Motor Wankel: Cum funcționează și care sunt avantajele sale?
Un motor Wankel, uneori numit motor rotativ, este un tip de motor cu ardere internă cu un piston rotativ care transformă presiunea în mișcare rotativă. Acest tip de motor aduce multe avantaje.
Spre deosebire de un motor cu ardere clasică, toate piesele motorului Wankel se rotesc într-o singură direcție.
Conţinut
Cum funcționează un motor Wankel?
Ciclul în patru timpi (admisie, compresie, ardere, evacuare) are loc între carcasa interioară de formă ovală și pistonul rotativ, care are formă triunghiulară.
Acest motor a fost proiectat de inginerul german Felix Wankel, care a primit un brevet pentru acest motor în 1929. Motoarele Wankel sunt doar motoare pe benzină. Motoarele diesel de acest tip au fost testate doar în condiții de laborator.
Cai putere: ce este și de ce este important?
Puterea motorului Wankel este de un cal putere la 0,45 kg din greutatea sa. Cu alte cuvinte, având în vedere că motorul cântărește 100 kg, puterea ar fi de aproximativ 222 de cai putere. Aceste cifre sunt destul de impresionante.
Istoria motorului Wankel pe scurt
În 1951, compania NSU Motorenwerke AG din Germania a început dezvoltarea acestui motor, în timp ce au fost construite două modele. Primul motor a fost creat de Felix Wankel, iar al doilea motor de Hanns Dieter Paschke.
Motorul Wankel modern a fost bazat pe un motor creat de Hanns Dieter Paschke, așa că acest motor nu ar trebui să fie numit motor Wankel, ci motor Paschke.
Motorul lui Hanns Dieter Paschke:
În 1960, firma germană NSU și firma americană Curtiss-Wright au semnat un acord comun. NSU sa concentrat pe dezvoltarea motoarelor Wankel de putere mică și medie, iar Curtiss-Wright a dezvoltat motoare de mare putere, inclusiv motoare de avioane.
Mulți producători au semnat acorduri de licență pentru a dezvolta motorul Wankel, în principal datorită fineței, funcționării silențioase, designului simplu și performanței ridicate. Alfa Romeo, American Motors, Ford, Citroen, General Motors, Mazda, Mercedes-Benz, Nissan, Porsche, Rolls-Royce, Suzuki și Toyota au fost printre aceștia.
Curtiss-Wright a îmbunătățit designul de bază al acestui motor în Statele Unite. În schimb, în Regatul Unit, o versiune diesel în doi timpi a motorului Wankel era în curs de dezvoltare, iar Deere & Company a proiectat o versiune care ar putea folosi diferiți combustibili.
Construcția motorului Wankel
În motorul Wankel, patru cicluri ale procesului de ardere au loc în spațiul dintre rotor și interiorul capacului motorului. În locurile în care pistonul rotativ se întâlnește cu carcasa interioară a capacului motorului, o etanșare asigură crearea a trei spații izolate între rotor și carcasă.
Pe măsură ce pistonul se rotește, aceste spații se deplasează în sensul de rotație și cresc și scad în volum. O carcasă ovală înconjoară fiecare rotor al motorului Wankel. Rotorul are forma unui triunghi cu marginile rotunjite cu forma de arc.
Pistoanele motorului: Cum funcționează?
Pistoanele se rotesc în jurul arborelui, denumit arbore excentric sau arbore E și trec prin centrul rotorului. O roată dințată mare asigură mișcarea circulară a pistonului cu dinții interiori localizați în centrul rotorului.
Un angrenaj mic care cuplează angrenajul rotorului este atașat rigid de arbore. Un amestec de aer și benzină este atras printr-un canal și, după comprimare, este aprins de o scânteie de la o bujie. După expansiune și lucru, gazele de ardere sunt evacuate în conducta de evacuare. Interiorul pistonului este răcit cu ulei, iar carcasa și capacul motorului sunt răcite cu apă.
În toate cele trei camere are loc secvenţial un ciclu de ardere în patru timpi, şi anume:
- Admisia aer și combustibil
- Compresie și aprindere
- Expansiune și evacuare
Trei rotații ale arborelui excentric sunt egale cu o rotație a rotorului. Revoluțiile sunt date ca rotații ale arborelui. Motoarele Wankel, prin urmare, au o turație maximă mai mare (aproximativ 9000 rpm) decât motoarele cu piston cu performanțe similare.
Test de compresie a motorului: ce dezvăluie despre motor?
Deoarece motorul Wankel folosește un concept complet diferit față de motorul clasic cu ardere cu piston, o comparație directă nu este posibilă. Debitul, pierderea de căldură și caracteristicile temperaturii suprafeței sunt diferite.
Avantajele motorului Wankel
- Raport putere/greutate mult mai mare decât un motor cu piston
- Compactitate (aproximativ o treime din dimensiunea unui motor cu piston)
- Fără piese returnabile
- Este capabil de rotații pe minut mai mari decât un motor cu piston
- Nu creează aproape deloc vibrații
- Motorul conține mai puține piese, deci producția lui este mai ieftină
- La unele motoare Wankel, uleiul de motor rămâne necontaminat de procesul de ardere
- Motorul Wankel este mult mai ușor și mai simplu deoarece conține mai puține piese în mișcare
- Lucrarea supapelor se realizează folosind cabluri simple încorporate în peretele blocului rotor
Motorul Wankel are avantajele menționate mai sus care i-au permis utilizarea în automobile, motociclete, mașini de curse, avioane, karturi, snowmobile și altele asemenea.
Durata de viață a motorului Wankel
Carcasele rotorului Wankel sunt încălzite constant pe o parte și răcite pe cealaltă, rezultând temperaturi locale ridicate și dilatare termică neuniformă. Deși acest lucru impune cerințe mari asupra materialelor utilizate, simplitatea motoarelor facilitează utilizarea materialelor alternative precum aliajele exotice și ceramica.
Motoarele timpurii au avut o incidență mare a scurgerilor între rotor și carcasa interioară a carcasei motorului. Aceste motoare trebuiau adesea resigilate după 20.000 de mile. Motoarele Wankel de astăzi de la Mazda trebuie resigilate după 50.000 până la 100.000 de mile.
Dacă proprietarul nu a resigilat motorul după un anumit kilometraj, a urmat o pierdere de compresie, manifestată prin porniri dificile la rece. În cele din urmă, motorul nu a putut fi pornit deloc.
Mazdas a început să folosească motorul Wankel încă din 1957, adică deja cu 50 de ani în urmă, dar odată cu sfârșitul producției Mazda RX-8 în 2012, motorul rotativ Wankel în producție de serie a avut ultima oră - adică până recent, când Mazda a anunțat revenirea motorului Wankel.