Wankel motor: Kako deluje in kakšne so njegove prednosti?
Wanklov motor, včasih imenovan tudi rotacijski motor, je vrsta motorja z notranjim zgorevanjem z rotacijskim batom, ki pretvarja tlak v rotacijsko gibanje. Tovrsten motor prinaša številne prednosti.
Za razliko od klasičnega batnega motorja z notranjim izgorevanjem se vsi deli Wanklovega motorja vrtijo v eno smer.
Vsebina
Kako deluje Wankel motor?
Štiritaktni cikel (sesanje, kompresija, izgorevanje, izpuh) poteka med ovalnim notranjim ohišjem in vrtljivim batom, ki je trikotne oblike.
Ta motor je zasnoval nemški inženir Felix Wankel, ki je leta 1929 prejel patent za ta motor. Wanklovi motorji so samo bencinski motorji, dizelski motorji so bili testirani le v laboratorijskih pogojih, vendar niso bili uporabljeni v nobenem avtomobilu.
Konjske moči: kaj je to in zakaj je pomembno?
Wanklov motor lahko razvije 1 ((konjsko) moč) na 0,45 kg svoje teže. To pomeni, da lahko 100 kg težak motor razvije moč okoli 222 konjskih moči, kar je res občudovanja vredno.
Zgodovina Wanklovega motorja na kratko:
Leta 1951 je podjetje NSU Motorenwerke AG v Nemčiji začelo razvoj tega motorja, medtem ko sta bila izdelana dva modela. Prvi motor je ustvaril Felix Wankel, drugi motor pa Hanns Dieter Paschke.
Sodobni Wanklov motor je temeljil na motorju, ki ga je ustvaril Hanns Dieter Paschke, zato tega motorja ne smemo imenovati Wankel, ampak Paschkejev motor.
Motor Hanns Dieter Paschke:
Leta 1960 sta nemško podjetje NSU in ameriško podjetje Curtiss-Wright podpisali skupni sporazum. NSU se je osredotočil na razvoj Wanklovih motorjev z nizko in srednjo močjo, Curtiss-Wright pa je razvijal motorje z visoko močjo, vključno z letalskimi motorji.
Mnogi proizvajalci so podpisali licenčne pogodbe za razvoj Wanklovega motorja, predvsem zaradi njegove gladkosti, tihega delovanja, preproste zasnove in visoke zmogljivosti. Med njimi so bili Alfa Romeo, American Motors, Ford, Citroen, General Motors, Mazda, Mercedes-Benz, Nissan, (( Porsche), Rolls-Royce, Suzuki in Toyota.
Curtiss-Wright je izboljšal osnovno zasnovo tega motorja v ZDA, medtem ko se je v Veliki Britaniji razvijala dvotaktna dizelska različica Wanklovega motorja, Deere & Company pa je zasnoval različico, ki je lahko uporabljala različna goriva.
Konstrukcija Wanklovega motorja
Pri Wanklovem motorju potekajo štirje cikli zgorevalnega procesa v prostoru med rotorjem in notranjo stranjo pokrova motorja. Na mestih, kjer se vrtljivi bat stika z notranjo lupino pokrova motorja, je tesnilo, ki zagotavlja, da se med rotorjem in lupino ustvarijo trije izolirani prostori.
Ko se bat vrti, se ti prostori ne premikajo samo v smeri vrtenja, ampak se tudi povečujejo in zmanjšujejo v prostornini. Ovalno ohišje obdaja vsak rotor Wanklovega motorja. Rotor ima obliko trikotnika z zaobljenimi robovi v obliki loka.
Bati motorja: Kaj morajo vzdržati in kakšna je njihova funkcija?
Bati se vrtijo (krožijo) okoli gredi, ki jo imenujemo ekscentrična gred ali E-gred in poteka skozi sredino rotorja. Krožno gibanje bata zagotavlja velik zobnik z notranjimi zobmi, ki se nahaja v središču rotorja.
Na gred je togo pritrjen majhen zobnik, ki ubira zobnik rotorja. Mešanica zraka in bencina se vsesa skozi kanal in se po stiskanju vžge z iskro svečka. Po širjenju in opravljenem delu se dimni plini odvajajo v izpušno cev. Notranjost bata se hladi z oljem, ohišje in pokrov motorja pa z vodo.
V vseh treh komorah zaporedno poteka štiritaktni zgorevalni cikel, in sicer:
- Dovod zraka in goriva
- kompresija in vžig
- Ekspanzija in izpuh
Trije vrtljaji ekscentrične gredi so enaki enemu vrtljaju rotorja. Vrtljaji so podani kot vrtljaji gredi. Wanklovi motorji imajo torej višje največje število vrtljajev (pribl. 9000 vrt/min) kot batni motorji podobne zmogljivosti.
Merjenje kompresije: Katere podatke najde o stanju motorja?
Ker Wanklov motor uporablja popolnoma drugačne principe kot klasični batni motor z notranjim izgorevanjem, neposredna primerjava ni mogoča. Pretok, toplotne izgube, karakteristike površinske temperature so različne.
Prednosti Wanklovega motorja:
- veliko večje razmerje med močjo in težo kot pri batnem motorju
- kompaktnost (približno ena tretjina velikosti batnega motorja)
- brez izmeničnih delov
- zmore višje vrtljaje na minuto kot batni motor skoraj ne proizvaja tresljajev
- motor vsebuje manj delov, zato je cenejša za izdelavo
- pri nekaterih Wanklovih motorjih motorno olje ostane nekontaminirano s procesom zgorevanja
- motorji so veliko lažji in preprostejši, ker vsebujejo manj gibljivih delov
- delo ventilov poteka s preprostimi vodi, vstavljenimi v steno bloka rotorja
Wanklov motor ima zgoraj omenjene prednosti, ki so omogočile njegovo uporabo v avtomobilih, motociklih, dirkalnih avtomobilih, letalih, gokartih, motornih saneh ipd.
Življenjska doba Wankel motorja:
Ohišja Wanklovih rotorjev se na eni strani stalno segrevajo in na drugi ohlajajo, kar povzroča visoke lokalne temperature in neenakomerno toplotno raztezanje. Čeprav to postavlja visoke zahteve glede uporabljenih materialov, preprostost motorjev olajša uporabo alternativnih materialov, kot so eksotične zlitine in keramika.
Zgodnji motorji so imeli visoko stopnjo puščanja med rotorjem in notranjo lupino ohišja motorja. Te motorje je bilo pogosto treba ponovno zapečatiti po 30.000 km. Današnje Mazdine Wanklove motorje je treba ponovno tesniti po 80.000 km do 140.000 km.
Če lastnik motorja po določenih prevoženih kilometrih ni zategnil, je sledilo izguba kompresije, kar se je kazalo v težkih ((hladnih) zagonih) in nazadnje se motorja sploh ni dalo zagnati.
Mazde so Wanklov motor začele uporabljati že leta 1957, torej že pred 50 leti, s koncem proizvodnje Mazde RX-8 leta 2012 pa je Wanklov rotacijski motor v serijski proizvodnji dočakal zadnjo uro – oziroma do nedavnega, kot Mazda je napovedala povratni Wankel motor.