리 엔진은 피스톤 구동 엔진보다 훨씬 작기 때문에 모든 종류의 깔끔한 포장이 가능합니다. 이 모든 것이 Mazda와 NSU뿐만 아니라 Citroën, Mercedes-Benz, American Motors, 심지어 GM까지 "엄청나고 끊임없는 노력"으로 이어졌습니다.

30년대에 Wankel은 회전하는 디스크 모양의 밸브가 있는 피스톤 엔진과 진정한 회전식 엔진을 모두 연구했습니다. 그는 또한 전투적인 나치였으며 당 지도부와 충돌하여 1933년에 투옥되었습니다. 그의 기술적 능력은 다임러-벤츠의 관심을 끌었으며, 그의 수석 엔지니어는 히틀러의 고문 중 한 명인 빌헬름 케플러를 설득하여 방켈을 구출했습니다. 분명히 Wankel은 BMW에서 일하기 전에 Mercedes에서 1년도 채 안 되는 시간을 보냈기 때문에 약간 완고한 사람이었습니다. 1936년 나치 정부는 독일 공군 전투기와 어뢰에 사용된 디스크 밸브 피스톤 엔진을 추가로 개발하기 위해 그에게 자신의 작업장을 제공했습니다. Wankel은 전쟁 후 투옥되었다가 1946년에 석방되었으며 Keppler는 이후 그를 NSU에 설립했습니다.

Wankel의 원래 로터리 디자인은 오늘날 우리가 알고 있는 것과 같은 삼각형 모양의 로터와 회전하는 연소실을 모두 갖추고 있었습니다. 1954년에 NSU는 이 디자인을 사용한 오토바이 과급기를 선보였습니다. 그러나 오늘날 우리가 알고 있는 고정 하우징의 편심 샤프트에서 회전하는 로터를 갖춘 디자인을 만든 사람은 NSU의 Hanns Dieter Paschke(Wankel은 알지 못함)였습니다. (Felix가 이러한 유형의 엔진에 대한 특허를 소유하고 있었기 때문에 여전히 Wankel이라고 불렸습니다.)

도로 주행용 로터리 엔진의 프로토타입은 1957년에 출시되었으며 NSU는 곧 이를 미래의 엔진으로 홍보했습니다. Road & Track의 1960년 6월 Wankel 및 기타 유형의 로터리 엔진을 살펴보면 회의적인 어리둥절한 분위기가 나타납니다. 수백 가지의 로터리 밸브 유형이 시도되었으며, 이러한 밸브의 균일하고 일반적인 고장으로 인해 보다 정교한 엔지니어는 모든 형태의 로터리 엔진에 대해 다소 낙관적이지 않게 만드는 경향이 있습니다. 직경이 작은 로터리 밸브의 경우 작동하지 않을 것입니다. 더 큰 장치가 어떻게 엔진으로 기능할 수 있습니까? 가능성은 매우 희박하며 그 동안 우리는 NSU 엔진이 심오하고 중요한 돌파구가 될지 여부를 기다릴 수 있습니다. 아니면 다른 사람이 위습을 할 것입니다."