آشنایی با موتورهای دورانی یا وانکل(Wankel)

در این مقاله به معرفی موتور دورانی (وانکل) یا موتور درون سوز دوار که به‌خاطر مخترع آلمانی آن فلیکس هاینریش وانکل(Felix Heinrich Wankel) موتور وانکل نامیده می‌شوند، پرداخته می شود.

موتور دورانی وانکل نوعی موتور درون‌ سوز است که به جای حرکت رفت و برگشتی پیستون‌ ها، 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 کوچک شدن حجم آن مخلوط هوا و بنزین تحت فشار قرار گرفته و با ایجاد جرقه به وسیله شمع انفجار حاصل می‌شود، مولکول‌های گاز دراثر احتراق منبسط می‌گردند و فشار محفظهٔ تراکم به شدّت بالا می‌رود و نیروی حاصل از آن به رو تور اعمال شده و به علّت اختلاف مرکز دوران بین روتورو 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.

موتو دورانی یا وانکل(Wankel)موتو دورانی یا وانکل(Wankel)

روتور

روتور قطعه مثلثی شکلی است که دارای سه صفحه محدب است که هر یک در حکم یک پیستون عمل می‌کند. درهر یک از صفحه‌ های 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 آب بندی بیرون و محفظهٔ احتراق وجود دارد. همچنین حلقه‌هایی فولادی برای آب بندی 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 چرخدنده‌ها مسیر و جهت حرکت روتور را در محفظه تعیین می‌کند.

محفظه

موتورهای دورانی یا وانکل(Wankel)محفظه تقریبا دارای شکلی تخم مرغی است. محفظه احتراق طوری طراحی شده‌است که سه لبهٔ روتور همیشه با دیوارهٔ محفظه در تماس (آب بندی) باشد تا سه محفظهٔ جدا برای مخلوط سوخت ایجاد کند. درهر یک از سه محفظهٔ ایجاد شده در موتور وانکل یکی از اعمال زیر اتفاق می‌افتد. این اعمال عبارت اند از:

  • مکش intake
  • تراکم compression
  • احتراق combustion
  • تخلیه exhaust

مجاری ورود مخلوط سوخت و هوا و خروج دود روی محفظه قرار دارد. توجه کنید که هیچ شیر یا دریچه ایی سر راه مجاری قرار ندارد و مجاری سوخت مستقیماً« به گلویهٔ کنترل بنزین و مجاری سوخت مستقیماً» به بخش تخلیه متصل هستند، و این در حالی است که در موتورهای پیستونی مجاری توسط سوپاپ کنترل می‌شود.

چرخهٔ کار موتور وانکل. با هر دور گردش نقطه A نقطه B سه دور گردش می‌کند. (تصویر را ببینید)

محور خروجی

میلهٔ خروجی یا میل لنگ Output Shaft دارای برآمدگی‌های گردی است که روی میله سوار شده‌است. و نسبت به مرکز میله جابجا شده‌است. هر روتور بر روی یکی از برآمدگی‌ها نصب می‌شود. برآمدگی‌ها در میلهٔ خروجی در حکم میل لنگ در موتور پیستونی است. زمانی که روتور در محفظه حرکت می‌کنند به برآمدگی‌ها (lobes) فشار وارد می‌کند و این فشار وارده بر برآمدگی‌ها تولید گشتاور در میله می‌کند که در نهایت چرخش به وجود می‌آید.

در مزدا RX-8 که یک خودرو اسپرت است، موتور وانکل دارد.

مزدا آرایکس-۸، یک خودرو مسابقه با موتور وانکلمزدا RX-8، یک خودرو مسابقه با موتور وانکل

لازم به ذکر است که بان بان در مقالاتی دیگر، سایر انواع موتورها شامل موتورهای خطی، موتورهای تخت یا بوکسوری، موتورهای شعاعی یا ستاره ای، موتورهای W شکل و موتورهای وی‌ شکل یا خورجینی را نیز معرفی کرده است.


فرزاد رستمی

تهیه کننده مقاله

15 مهر ماه 1395

فرزاد رستمی کارشناس ارشد مهندسی اتومکانیک و مدرس دانشگاه هستم و در زمینه انتشار مقالات مکانیک خودرو با سایت خودرو بان بان همکاری می کنم.


برچسب ها: مقالات, آموزشی, موتور خودرو

نوشتن دیدگاه


تصویر امنیتی
تغییر تصویر امنیتی