Wankel Motoru Nedir? Nasıl Çalışır?

[makinist]

Wankel motoru 1954 yılında Alman mühendisi Felix Wankel tarafından geliştirilmiş bir motordur. Motor 1957 yılında ilk defa Almanya Neckarsulm’daki NSU firması standına getirildi. İlk kez 1963 yılında NSU Spider marka araca mote edildi. 1967 yılında NSU Ro 80 çift diskli wankel motorunu kabul etti. NSU Ro 80 2×497,5 cm3 ‘lük bir motor hacmine sahipti. 5500 d/d’da 136 HP güç üretiyordu. Motorun ağırlığı 103 kg’dı. Sıkıştırma oranı 9/1’di. NSU’dan başka o yıllarda Japon Toyo Kogyo Firması da wankel motoruyla güç üreten otomobil üretmiştir. 1972 yılında Amerikan GM firması 5 sene içerisinde Wankel motorunu geliştirmek için 50 milyon dolar harcayarak 185HP gücünde bir Wankel motorunu geliştirerek otomobillerinde kullanmaya başlamıştır. Yine Amerikan Ford firması Wankel motorunun kendi araçlarında kullanılması için çeşitli anlaşmalar yapmıştır. Bunların dışında Hollanda’da Datsun , İngiltere’de Rolls-Royce ve İtalya’da Alfa romeo firmaları Wankel motoruyla ilgilenmişlerdir.Günümüzde ise Mazda firması RX7 ve RX8 modelinde bu motoru kullanmaktadır.

Wankel motorunun çalışması

Wankel motorunun iç yapısı sanılanın aksine normal bir motordan çok daha basittir. Oval bir gövde içerisinde merkezden kaçık olarak dönen bir rotor (döner piston) (tasarımına göre 2-3-4 rotor da olabilir) ve ekzantrik milidir ( ekzantirk mili 4 zamanlı motorlarda bulunan krank milinin işini yapmaktadır ). 4 silindirli , 16 subaplı , 2 ekzantirikli modern bir motora göre karmaşık hareketli parçalardan yoksundur. Rotor bir iç v bir dış dişli yardımı ile motorun ana miline bağlıdır. Motor çalıştığı sürece emme , sıkıştırma , iş ve egzoz zamanları rotorun çevresinde oluşur. Motorun en büyük zorluğu da buradan kaynaklanır. Rotorun etrafının çok çabuk aşınmasından dolayı sıklıkla değiştirilmesi gerekmektedir. Genellikle polimerik malzemeden yapılan rotor kenarları aşınması zor bir madde tarafından henüz üretilememiştir.

Wankel motorları dört zaman ilkesine göre çalışmaktadır. Rotorun her bir tam devrinde her haznede dört zamanlı motora göre bir iş meydana gelir. Ekzantrik mili bu sırada üç devir dönmüş olur. Çalışması şu şekildedir. Motorun kumandası muhafaza gövdesindeki kanal üzerinden sağlanır. Rotor ekzantrik milinin bir kamına yataklandırılmıştır. Muhafaza gövdesinin içinde sabitlendirilen pinyon dişli rotorun iç tarafına açılmış dişli ile kavraşmış durumdadır. Rotor sabit pinyon dişli üzerinde yuvarlanır. Yuvarlanırken ekzantrik mili üzerinde bir döndürme kuvveti oluşturur. Ekzantirik milinde oluşan bu dönme hareketi şanzumana iletilir. Su ile soğutmalı motor gövdesinin bir yanında emme ve eksoz kanalları karşı tarafında ateşleme bujileri yer alır.


WANKEL MOTORU KULLANILAN OTOMOBİL MODELLERİ

NSU Spider
NSU Ro-80
Mazda R-100
Mazda RX-7
Mazda RX-8



Bu motoru kullanan arabalarda titreşimi engellemek amacıyla genellikle 2′şer piston kullanılır. 4 zamanlı olan motor tek devri esnasında emme-sıkıştıma-genişleme-eksoz işlerini bir arada yaptığından 4 zamanlı sıra tipi motorlara oranla çok daha düzgün bir tork eğrisi çizer. Bu sayede ani hızlanma veya sollamalarda çok daha esnektir. Fakat bu motorun geliştirilmesindeki en büyük engel, aşınmanın çok fazla olmasıdır. Piston üçgen şeklinde olup, piston kursu içerisinde dönerek herhangi bir ara eleman(biyel) olmaksızın gücü direkt olarak krank miline iletir. Bu esnada piston köşeleri piston kursunu adeta çizercesine döner ve devir arttıkça sürtünme daha çok artar. Isının etkisiyle genleşen piston, yüksek devirlerde yağlamanın iyi yapılamamasından dolayı ciddi bir aşınmaya uğrar. Eğer pistonun yeterince sert bir yapıya kavuşturulabilirse, bu motorun çok daha popüler olup otomotivde yeni bir çığır açacağını düşünüyorum.

Örnek olarak, aşağıda resmini eklediğim Mazda RX-8 1.3L silindir hacmine sahip 900 kiloluk bir araç. 1.3 Litrelik motoru küçümsememek gerekiyor çünkü Wankel motoru kullandığından 8200 d/dak’da 231HP güç üretebiliyor. Ve bunu yaparken de turbo veya süperşarj kullanmıyor. Yani hava motora atmosferik olarak giriyor. Aracın maksimum torku ise, 5500 d/dak’da 211Nm. Bu gücü tipik sıra tipli bir motorla elde edebilmek için tahminimce 3L silindir hacminde bir motor gerekirdi.




Böyle harika bir icadın yukarıda bahsettiğim engelleri kısa sürede aşması dileğiyle; bu motoru geliştirmeye çabalayan tek firma diyebileceğimiz Mazda’ya başarılar(Mazda, Ford’un bünyesinde bir alt markadır).

ALINTIDIR