اساس کار موتور وانکل

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز، موتور دورانی وانکل (یا موتور دوار که به‌خاطر مخترع آن فلیکس وانکل موتور وانکل نامیده می‌شود) نوعی موتور درون‌سوز است که به جای حرکت رفت و برگشتی پیستون‌ها، از یک طراحی دوار با دایره‌ای بیرون از مرکز برای تبدیل فشار به نیروی چرخشی استفاده می‌کند.

اجزای اصلی آن روتور، محفظه روتور، محور خروجی، شمع جرقه زنی، قطعات آبندی می‌باشد. در موتور وانکل مانند موتور‌های بنزینی چهار زمانه مخلوط هوا و بنزین وارد محفظهٔ بزرگی از موتور می‌شود سپس با کم شدن حجم آن مخلوط هوا و بنزین تحت فشار قرار گرفته و با ایجاد جرقه به وسیلهٔ شمع انفجار حاصل می‌شود، مولکول‌های گاز دراثر احتراق منبسط می‌گردند و فشار محفظهٔ تراکم به شدّت بالا می‌رود و نیروی حاصل از آن به روتور اعمال شده و به علّت اختلاف مرکز دوران بین روتور و میل لنگ نیروی چرخشی در روتور ایجاد می‌گردد. این نیروی چرخشی به بادامک محور لنگ که در داخل روتور قرار دارد، وارد شده و به فلایویل و سیستم انتقال قدرت می‌رسد.

موتور دورانی وانکل علی‌رغم اینکه بازدهی خوبی دارد به دلیل تحمل درجه حرارت بسیار متفاوت بین ۳ کانال که ناشی از طراحی خاص آن است نیازمند تعمیر و نگاه‌داری بالاتری بوده که به همین سبب تا کنون نمونه‌های زیادی از آن ساخته نشده‌است. تلاش‌ها برای مقابله با این دشواری‌ها و تکامل آن در چندین زمینه ادامه دارد.

پیکربندی موتور وانکل

موتور وانکل، نمونه‌ای از موتور‌های احتراق داخلی است که پیکربندی متفاوتی از موتور‌های سیلندر-پیستونی دارد. در موتور وانکل، تمام چهار مرحله چرخه اتو در فضای بین یک روتور متقارن سه‌گوش و یک محفظه رخ می‌دهد. در طراحی این موتور از یک محور (Shaft) غیرهم‌مرکز استفاده شده که قادر است انرژی تولید شده از احتراق گاز را به صورت مستقیم به حرکت چرخشی در محور محرک تبدیل کند. قسمت‌های مختلف موتور وانکل را در شکل زیر مشاهده می‌کنید.



روتور

روتور قطعه مثلثی شکلی است که دارای سه صفحه محدب است که هر یک در حکم یک پیستون عمل می‌کند. درهر یک از صفحه‌های روتور فرورفتگی وجود دارد که حجم موتور را افزایش می‌دهد تا مخلوط بنزین و هوای بیشتری راهی موتور شود. در انتهای هر صفحه تیغه ایی فلزی برای آب‌بندی بیرون و محفظهٔ احتراق وجود دارد. همچنین حلقه‌هایی فولادی برای آب‌بندی کنارهٔ محفظهٔ احتراق و بیرون کار گذاشته شده‌است. روتور دارای مجموعه‌ای از چرخدنده چیده شده در وسط پهلو است. دندانه‌های این چرخدنده با دندانه‌های چرخ دنده ایی جفت می‌شود که به بدنه بسته شده‌است. این جفت شدگی چرخ دنده‌ها مسیر و جهت حرکت روتور را در محفظه تعیین می‌کند.

اساس کار موتوروانکل

اساس کار موتوروانکل مانند سایر موتور‌های احتراق داخلى است که در آن، انرژى شیمیائى به حرارتی وبعد به انرژى مکانیکى تبدیل مى‌شود. در موتور وانکل مانند موتور‌های بنزین ”چهارزمان“ وجود دارد که مخلوط هوا و بنزین وارد محفظه‌اى از موتور مى‌شود سپس با کوچک شدن حجم آن، مخلوط هوا و بنزین تحت فشار قرار گرفته و با ایجاد جرقه از طریق شمع انفجار حاصل مى‌شود. مولکول‌هاى گاز بر اثر احتراق منبسط مى‌شود بنابراین فشارمحفظهٔ تراکم به شدت بالا مى‌رود نیروى آن به روتور اعمال شده و به‌دلیل اختلاف مرکز دوران بین روتور و میل‌لنگ، نیروى چرخش در روتور تولید مى‌شود.

این نیروى چرخشى به بادامک محور که در داخل روتور قرار دارد، وارد مى‌شود و باعث چرخش محورمتصل به چرخ‌ها مى‌شود. در موتور‌های پیستونى چرخهٔ کامل در چهار زمان و یا در دوزمان انجام مى‌شود، در موتور وانکل نمى‌توان این اصطلاح را به‌کار برد زیرا حرکت مشخصى در یک زمان مشخص، قابل تفکیک نیست تنها مى‌توان گفت عملیات انجام شده چرخه‌اى خودکار است.

مزیت‌های موتور وانکل

تعداد قطعات متحرک در موتور وانکل در مقایسه با موتور چهار زمانه پیستونی، بسیار کمتر است. همین موضوع موجب می‌شود طراحی این موتور، ساده‌تر و قابلیت اطمینان آن، بالاتر باشد.

اندازه و وزن این موتور، در حدود یک‌سوم موتور پیستونی است. در حالی که می‌تواند همان توان خروجی را فراهم کند. از این رو، نسبت توان به وزن افزایش یافته است.

معایب موتور وانکل

در این موتور، هریک از محفظه‌ها دمای متفاوتی دارد. در نتیجه، انبساط نقاط مختلف محفظه اصلی، متفاوت خواهد بود. از این رو در برخی شرایط، روتور نمی‌تواند محفظه را به طور کامل آب‌بندی کند.

مرحله احتراق، طولانی و در حال حرکت اتفاق می‌افتد. همین امر باعث می‌شود این مرحله به کندی انجام شود. به عبارت دیگر، ممکن است گاهی اوقات بدون اینکه احتراقی صورت بگیرد، مخلوط سوخت و هوا از اگزوز خارج شوند.

با توجه به احتمال خروج سوخت تازه از اگزوز، این موتور نمی‌تواند در برخی از بند‌های استاندارد‌های بین‌المللی نمره قبولی کسب کند.

 

منبع: رادالکتریک