Wankel motor

Tehnička pitanja i objašnjenja
Odgovori
Korisnikov avatar
dragvorl
Site Admin
Postovi: 18554
Pridružio se: 06 Jan 2012, 13:03
Garaža: Fiat Stilo 1.9 MJ
Lokacija: NS
Kontakt:

Wankel motor

Post od dragvorl » 24 Jan 2012, 00:11



Istorijat
Počev od 16 stoleća nove ere, ova ideja bila je polazište za mnogobrojne intelektualne pustolove koji hode neistraženim oblastima znanja, zamisao vredna polaganja života na žrtvenik nauke. Istorija bele-ži pokušaje koje je, u tom pravcu, načinio Rameli (Ramelli) još davne 1588. godine. Čuveni Džejms Vat, koji je konstruisao i prvi primenio motorni mehanizam sa klipnjačama i kolenastim vratilom, takođe je radio na razvoju rotacionog koncepta motora SUS. Godine 1759. on je sačinio svoj parni rotacioni motor.
Najpoznatiji od istraživača na ovom polju ipak je Feliks Vankel (Felix VVankel) pre svega jer je ovakvom motoru podario život i uveo ga u vode serijske proizvodnje. Po njegovim navodima, on je još kao sedamnaestogodišnjak, jedne letnje noći 1919. godine usnuo san koji će odrediti ceo njegov dalji život. U tom snu dotični tinejdžer odlazi na koncert u automobilu koji je svojeručno izradio. "Moj auto ima novi tip motora: poluturbinski - poluklipni motor. Ja sam ga izmislio!" bile su reči kojimaje odgovorio na zbunjene poglede svojih drugova. Taj san postao je putokaz ka rođenju motora kakvog svet još nije video.
U to vreme, mladi Feliks nije raspolagao znanjima potrebnim za prodor u ovoj grani nauke ali već tada on je čvrsto verovao da je to izvodljivo. A trebalo je četiri osnovna procesa (usisavanje, sabijanje, sagorevanje i izduvavanje) izvesti tokom rotacije... Razvojni put rotacionog motora do njegove spremnosti za serijsku ugradnju u automobile trajao je od 1924. godine do 1959. godine, kada su na poziv VVankela i NSU-a blizu 100 kompanija iz celog sveta ponudile svoje kapacitete u funkciji saradnje.
svetu automobila danas suvereno vladaju cilindarski klipni motori sa unutrašnjim sagorevanjem. Na tržištu se vodi borba oko toga koje će pogonsko gorivo biti najzastupljeni-je (benzin, dizel, prirodni ili tečni naftni gas...), pa sve deluje kao da je oscilator-ni klipni mehanizam optimalno rešenje za ovu namenu i da dileme oko toga više nema. Međutim, izvesti ovakav zaključak bilo bi sasvim pogrešno.
Koliko je oscilatorni klipni mehanizam po svojoj prirodi suštinski kompromisno rešenje, govori podatak da se kod njega mehanička energija najpre javlja kao pravolinijsko kretanje, pa se tek potom vrši transformacija u obrtno. Da bi ovakav klipni motor bio postojan izvor energije neophodno je da klip osciluje između dva granična položaja što znači da ga unutar svakog radnog ciklusa treba iz krajnjeg položaja vraćati u početni. Dakako, ovo podrazumeva njegovo neprestano ubrzavanje i usporavanje u suprotnim smerovima! Nimalo idiličan slučaj sa stanovišta fizike gde caruju iner-cijalne sile.
Staviše, termička i mehanička naprezanja unutar motora su ekstremno prome-njiva, pre svega jer se proces oslobađanja energije odvija samo u jednom delu radnog ciklusa. Zapravo, kod četvorotaknog motora tek je četvrtina puta koji prevali klip plodonosna sa stanovišta pogona. Iz tog razloga javljaju se gubici, snažne vibracije, konstruktivni i proizvodni problemi, ali ostaje činjenica da, bar naizgled, čovečanstvo do danas nije bilo u stanju da osmisli i osposobi ništa pogodnije sa stanovišta upotrebe.
Na ovom mestu, nameće se pitanje kakav bi zapravo bio idealan klipni motor? Navedene mane konvencionalnih motora pre svega upućuju na zaključak da bi bilo odlično direktno dobiti obrtno koje nam, na kraju, i treba za pogon točkova. lako krajnje logičan put ka motorima superiornih karakteristika ispostavilo se da to nije nimalo lak zadatak. Uporni i pronicljivi umovi dugo su bez konačne kon-kretizacije pokušavali da logikom probiju koru problema i svetu podare novu, efikasniju koncepciju pogona.
Glavni delovi rotacionog motora su
cauras-to kućište i trouglasti rotor koji je smešten unutar njega. Sagorevanje se odvija unutar prostora koji se formira između ove dve komponente, i to je zapravo mesto nastanka sila koje pogone rotor da se obrće unutar kućišta.
Princip na kom se zasniva rad vankelo-vog motora je oto ciklus. Radna materija prolazi kroz tipična 4 "takta" koji su odvojeni i raspoređeni po zonama unutrašnje ovalne površine kućišta. Za razliku od cilindarskih klipnih motora gde su taktovi određeni kretanjem klipa između mrtvih tačaka, rotor se prilikom radnog ciklusa neprestano obrće u istom smeru. Unutrašnja površina kućišta motora koja je izvedena u obliku epitrohoide okružuje trouglasti rotor koji se unutar nje obrće. Stranice rotora (gornja i donja) naležu na stranice kućišta, dok su na bokovima rotora samo ivice u kontaktu sa ovalnom površinom kućišta te formiraju tri komore.
Kada se rotor obrće, odnosi njegovog oblika i oblika kućišta dovode do toga da se njihove površine međusobno približavaju i udaljuju smanjujući i povećavajući zapremine komora što nalikuje odvijanju taktova kod cilindarskih motora. Međutim, dok se u cilindru konvencionalnog četvorotaktnog motora odvija jedan radni takt na svaka 2 obrtaja kolenastog vratila (pola radnog takta po obrtaju), svaka komora u vankel motoru generiše po jedan radni "takt" (ukupno 3 radna takta) po obrtaju rotora. Kako je izlazno vratilo vankel motora "uzublje-no" tako da se 3 puta brže od rotora
ra, ovo znači da se izvede 1 radni takt pri svakom obrtaju pogonskog vratila motora (kao kod dvotaktnog motora) što je 2 puta više od onog što ostvaruje četvorotaktni cilindarski motor. Iz ovog razloga izlazna snaga vankelovog motora je generalno veća od četvorotaktnog motora iste zapremine i veća od četvorotaktnog motora sličnih gabarita i mase.
Usled ove činjenice, pri kategorizaciji motora po zapremini (radi utvrđivanja poreza, učešća na takmičenjima...) uzima se da je vankelov motor ekvivalent četvorotaktnog cilindarskog motora 1,5 do 2 puta veće zapremine. Ne retko, upotreba vankelovog motora na takmičenima se smatra tolikom prednošću da se njegova upotreba pravilima zabranjuje.
Prednosti
Pored pomenute veće specifične snage, vankelove motore odlikuju još neke prednosti. Rotacioni motori su jednostavnije konstrukcije i imaju manje delova. Na primer, kako je razvod radne materije izveden pomoću jednostavnih otvora u kućištu, nema potrebe za kompleksnim ventilskim mehanizmom. Takođe, kako je rotor povezan direktno sa izlaznim vratilom motora nema klipnjača, kolena kolenastog vratila sa tegovima za uravnoteženje itd. Eliminacija ovih delova ne samo da agregat čini gotovo upola lakšim, već potpuno oslobađa motor od inercionih sila i vibracija, te donosi mek rad motora i sposobnost generisan-ja veće snage na višim obrtajima.
Još jedna prednost leži u obliku komore sagorevanja i vihorenja punjenja koje nastaje usled kretanja rotora što sprečavaju nastanak vrelih tačaka koje bi poslužile kao izvor preranog paljenja i detonacije. Na kraju, za razliku od cilindarskog motora, sagorevanje i širenje gasova odvijaju se u zoni odvojenoj od mesta formiranja smeše (sa druge strane kućišta). Iz tog razloga, moguća je upotreba goriva sa manjim oktanskim brojem, što je posebno bitno kod eksplozivnog vodonika.
Nedostaci
Dizajn vankelovog motora zahteva upotrebu brojnih kliznih zaptivača, a kućište se obično izrađuje kao sendvič delova od livenog gvozda i aluminiju-ma koji se različito šire i skupljaju kada su izloženi zagrevanju i hlađenju tokom
rada (različiti koeficijenti toplotnog širenja). Ovakva konstrukcija dovodi do gubitka zaptivanja između rotora i kućišta, ali isto tako i između samih delova kućišta.
Baš kao što komore vankelovog motora sprečavaju pojavu prevremenog paljenja smeše, isto tako uspešno povećavaju rizik od nepotpunog sagorevanja smeše. Ovo znači da izduvni gasovi sadrže određenu količinu nesagorelih ili deli-mično sagorelih ugljovodonika koji su dokazano štetni po životnu sredinu.
Još jedna konstrukciona mana vankelovog koncepta jeste njegova otežana primena na motore sa više od dva rotora. Komplikovni oblici delova i povećanje kompleksnosti njihove montaže, kod takvih motora iziskuju upotrebu izlaznog vratila koje se sastoji iz više delova. lako se ovakva rešenja uspešno primenju-ju kod trkačkih automobila, to definitivno umanjuje dobar deo prednosti jednostavne izrade i niže cene motora vankelovog koncepta.
U svakom slučaju četri decenije istraja-vanja na usavršavanju rotacionog motora u Iaboatorijama Mazde donose svoje plodove. Intezivna primena novih materijala i tehnologija donose nove odgovore na stara pitanja pa najnoviji izdanak evolucije vankelovog motora pod imenom Renesis očigledno ne pati od nabrojanih glavnih nedostataka. Interesantna je i promena lokacije otvora razvodnih kanala. Na početku serijske proizvodnje oni su bili smešteni na ovalnoj površini. Potom je usisni otvor pome-ren na ploču sa strane, dok su unutar Renesis-a svi otvori smešteni sa strane pa ovalna površina ostaje nenarušena. Staviše, Renesis ima dva usisna otvora po rotoru i značajno povećan protočni pre-sek... Rezultat ovakvih izmena je impresivan - potrošnja goriva je unutar normalnih granica (oko 11 I/T00 km) a sastav izduvnih gasova zadovoljava stroge Kali-fornijske regulative.
Ono što je još uvek na strani klipnih motora jeste jednostavnost održavanja. Naime, kada se dodirne površine kućišta sa zaptivačima rotora pohabaju, njihovo dovođenje u ispravno stanje nije ni izbliza tako jednostavno kao što je to slučaj kod motora klasične koncepcije. Nepravilan oblik ovalnog zida kućišta daleko je kompleksnije za reparaciju, pa i cena njenog tretmana daleko prevazilazi proširivanje cilindara na narednu speci-jalu.
Sve u svemu, vankelov koncept još uvek čeka svoju eru.
dipl.ing. PredragĐukić
Princip rada
Kod vankel motora, trouglasti rotor je u kontaktu sa ovalnim kućištem preko zaptivača koji se nalaze na njegovim ivicama. Na ovaj način formirane su tri nezavisne komore koje pri obrtanju rotora menjaju svoju zapreminu. Princip rada objasnićemo posmatranjem jedne od njih.
Proces usisavanja svežeg punjenja otpočinje sa otvaranjem posmatrane komore prema usisnom ventilu (slika 1). Usled obrtanja rotora, zapremina komore se povećava što stvara neophodan potpritisak (vakuum). Zaptivač koji ograničava komoru sa druge strane potom usled obrtanja rotora hermetički zatvara komoru, a zapremina komore diktirana geometrijom kućišta počinje da se smanjuje (slika 2). Na taj način se smeša sabija i priprema za paljenje koje izvodi svećica (slika 3) locirana sa suprotne strane kućišta u odnosu na razvodne kanale. Veoma brzo posle skoka var-nice dolazi do početka sagorevanja smeše i širenja produkata sagorevanja što potiskuje rotor i generiše mehaničku energiju za pokretanje izlaznog vratila (slika 4). Nakon prelaska prednjeg zaptivača komore preko izduvnog ventila, ona se otvara prema izdu-vnom vodu i produkti sagorevanja odlaze u atmosferu.
SlikaSlika
Mauro Forghieri:"Power comes from speed, torque without speed is nothing"
Life is funny, skies are sunny, Bees make honey, who needs money

Korisnikov avatar
superboss
Postovi: 3747
Pridružio se: 13 Jan 2012, 02:09
Lokacija: Speck in the Sea

Re: Wankel motor

Post od superboss » 24 Jan 2012, 08:21

:doubleup: A bas sam se spremao da odcukam nesto i na ovu temu.

Eve moj doprinos.

http://www.youtube.com/watch?v=6BCgl2uumlI
What i do for the livin'? I live for the livin'.

Korisnikov avatar
dunx81
Postovi: 5046
Pridružio se: 13 Jan 2012, 08:20
Garaža: Golf4 gti 180
Lokacija: Zrenjanin

Re: Wankel motor

Post od dunx81 » 27 Feb 2012, 09:22

Lik iz komsiluka je pre 10tak godina urnisao stari rx7.

Slika

Secam se da je imao bas brutalan zvuk a i isao je odlicno.

Ne znam da li je tacno ali cuo sam podatak da ovi nasi, pri registraciji vankela, kubikazu mnoze sa 2 jer je kao mala za tu snagu pa da je dovedu u "normalu"
Ako je tako,onda stvarno.. :uf:

Korisnikov avatar
nikaragva
Postovi: 13490
Pridružio se: 13 Jan 2012, 09:03
Garaža: Golf; CliffHanger, GRX8
Lokacija: Vulinjak

Re: Wankel motor

Post od nikaragva » 27 Feb 2012, 09:50

Kako oni znaju da je wankel (prilikom registracije)?

Korisnikov avatar
dunx81
Postovi: 5046
Pridružio se: 13 Jan 2012, 08:20
Garaža: Golf4 gti 180
Lokacija: Zrenjanin

Re: Wankel motor

Post od dunx81 » 27 Feb 2012, 10:16

Nemam pojma,nebulozno mi je od samog starta.

Korisnikov avatar
profesorPROST
Postovi: 3294
Pridružio se: 13 Jan 2012, 14:50
Lokacija: Beograd

Re: Wankel motor

Post od profesorPROST » 27 Feb 2012, 10:26

Svuda se množi puta dva, ali je kubikaža smešno mala tako da ne utiče mnogo na cenu registracije.

654×2 :)
http://en.wikipedia.org/wiki/Mazda_RX-8
Never Say Never Again

Korisnikov avatar
Uroš S.
Postovi: 10197
Pridružio se: 13 Jan 2012, 01:17
Garaža: BMW 118d | Fabia 1.0TSI | Yamaha X-Max | Polar Forester
Lokacija: Beograd - Blokovi

Re: Wankel motor

Post od Uroš S. » 27 Feb 2012, 10:42

Valjda je RX-7 kao i RX-8 imala 2 rotora, osmica ukupno 1300 koliko se sećam i 231ks ;reli:

Korisnikov avatar
nikaragva
Postovi: 13490
Pridružio se: 13 Jan 2012, 09:03
Garaža: Golf; CliffHanger, GRX8
Lokacija: Vulinjak

Re: Wankel motor

Post od nikaragva » 27 Feb 2012, 11:08

Kakvi su po pitanju izdrzljivosti ti motori?

Korisnikov avatar
methane.master
Postovi: 21871
Pridružio se: 13 Jan 2012, 10:30
Garaža: Clio III ph2 1,2 16V
Birthday

Re: Wankel motor

Post od methane.master » 27 Feb 2012, 11:43

Ne baš sjajni.
Širim haos!

Korisnikov avatar
SSlobodan
Postovi: 136
Pridružio se: 13 Jan 2012, 17:43
Lokacija: Valjevo

Re: Wankel motor

Post od SSlobodan » 27 Feb 2012, 14:17

Питање је шта је коме сјајно.
Рецимо, мој познаник има RX-7 из '81., прешао је неутврђени број km, а још увек ради као сат. За мене је то сјајно. :)

Korisnikov avatar
superboss
Postovi: 3747
Pridružio se: 13 Jan 2012, 02:09
Lokacija: Speck in the Sea

Re: Wankel motor

Post od superboss » 27 Feb 2012, 14:26

Pa, recimo da mogu manje da predju nego klasicni motori...


Mazda je svoj patent dosta usavrsila, ali ipak neki nedostaci ostaju: nesto veca potrosnja nego kod konkurencije,i benzina i ulja
What i do for the livin'? I live for the livin'.

Korisnikov avatar
Geza
Moderator
Postovi: 31075
Pridružio se: 06 Jan 2012, 11:49
Lokacija: Apsurdistan

Re: Wankel motor

Post od Geza » 27 Dec 2015, 18:56

Najgore je svađati se sa budalom. Prvo te spusti na svoj nivo, a onda te dotuče iskustvom...
Slika Slika

Korisnikov avatar
Geza
Moderator
Postovi: 31075
Pridružio se: 06 Jan 2012, 11:49
Lokacija: Apsurdistan

Re: Wankel motor

Post od Geza » 11 Maj 2018, 22:28

Najgore je svađati se sa budalom. Prvo te spusti na svoj nivo, a onda te dotuče iskustvom...
Slika Slika

Korisnikov avatar
Geza
Moderator
Postovi: 31075
Pridružio se: 06 Jan 2012, 11:49
Lokacija: Apsurdistan

Re: Wankel motor

Post od Geza » 29 Jan 2019, 14:57

The Rhombus Rotary Engine: Can a Quirky New Design Top the Famous Wankel?
https://www.popularmechanics.com/cars/c ... ry-engine/

Rotary engines have always been synonymous with spinning triangles. But what if they weren't?

Imagine triangles spinning around a shower curtain rod inside a beer keg—that is an elemental description of the screaming Wankel rotary engine. This powerplant is beloved by gearheads the world over because of its simple design with a minimum of moving parts, the way it runs smooth from low RPM to high, and the huge amounts of power that come from its tiny displacement.

However, the iconic triangular-rotor Wankel is rev-limited by the way its triangular rotors mount eccentrically to its crankshaft, meaning the engine is limited to about 9,000 rpm because the crankshaft would bend if it spun faster. Sure, a 9,000-rpm redline is high for a street car, but being able to rev higher could allow for greater power in other applications.

Maybe they could—if we went beyond the spinning triangles.
Szorenyi engine, exploded diagram.
REDA

For more than a decade, Australian engineers working under the name Rotary Engine Development Agency (REDA) have developed a new design of a rotary engine that is based on a deforming rhombus rather than the conventional triangular rotors. The engine's main advantage is a greater power density than a Wankel can achieve because a more-balanced design allows the motor to rev higher—so says Peter King, one of two partners at REDA.

The other main advantage King claims is that the Szorenyi's rev limit isn't constrained by the crankshaft bending that results from the Wankel's eccentric rotors. The Szorenyi's balanced rotors (in which the crankshaft that turns them is at the center of the rotor) allows it to rev higher than a Wankel, whose rotors have a center of gravity eccentric to its crankshaft.

This new rotary design is called the Szorenyi rotary, named after the inventor of the engine and partner at REDA Peter Szorenyi. After he passed away in 2012, his son Adam took his place at REDA alongside King.

The Wankel was never the only rotary design, but it would become the signature type. Conceived in 1920s Germany, the Wankel finally reached production in the 1950s at German automaker NSU. Mazda, along with an enormous list of automotive and aircraft manufacturers and a couple of motorcycle makers, licensed the Wankel from NSU and developed their own versions. Only Mazda really went for it, using rotaries most famously in sports cars such as the RX-7 and grand tourers such as the Cosmo.

NSU went belly up in the 1970s because its early Wankels kept self-destructing, and although the company worked out the kinks eventually, its reputation was shot to hell. Mazda was in the midst of converting almost all its production line to Wankels when the oil crisis of 1973 hit. From then on, the rotary was reserved mostly for niche lightweight sports cars and luxury grand tourers, until Mazda disappointed Wankel lovers everywhere by stopping production after 2012.

The Szorenyi endured its own saga. REDA had been developing a four-chamber Szorenyi for years and built a functioning prototype in 2008. But when the group published its white paper with the Society of Automotive Engineers in 2017, things hit a snag. Engineers from a prominent British automotive engineering firm reviewed the engine and told King the corner hinges would experience extreme pressure loads and would be difficult to adequately lubricate.

“As a result of that [conversation], I had an inspiration to remove the hinges and just accept the loss of one [combustion chamber],” King says. That simplified the engine and eliminated the lubrication and high-load problems, but also brought the Szorenyi back to a three-chamber rotary closer in concept to the Wankel.

Slika

The Szorenyi rotary retains the Wankel's basic features for the nonmoving parts of the engine, however, it still has a key advantage—the Szorenyi uses a rounder shape for its stator (the beer-keg-shaped stationary part of the engine). Its rotors experience centrifugal forces that deform them against the apex seals lining the combustion chambers, which improves the sealing of those chambers. By contrast, King argues, the Wankel's eccentric rotors experience a force acting toward the center of the engine, and that can cause the apex seal to lift, resulting in gases leaking between chambers.

Losing the fourth chamber reduces the displacement of the engine—if all else stays the same—but the three-chamber Szorenyi retains the balanced rotors that let it rev higher than an equivalent Wankel. “My approach now is to park the four-chamber engine and concentrate on the three-chamber engine,” King says. It'll be the first version of the Szorenyi that we'll see, although King doesn't say for which application it'll debut.


Presuming its final design comes to fruition, the Szorenyi faces an existential question: What is the rotary's place in the world?

Like the air-cooled engine, the rotary engine saw interest and production among big manufacturers peter out around the turn of the century. The Wankel survived until 2012, when Mazda killed the rotary-powered RX-8. Toughening emissions and fuel economy standards had signed the Wankel's death warrant.

Except it's experiencing a minor revival. Around the same time REDA decided to concentrate on the three-chamber Szorenyi, Mazda announced it would reviving the Wankel as a range extender for electrically driven cars. This way, the Mazda Wankel would not directly turn the wheels but act more like an onboard generator that, in a pinch, generates extra electricity for the electric motors that drive the car's wheels. Suddenly the rotary found yet another life.

The immediate fate of the Szorenyi remains unclear. As opposed to finding its way into a car—a long and arduous process—the design could be used first in unmanned aerial vehicles and light aircraft, places where the Wankel has been popular for years. The Szorenyi would be an ideal engine in ultralight aircraft and gyrocopters for the same reasons as the Wankel: good power, low weight, small size.

After all the positive reception from the industry, the only hurdle left is for REDA is to convince someone to build it.



Najgore je svađati se sa budalom. Prvo te spusti na svoj nivo, a onda te dotuče iskustvom...
Slika Slika

Odgovori