פעולת מנוע עגולה וולא טורית (מה זה מנוע וואנקל/רוטורי? - עריכה)

[belair]

באחת השיחות עם אבא שלי הוא דיבר על מנוע שעובד בסיבוב (היה של מרצדס)ולא טורית כמו כל המנוע הקיימים .
ועכשיו לשאלה איך קוראים שאני יכול למצוא עליו חומר קריאה או שתסבירו לי :grin:

[Bulldog]

האא!?!

2,3 או 4 פעימות (אחת אם אתה מוכר גלולות פלא לחיסכון בדלק) זה צורת עבודה של המנוע.
טורי, V, W, כוכב, זה צורות של סידור הבוכנות.
עכשיו, על מה מדברים?

אני משער שאתה מתכוון לכוכב שהיה נפוץ למטוסים ( כמה שאני זוכר)

עומר

[six 4 life]

יתכן והוא מתכוון למנוע וונקל.

[tooshey]

מנוע וונקל - עולם מושלם


כתב: גיל לפיד

עולם מושלם?

תמיד האדם מחפש דרכים יעילות יותר לעשות דברים. לדוגמא, מחבתות טפלון (המצאה נהדרת בפני עצמה), עטים כדוריים, צמיגים עם מקדמי שחיקה ואורך חיים גבוהה ועוד... אבל נראה כאילו את המנוע מישהו שכח...

אני זוכר איך בגיל 16 בערך, התחלנו ללמוד לתיאוריה, היינו יושבים סביב לשולחן עגול עם מגש פיצה וכל אחד היה "בוחן" את השני תוך כדי בליסת משולשי פיצה. יום אחד מישהו מהחבר'ה אמר לי "תשמע, ראיתי שמנוע של אוטו עושה 4 פעולות, אבל רק אחת מהן היא ממש תורמת לעבודה".
בפה מלא פיצה הפטרתי, נו, מה חדש...
אז למה אין משהו יותר טוב מזה? הוא הקשה... והתשובה היתה, יש, ולא סתם, אלא מנוע מופלא, שובר מוסכמות, ממש פריצת דרך...
השאלות הבאות היו מתבקשות. איך זה עובד? למה לא משתמשים בזה? והכי חשוב, איך זה ניקרא?
סיימתי ללעוס, והסברתי שזה ניקרא מנוע רוטורי או מנוע וונקל (Wankel), הוא ניבנה לראשונה על-ידי מהנדס גרמני בשם פליקס וונקל (Felix Wankel). ההמצאה החלה את דרכה בשנת 1924 כמשאבת שמן, או ליתר דיוק משאבת גריז.
מאוחר יותר (1929) רשם וונקל את הפטנט על המנוע הרוטורי שלו.
מכאן והלאה, מובן שלא למדנו תיאוריה, וגם לי, לא ממש נשארה פיצה...

התיאוריה שמאחורי הרעיון

הרעיון הוא פשוט, וכמו שאותו חבר "עלה" על זה שמנוע ארבע פעימות מבזבז אנרגיה, ובעצם כל מחזור רביעי הוא יוצר "עבודה". בזבזני, לא?
בנוסף על כך מתווספת העובדה כי מנוע בוכנתי הופך אנרגיה קווית לאנרגיה סיבובית, וזאת על-ידי גל הארכובה.
הבוכנה מאיצה מתחילת מהלכה ונעצרת בסוף המהלך. בתאוצה והתאוטה הזו דורשות אנרגיה, כמו כן הפיכת האנרגיה הליניארית הזו לאנרגיה סיבובית מורידה מהנצילות של המנוע.
גם השסתומים שנפתחים ונסגרים, אשר מונעים על-ידי כוח המנוע עצמו. שוב בזבוז אנרגיה!
כל זאת לא קיים במנוע וונקל!
למה? כי מנוע וונקל הוא בבסיסו מנוע סיבובי, ואין בו כמעט חלקים נעים, אין בזבוז אנרגיה על מהלכים מיותרים, וכל פעולה שלו היא גם דחיסה גם עבודה וגם פלטה.

רגע רגע, אז איך עובד כל ה"קסם" הזה? עלתה השאלה...








פשוט מאוד... אולם כדי להבין את העיקרון צריך להשתחרר מהמחשבה על מנוע ארבע או שתי פעימות, צריך לשכוח את כל מה שאנחנו יודעים ומכירים...
תוך שניות מגש הפיצה הפך ללוח שירטוט, וההסבר התחיל.
נתחיל בבוכנה, הבוכנה היא בוכנה משולשת, עם דפנות עגולות ושקעים במרכזה (בכדי שפני הבוכנה לא יגעו בפלאג) ובכל "פינה" נמצאת "טבעת אטימה".
במרכז הבוכנה נמצא הגיר שמסובב את הבוכנה.
הבוכנה אינה מסתובבת אלא נעה בצורה אקצנטרית (ביצתית) וכך נוצרת פעולת הדחיסה.



וככה זה נראה כאשר מוסיפים את "צילינדר"





למעשה מנוע וונקל הוא מנוע פעימה אחת. ובנוסף לכך הוא גם סיבובי בצורה מלאה, בניגוד למנועי 4 /2 פעימות.
במנוע וונקל אין שסתומים, כי הבוכנה סוגרת את פתחי היניקה והפלטה. אין גל ארכובה מסובך כי הבוכנה נעה בצורה סיבובית.
ובעצם, אין צורך לכאורה בגלגל תנופה, היות ופעולת הדחיסה מיתבצעת על ידי אותו רוטור-בוכנה שעושה "עבודה" וגם מבצע פלטה, וכל זה עם "בוכנה" אחת!
לרוב מנועי הוונקל יש שתי בוכנות, כדי לאזן את הפעולה של הרוטור.
ערך מוסף יש למבנה המנוע, אין צורך במשאבת שמן. אין יותר מידי חלקים נעים ולכאורה ניתן לשמן את החלקים "בטבילה".

אז למה לא משתמשים בו, אתם שואלים את עצמכם? זו בדיוק אותה שאלה שעלתה בחלל החדר (ועולה בכל פעם שאני מציג את הרעיון הגאוני של מנוע רוטורי).
אין לכך תשובה מוחלטת.
כיום מנוע וונקל נימצא בחלל תא המנוע של מכונית "סדרתית" אחת, מזדה. חברה שדבקה במוצר הזה שנים רבות. אולם מנוע וונקל סבל, וסובל , וככל הנראה ימשיך לסבול (לצערי, יש לציין) מבעיות אמינות קשות. קשה לעשות "אוברול", קשה לבנות טבעות אטימה שיחזיקו מעמד. הבעיה העיקרית של המנוע היא הצטברות חום בחלק שבין "תא הפלטה" ל"תא היניקה". שני האזורים קרובים איד לשני ודורשים קירור אינטנסיבי של האזור.
זו לא הבעיה היחידה של תצורת מנוע כזו. ישנה את בעית האטימה. מנוע וונקל מסתובב לו במהירות של 14000 סל"ד, האטמים שבקצה כל "פינת הבוכנה" מתחממים ונשחקים במהירות.
נקודת כשל נוספת היא החיבור בין דופן הבוכנה (החלק שאנו רואים בחתך הצד בציור) לבית הבוכנה או מיכסה המנוע. גם דרך שם גזים יכולים למצוא את דרכם החוצה. קשה לאטום חלק כזה.

לא מעט חברות ניסו את כוחן בפיתוח מנוע זה, אחת מהן היתה NSU (ראה כתבה)
עוד חברה שניסתה את מזלה עם מנוע זה הייתה סוזוקי עם ה RE-5 שלה. ללא ספק אחד האופנועים היפים שיצאו משערי החברה בשנות ה 70. לאופנוע זה היה מנוע עם נפח של 497 סמ"ק עם צמד בוכנות אשר הגיע להספק של כמעט 50 כוח סוס ב 16000 סל"ד! נתון מרשים גם לימינו... אתה המנוע אגב "תרמה" NSU.
גם חברת "נורטון" ניסתה את השילוב של מנוע וונקל בתוך שילדת אופנוע.
וראוי לציין לטובה את מזדה שתומכת ברעיון של מנוע רוטורי ומפתחת אותו כל כך הרבה שנים למרות “שבע השנים הרעות שלה" (RX 4 לדוגמא) היא המשיכה ופיתחה את הרעיון והגיע לתוצאות מרשימות.

לאורך ההיסטוריה המוטורית רואים הרבה "תופעות" מוזרות בתחום המוטוריקה. חלקן בעלות ערך הנדסי רב. אחת מהן היא המנוע האובלי של הונדה, מנוע עם בוכנות אובליות (סידרת ה NR). המטרה הייתה ליצור מנוע מרובה שסתומים, ובעל בוכנה בעלת שטח פנים גדול, אך מצד שני לשמור על מימדי מנוע קטנים ומהלך בוכנה קצר. התוצאה, אחד המנועים המסובכים מבחינה הנדסית שברא האדם! די לחשוב על המורכבות של הכנת צילינדר אובלי בכדי לחשב כמה כסף הוציאה חברת "הונדה" על המנוע... אילו היתה משקיעה את הכסף הזה פיתוח מנוע וונקל, אני מאמין שהאמינות שלו הייתה גוברת, ההספק היה גדל ואולי עוד חברות היו מאמצות את הרעיון.
שיקול נוסף של יצרניות המנועים הוא הניסיון שנצבר.
לכל חברה יש ניסיון רב בבניית תאי בערה "צילינדריים", ניסיון שנצבר עם השנים בפיתוח.
אסור לשכוח כי גם למנוע ארבע פעימות היו בעיות אמינות רבות. לדוגמא: שבירת שסתומים. הפיתרון היה ברוח אותן שנים, "השסתומים הצדיים". השסתומים ישבו במעין "חדר" ניפרד מהצילינדר, בצד, כך שאם נישבר שסתום הוא לא "יפול" לחלל הצילינדר. והיה מקובל לצאת לטיול ארוך עם שסתום ספייר!
עם השנים נעשה שימוש בחומרים עמידים יותר, וטכניקות שילוב חומרים טובה יותר (סיבוב והצמדה הייתה המקורית לדעתי), ונילמדו שיטות לחיסכון ביצור ובפיתוח.

אולי עם המעבר למנועים "ירוקים", והמודעות הגוברת לאיכות הסביבה, ההתפשטות של חומרים בעלי מקדם שחיקה נמוך, יזכה מנוע הוונקל לעדנה מחודשת.
אני מאמין בטכנולוגיה שבה בנוי המנוע הזה, ולדעתי הוא בנוי בצורה הכי טבעית והרמונית למנוע שמפיק תנועה סיבובית.

וכמו שמנוע וונקל משלב את הטוב שבשני העולמות, גם חסכוני בדומה למנועי הארבע פעימות (יחסית) וגם מהיר וחזק כמו מנוע שתי פעימות (ללא רצועת סל"ד צרה כל-כך), כך גם הרעש שהוא מפיק. מין שילוב של מנוע ארבע פעימות בסל"ד נמוך ורעש "מנסר" כמו למנוע שתי פעימות.

להאזנה לצליל מנוע הוונקל לחצו כאן

















הודעות אחרונות בפורומים



תגובות למאמר/כתבה:

נכתב ע"י חיים אוזן בתאריך 29/12/2005 18:17:11:

מנוע ונקל
שלום לכולם אני סטודנט למערכות רכב ואני עושה פרויקט על מנוע ונקל אים יש למישהו נתונים יותר מפורטים או מקורות למנוע זה אני ישמח לישמוע על כך לאימל: [email protected]

נכתב ע"י ישראדב בתאריך 30/10/2004:

כתבה טובה,ותגובה נהדרת של ירון קוראט
לירון יותר ממה שנהנתי מהכתבה נהניתי מתגובתך המצוינת המראה שעדיין לא פסו משכילים מן הארץ. אבל שאלה לי עומדת ותלויה ללא פיתרון. אם מנוע זה בעל נצילות תיאורטית גבוהה כל כך (פי 4 לא?) מהי צריכת הדלק שלו ביחס למנוע 4 פעימות?

נכתב ע"י מרון בתאריך 16/07/2004:

767
פרט קטן שנשכח הוא שמאזדה ניצחה במירוץ ה-24 שעות בלה-מאן ב-1991 עם ה-767B מצוידת במנוע מסוג זה.

נכתב ע"י ירון בתאריך 13/07/2004:

כמה הערות לגבי תוכן הכתבה
שלום גיל, כתבה נחמדה מאד, וכל הכבוד על היוזמה. עדיין – יש בכתמה מספר אי דיוקים שהיה ראוי לתקנם: "נתחיל בבוכנה, הבוכנה היא בוכנה משולשת, עם דפנות עגולות ושקעים במרכזה (בכדי שפני הבוכנה לא יגעו בפלאג) ובכל "פינה" נמצאת "טבעת אטימה"." - מטרת השקעים על פני הרוטור היא מתן נפח מסויים לתא השריפה, על מנת לאפשר בעירה יעילה יותר של תערובת הדלק-אוויר (שאינה אוהבת יותר מדי תאי דלק פחוסים), וכן על מנת להפחית את יחס הדחיסה של המנוע לערכים מקובלים עבור בנזין (מקסימום 11.5:1) מבלי להגדיל את מידת האקסצנטריות של גל המנוע ובכך לפגוע ב"עגוליות" פעולת המנוע. "למעשה מנוע וונקל הוא מנוע פעימה אחת. ובנוסף לכך הוא גם סיבובי בצורה מלאה, בניגוד למנועי 4 /2 פעימות." - מנוע וונקל הינו מנוע 4 פעימות לכל דבר ועניין. מול כל אחד מפני הרוטור מתבצעות ארבעת פעולות המנוע (יניקה, דחיסה, עבודה ופליטה) בזו אחר זו. בנוסף, בשל יחס התמסורת בין סל"ד הרוטור לסל"ד "גל בארכובה" (סיבוב בודד של הרוטור עבור כל 3 סיבובים של הגל) מתקבלת מן המנוע בפועל פעימת כוח אחת כל 360 מעלות סיבוב של הגל, בדומה למנועי 2 פעימות. זו לא הבעיה היחידה של תצורת מנוע כזו. ישנה את בעית האטימה. מנוע וונקל מסתובב לו במהירות של 14000 סל"ד, האטמים שבקצה כל "פינת הבוכנה" מתחממים ונשחקים במהירות. נקודת כשל נוספת היא החיבור בין דופן הבוכנה (החלק שאנו רואים בחתך הצד בציור) לבית הבוכנה או מיכסה המנוע. גם דרך שם גזים יכולים למצוא את דרכם החוצה. קשה לאטום חלק כזה. - מנועי וונקל רבים (כולל זה של נורטון – אותו הזכרת) סובבים בסל"דים שפויים הרבה יותר. גם בעיית האטמים המפורסמת – שאגב, היתה בולטת יותר במשטחי האטימה בצידי הרוטור ולא בנקודות המגע בין קטביו לבין בית הרוטור – נפתרה. הבעיות העיקריות של מנועי וונקל נותרו דרישה לדיוקי ייצור והרכבה גבוהים מאד, ומורכבות מערכת הקירור הנדרשת לסלק חום רב מאד מבית "גל הארכובה" הכלוא למעשה בתוך הרוטורים. אולי עם המעבר למנועים "ירוקים", והמודעות הגוברת לאיכות הסביבה, ההתפשטות של חומרים בעלי מקדם שחיקה נמוך, יזכה מנוע הוונקל לעדנה מחודשת. - מנועי וונקל "סובלים" משריפת דלק פחות הרמונית מזו הקיימת במנועים קונבנציונאליים, בשל צורת תא השריפה היחודית. כתוצאה – אחוז פליטת המזהמים המנועי וונקל הוא לרוב גבוה יותר מזה שבמנועים קונבנציונאליים מקבילים. בכבוד רב. ירון קוריאט

נכתב ע"י יוני בתאריך 13/07/2004:

המנוע עם כל הכבוד הראוי לו אינו חסכוני
מנוע וונקל מפיק סיבוב אחד על ארבעה מחזורים. ואילו מנוע ארבע פעימות מפיק שני סיבובי גל ארכובה על ארבע מחזורים.

נכתב ע"י ishpuz בתאריך 08/07/2004:

נשאר פיצה?
כל הכבוד על ההסבר! הנה אנימציה של מנוע כזה: http://auto.howstuffworks.com/rotary-engine8.htm

נכתב ע"י עמית בתאריך 07/07/2004:

חסרה תזכורת למרצדס C111
חסרה תזכורת למרצדס C111 מכונית ספורט עם ביצועים בליגה של פרארי עם מנוע וונקל 4*600 סמ"ק.

נכתב ע"י בני כהן בתאריך 06/07/2004:

כל הכבוד!
תודה על הכתבה הסברת את זה בצורה הטובה והפשוטה ביותר,ומעניין איך ה-RX של מאזדה מתמודדת עם הבעיות האלה


כתיבת תגובה למאמר/כתבה:

שם מלא:
כותרת ההודעה:
תוכן התגובה:

[belair]

תודה רבה על ההסבר רק בעיה קלה לא רואים תמונות.
אם אתה יכול לתת את הלינק הישר לאתר שממנו נלקחה הכתבה זה ישמח אותי בימים קשים אלו

[נמרוד]

חפש בגוגל
Rotary engine
Wankel engine
Mazda RX7

הידעתם שישראל היא מעצמה קטנה בתחום מנועי וונקל? למזל"טים כמובן...
חברה נחמדה מחממת הטכניון שמפתחת מנוע דמוי וונקל, עוד יותר משופר - http://www.darengines.co.il/default.asp

[tzagi]

The mechanical portion theory has been covered

I can give some real life experiance
In the day(many moons ago) I worked on many RX7's...there were 10000's sold in the 80's
The original RX7 was made as competition to the Nissan 280z
it was slightly smaller and much lighter then the z, performance was about equal with the bigest advantage of the instant ability to reach 7000rpm
The 80's cars were powered by a 2 rotor rotary of 1300cc
using a single 4bbl asian carburator,its power was made well above 5000 rpm with no torque(MOMENT) to speak of
The major problems with the motor were very high apetite for gasoline (it was equal to a 3 liter 6 cyl in that regard)
There was a VERY short engine life, they usualy lasted 70000 miles (110000km)
There were big problems with oil consumption, they whould burn more then a quart(almost a liter) every 700 miles by the time 50000 miles was reached.
Overheating the engine(even mildly) or running it out of oil(usualy dou to the high oil consumption) means the death of the engine, the apex seals(rings) was prone to wear, if the rotor housing (cylinder walls) were scored, the engine was gone. rebulding it was next to imposable and there was only one company in the US that specialied in overhauls with good results, needless to say....it was very expensive
you could have bought another RX7 for half of what a rebuilt engine whould cost (all this is relevent to the 80's and 90's cars)

Today Mazda sells the RX8, using a "next generation rotary" turbo and non turbo
still using the same design but its supposed to be much improved, I dont know about the dependability...only time will tell

[GodsFather]

אין כמו ויקיפדיה

http://www.howstuffworks.com/flash/rotary-engine-animation.swf

http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%9E%D7%A0%D7%95%D7%A2_%D7%95%D7%A0%D7 %A7%D7%9C

[asafa]

יש בארץ רכב עם מנוע רוטורי MAZDA RX7 שחורה.
לפני שנתיים דלק מוטורס שקלו ברצינות לשווק בארץ RX8 עם מנוע וואנקל אך לבסוף התוכנית נזנחה משיקולים שונים, חבל... יכל להיות מעניין לקחת אותה לנסיעת מבחן.