نحوه کارکرد موتور های دورانی وانکل و شرح ساختمان آن

موتور دورانی وانکل نوعی موتور درون سوز است که به جای حرکت رفت و برگشتی پیستون ها ، از یک طراحی دوار با دایره ای بیرون از مرکز برای تبدیل فشار به نیروی چرخشی استفاده می کند . اجزای اصلی این موتور روتور ، محفظه روتور ، محور خروجی ، شمع جرقه زنی ، قطعات آبندی می باشد .

در موتور وانکل مانند موتور های بنزینی چهار زمانه مخلوط هوا و بنزین وارد محفظه بزرگی از موتور می شود سپس با کم شدن حجم آن مخلوط هوا و بنزین تحت فشار قرار گرفته و با ایجاد جرقه به وسیله شمع انفجار حاصل می شود ، مولکول های گاز در اثر احتراق منبسط می گردند و فشار محفظه تراکم به شدت بالا می رود و نیروی حاصل از آن به روتور اعمال شده و به علت اختلاف مرکز دوران بین روتور و میل لنگ نیروی چرخشی در روتور ایجاد می گردد . این نیروی چرخشی به بادامک محور لنگ که در داخل روتور قرار دارد ، وارد شده و به فلایویل و سیستم انتقال قدرت می رسد .

موتور دورانی وانکل علی رغم اینکه بازدهی خوبی را دارد به دلیل تحمل درجه حرارت بسیار متفاوت بین 3 کانال که ناشی از طراحی خاص آن است نیازمند تعمیر و نگاه داری بالاتری بوده که به همین سبب تاکنون نمونه های زیادی از آن ساخته نشده است . تلاش ها برای مقابله با این دشواری ها و تکامل آن در چندین زمینه ادامه خواهد داشت .

تاریخچه کلی موتور ها

در سال های اولیه ، تلاش هایی برای استفاده از موتور های بخار و موتور های الکتریکی صورت گرفت ، اما موفقیت های کمی در این زمینه کسب کرده است . در قرن بیستم میلادی موتور درون سوز به نوع غالب موتورهای مورد استفاده در خودرو ها بدل شد . در سال 2015 موتور درون سوز همچنان بیشترین کاربرد را در خودرو ها دارد، اما استفاده دوباره از نیرو الکتریسیته نیز محتمل به نظر می رسد ، چرا که نگرانی ها در رابطه با آلایندگی گاز های خروجی موتور های درون سوز به افزایش است .

تا سال 2017 اکثریت خودرو های موجود در ایالات متحده نیروی خود را از سوخت بنزین می گرفته اند . در اوایل سده 1900 میلادی ، موتور های درون سوز در رقابت با موتور های بخار و موتور های الکتریکی بوده اند . در آن زمان ، موتور های درون سوز از سوخت بنزین استفاده می کردند .

میل بادامک چیست ؟

در قسمت موتور خودرو اجزایی وجود دارد که نامش تایپیت یا میل بادامک می باشد . میل بادامک قطعه ای است که وظیفه ای است که وظیفه باز و بسته نمودن سوپاپ ها را بر عهده دارد . این قطعه در برخی موتور ها در بالای سیلندر واقع است و در برخی دیگر در پایین موتور قرار دارد که به فرمان خودرو وصل شده است و بودن این میل بسیار مهم می باشد .

میل بادامک یا میل سوپاپ قطعه ای در موتور خودرو و دیگر موتور های پیستونی چهار زمانه است که سوپاپ ها را باز و بسته می کند . این قطعه از یک استوانه فلزی به عنوان محور اصلی تشکیل شده که روی آن محور هایی به شکل بیضی یا دایره غیر محور قرار دارد .

میل سوپاپ توطی دنده ای به وسیله زنجیر یا تسمه تایمینگ به میل لنگ متصل می شود و می چرخد . در موتور های چهار زمانه به ازای هر دو میل لنگ و میل سوپاپ یک دور خواهد چرخید .

در سال های قبل از دهه نود معمولا در بیشتر موتور ها میل سوپاپ داخل سیلندر بود و از طریق استکانی ویا تایپیت و میل تایپیت نیرو به انگشتی یا اسبک و سپس به سوپاپ منتقل خواهد شد .

عملکرد میل تعادل ( میل سوپاپ نیز می باشد )

وظیفه اصلی میل موج گیر این است که غلتش اتاق در هنگام دور زدن و پیچیدن و حتی رانندگی کردن در سطوح ناهمواره هموار را کنترل کند . وقتی یک چرخ در دست امداز می افتد و چرخ های دیگر نمی افتند نیز میل موج گیر عمل می کند وقتی خودرو در جاده همواره و در امتداد مستقیم حرکت می کند ، وجود میل موج گیر هیچ اثری ندارد بسیاری از سیستم های تعلیق عقب یک میل موج گیر عقب دارند . طرز کار این میل موج گیر مانند میل موج گیر است .

علائم خرابی میل تعادل ( میل سوپاپ )

میل موج گیر در دو سر خود دارای سیبک است و این قطعه دارای یک عمر مفید است و باید به صورت دوره ای نسبت به تعویض آن اقدام کند . صدای نق نق و ضربه به خصوص در هنگام چرخیدن فرمان یکی از مهم ترین علائمی است که باید میل موج گیر و سیبک ها مورد بررسی قرار می گیرد .

سیبک ها دارای گرد گیر نیز هستند که به ندرت پیش می آید گرد گیر ها دچار پارگی شوند ، اما به مرور با نفوذ گرد و خاک و آب امکان دارد خاصیت چربی گریس داخل سیبک از بین رود و مشکلاتی از جمله لقی و شل شدن شروع شود .

این قطعه تحت فشار و بار زیادی است و در صورتی که در مناطق ناهموار یا با سرعت های بالا مورد استفاده قرار گیرد ريال طبیعتا زودتر خراب می شود . بوش های تعادل در بی سر و صدا کار کردن سیستم تعلیق خودرو نقش زیادی دارد . همچنین بودن میل تعادل به تایپیت و بادامک کمک فراوانی می کند و باعث حرکت کردن آن می شود و اگر این میل تعادل خوب عمل نکند ، باعث خراب شدن میل تایپیت می شود .

طبق چیست ؟

قطعه مهم که در سیستم تعلیق بسیار کاربردی است طبق است که در اتصال با بوش ها و سیبک ها برای اتصال به خودرو و چرخ ها می باشد . طبق وظیفه ی اتصال شاسی به چرخ ها را بر عهده دارد .

سیستم های تعلیق خودرو دارای تنوع می باشند که برخی از آن ها را می توان سیستم تعیلق مک فرسون تعلیق مستقل و تعلیق دار دوبل می باشند .

بوش چیست ؟

بوش در جاهای مختلف خودرو قرار دارد و همچنین وظایف مختلفی را بر عهده دارند . بوش در سیستم تعلیق خودرو که با نام بوش طبق نیز شناخته می شود قطعه ای می باشد مانند سیبک که برای اتصال قطعات مختلف این سیستم استفاده خواهد شد ولی تفاوت عمده بین سیبک و بوش می باشد .

بوش ها قطعاتی هستند از جنس پلاستیک طبیعی و یا اورتان که در محل اتصال بین قطعات متحرک سیستم تعلیق استفاده می شود . هدف اصلی از استفاده از بوش ها به عنوان نویز گیر برای حذف سر و صدا در حین حرکت وحذف لرزش ها و تحمل مقداری از ضربات وارده به سیستم تعلیق خودرو به جهت خاصیت لاستیکی این قطعه می باشد .

بوش های لاستیکی به دلیل خاصیتی که دارند مقاومت بسیاری در برابر کشش و همچنین مقاومت در برابر دما های پایین داشته و عمر خوبی نیر دارند . ولی در جاهایی از خودرو که به دلیل سرعت حرکت دمای بالای تولید می شود ، بهتر است از بوش های لاستیکی استفاده شود .

مزیت بوش های اورتان نسبت به بوش های لاستیکی را می توان مقاومت بالاتر در برابر دمای های بالا دانست که البته از میزان انعطاف پذیری پایین تری برخورد دارند و بنابراین فرمان پذیری خودرو را تا حدودی تحت تاثیر قرار خواهند داد .

انواع موتور ها

1- موتور های درون سوز

موتور های بنزینی به سرعت به گزینه مورد انتخاب خودرو سازان و خریداران خودرو ها تبدیل کرده است . با وجود استارت نا هنجاری ، صدا و آلودگی زیاد ، و دشواری در تعویض دنده ها ، فناوری های جدید نظیر خطوط تولید و همچنین پیشرفت های بدست آمده برای این نوع موتور ، امکان تولید استاندارد خودرو هایی با موتور های مبتنی بر سوخت را فراهم کرده است . ابداع خودرو های مجهز به موتور بنزینی به سال 1876 ، و آغاز تولید انبوه این نوع خودرو ها به دهه 1890 میلادی بر می گردد .

2- موتور های بخاری

موتور بخار در اوایل سده 1700 میلادی اختراع شد ، و به شیوه اصلی برای تامین قدرت موتور ها ، و کمی پس از آن به روشی برای به حرکت در آوردن لوکوموتیو ها بدل شده است .

موتور های بخار ، دستگاهی است که حرارت را به جنبش مکانیکی تبدیل می کند . این حرارت با استفاده از دیگ های بخار که با جوشاندن آب تولید بخار می کند ، فراهم می شود .

اصلی ترین علت حذف موتور های بخار از خودرو های این بود که متصدی باید پیش از راه اندازی اطلاعات کاملی در مورد دیگ ها و موتور های بخار می داشتند ، چرا که در صورت بی توجهی متصدی ، عملکرد موتور می توانست برای خودش مضر و زیان بار است .

3- موتور های الکتریکی

خودرو های برقی مشابه خودرو های بخار ، با دوام ترین گزینه برای پیشرانه خودرو ها می باشد . این نوع موتور اولین بار در اوایل سده 1800 اختراع شد و در حدود سال 1890 ، فردی توانست در یک ساعت مسافت 14 کیلو متری را طی کند .

خودرو های برقی برای ذخیره سازی برق ، که جهت قدرت بخشیدن به موتور های الکتریکی به کار می رود ، از باتری بهره می برند . یک خودرو برقی فاقد قطعاتی همچون میل لنگ است که در خودرو های بنزینی به کار رفته است ، این موضوع امکان تولید سریع تر قدرت نسبت موتور های بنزینی را برای موتور های برقی فراهم کرده است . به واسطه انتقال سریع تر قدرت ، وسایل نقلیه برقی قادرند تا نسبت به خودرو بزینی به شتاب بیشتری دست پیدا کنند .

روتور چیست ؟

روتور قطعه مثلثی شکلی است که دارای سه صفحه محدب است که هر یک در حکم یک پیستون عمل می کند . در هر یک از صفحه های روتور فرورفتگی وجود دارد که حجم موتور را افرایش می دهد تا مخلوط بنزین و هوای بیشتری راهی موتور می شود .

در انتهای هر صفحه تیغه ایی فلزی برای آب بندی بیرون و محفظه احتراق وجود دارد . همچنین حلقه هایی فولادی برای آب بندی کناره محفظه احتراق و بیرون کار گذاشته می شود .

روتور دارای مجموعه ای از چرخدنده چیده شده در وسط پهلو است . دندانه های این چرخدنده با دندانه های چرخ دنده ایی جفت می شود که به بدنه بسته شده است . این جفت شدگی چرخ دنده ها مسیر و جهت حرکت روتور را در محفظه تعیین می کند .

مونتاژ موتور وانکل چیست ؟

انواع طرح های ارائه شده برای موتور وانکل محفظه عملیات در طرح های گوناگونی ساخته شده است ولی بهترین طرح نوع اپی ترو کودیدی است که شبیه دو استوانه متداخل می باشد .

محور خروجی چه می باشد ؟

میله خروجی یا میل لنگ دارای بر آمدگی های گردی است که روی میله سوار شده است و نسبت به مرکز میله جا به جا شده است . هر روتور بر روی یکی از برآمدگی ها نصب شده است ( که در بالا توضیح داده شده است ) . برآمدگی ها در میله خروجی در حکم میل لنگ در موتور پیستونی است ( در بالا تمام موتور ها توضیح داده شده است ) . زمانی که روتور در محفظه حرکت می کنند که به برآمدگی ها فشار وارد می کند و این فشار وارده بر برآمدگی ها تولی گشتاور در میله می کند که در نهایت چرخش به وجود می آید .

محفظه چیست ؟

محفظه تقریبا دارای شکلی تخم مرغی می باشد . محفظه احتراق طوری طراحی شده است که سه لبه روتور همیشه با دیواره محفظه در تماس می باشد تا سه محفظه جدا برای مخلوط سوخت ایجاد می کند . در هر یک از سه محفظه ایجاد شده در موتور وانکل یکی از اعمال ترین زیر اتفاق می افتد .

این محفظه ها و اعمال ها شامل موارد زیر می باشد :

1- مکش

2- تراکم

3- احتراق

4- تخلیه

مجازی ورود مخلوط سوخت و هوا و خروج دود روی محفظه قرار دارد . یادتان باشد که هیچ شیر یا دریچه ای سر راه مجاری قرار ندارد و مجاری سوخت مستقیما به گلویی کنترل بنزین و مجاری تخلیه مستقیما به بخش اگزوز وصل می باشد و پیستون های مجاری توسط سوپاپ را کنترل می کند .