Današnja industrija se potpuno navikla na upotrebu konvencionalnih četvorotaktnih klipnih motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Tog koncepta proizvođači se slepo drže i ne usuđuju se da probaju alternativne principe konstrukcije SUS motora koje itekako postoje. Jedna od tih konstrukcija je Vankelov motor, kao mala, lagana i izuzetno efikasna pokretačka jedinica na čijem usavršavanju nikad nije uloženo dovoljno. Zašto je to tako?
U motore koje danas koriste skoro sva vozila uloženo je skoro preko 150 godina razvoja. Jedan od konceptualno drugačijih motora je Vankelov motor. Prvi patent Vankelovog motora pojavio se 1929. godine, a patentirao ga je Feliks Vankel (Felix Wankel). Vankel je priliku da praktično primeni svoj patent dobio tek 1950. godine prilikom rada u NSU fabrici. NSU je tada bio najveći proizvođač motocikala na svetu, a u tom periodu pripremali su se i za proizvodnju automobila.
Feliks Vankel je konačno dobio priliku da pokaže šta njegov motor može da uradi. Do izrade prvog prototipa bilo je potrebno da se čeka do 1957. godine. Kompaktnost, jednostavnost, linearna isporuka snage, kao i mali broj pokretnih delova činili su da Vankelov motor sa svojim zaista velikim potencijalom postane pretnja tada rasprostranjenim konvencionalnim agregatima sa pravolinijskim kretanjem klipa.
Budući da je Vankel radio u NSU fabrici, licenca za agregat je pripala upravo njima. NSU je zatim licencu prodavao ostalim proizvođačima koji su radili na daljem razvoju Vankelovog agregata.
Mnogo kompanija za izradu raznih vozila odmah je bilo zainteresovano za Vankelov motor. Jedan SAD avio proizvođač odmah je otkupio licencu i radio na razvoju verzije za avione. Rols Rojs je napravio i prvu dizel verziju, a Norton je počeo sa razvojem prvog motocikla sa Vankel motorom.
Pre nego nastavimo sa praktičnom primenom Vankel motora, hajde da se podsetimo principa rada takvog motora kako biste imali jasniju sliku o specifičnostima njegove konstrukcije.
Manje je više
Manje pokretnih delova i manje kretanja znači manji gubitak energije. “Standarni” motori koje današnji automobili i motocikli koriste gube mnogo energije na savlađivanje otpora koji se javljaju unutar motora. Osim toga, najveća mana četvorotaktnih motora sa pravolinijskim kretanjem klipova je ta da tek na svake dve rotacije radilice izvrše jedno sagorevanje. Poređenja radi, Vankelov motor u jednom kružnom kretanju izvrši tri sagorevanja.
Prema načinu isporuke snage, dvotaktni motor je najbliži Vankelovom, sa tim što je Vankelov motor još efikasnijii i linearnije isporučuje snagu.
Konstrukcija i princip rada
Vankelov motor sastoji se od ovalnog cilindra. U ovalnom clindru nalazi se klip koji vrši kružno kretanje. Klip ima oblik Reloovog trougla. Na jednom kraju cilindra nalazi se usisni kanal kroz koji ulazi smesa goriva i vazduha, dok je na drugom kraju sistema izduvni kanal.
Pre nego što nastavim sa objašnjenjem, predlažem da pogledate sledeću fotografiju kako bi vam bilo jasnije kako sve to izgleda unutar cilindra:
Sad kad imamo sliku, verujem da vam je lakše da shvatite princip rada. Dakle, trouglasti klip u ovalnom cilindru čini da imamo tri komore. Te tri komore možemo nazvati i radne komore jer se u svakoj od njih obavlja po jedan ciklus rada četvorotaktnog motora. U prvu komoru ulazi gorivo, zatim se klip rotira i pošto smeša nema gde da ode, u sledećem pomeranju klipa dolazi do sabijanja, to jest kompresije. Nakon toga se tako sabijeno smeša goriva i vazduha potiskuje u sledeći (radni) takt gde svećica baca varnicu i pali smesu goriva i vazduha. Nakon toga klip pod pritiskom odlazi u sledeći položaj i izbacuje gasove.
Kao što vidite, sve faze se dešavaju u jednoj rotaciji i nailazi radni takt za radnim taktom. Kod klasičnog četvorotaktnog motora je za sve ovo potrebno da se odviju dve rotacije radilice, a uz to klip ima znatno duži hod, pa sama operacije traje duže. Uz to klip mora u dve tačke da se potpuno zaustavi, pa je to veliki stres za komponente.
Velika prednost Vankelovog motora je to što ima samo tri pokretne komponente, dok kod klasičnog motora taj broj dolazi do 40 komponenti. Svaka komponenta stvara određeni otpor koji “troši” snagu motora. To je još jedan od razloga zašto je Vankelov motor efikasan i pouzdan.
Sigurno se pitate – kako se snaga prenosi dalje? Unutar klipa nalaze se žlebovi koji naležu na izlazno ekscentrično vratilo koje je fiksirano ležajevima. Kako se klip rotira, tako se okreće i izlazna osovina koja dalje prenosi snagu.
Takav način prenosa snage ostavlja dodatni prostor za igranje sa brojem obrtaja vratila i snagom koja se prenosi. U zavisnosti od prečnika osovine i zupčanika, dodatno može da se poveća ili smanji broj obrtaja izlazne osovine što može da utiče na snagu. Izlazna osovina se dalje spaja na klasičan menjač i snaga se dalje prenosi već poznatim putevima.
Prednosti
Vankelov motor ima niz benefita u poređenju sa klasičnim četvorotaktnim motorom koji koristi klip sa pravolinijskim kretanjem.
Način na koji se radni taktovi izvode dovodi do toga da se snaga linearno isporučuje, a rotaciono kretanje klipa i mali broj pokretnih delova omogućava da agregat postiže veliki broj obrtaja, kao i veliku snagu po litri radne zapremine agregata.
Ono što je takođe bitno je da kod Vankelovog motora nema prenošenja vibracija. Još jedan benefit malog broja komponenti je smanjene mase agregata. Vankelov motor može da bude dva do tri puta lakši u poređenju sa klasičnim agregatom u istoj radnoj zapremini.
Takođe, prilikom rada Vankelov motor je izuzetno tih što je dodatni plus.
Zašto se ne ugrađuje češće i koje su mu mane?
Sve je do sad zvučalo bajkovito, zar ne? Hajde da sagledamo razloge zbog kojih se Vankelov motor ne koristi češće.
Ako se vratimo na princip rada motora, možemo videti da se eksplozija (radni takt) događa samo na jednom delu ovalnog cilindra. Zbog toga dolazi do nejednakog zagrevanja cilindra i u krajnjoj meri vremenom može doći do zamora materijala i u finalu do pucanja.
Neki proizvođači koji su ugrađivali Vankelov motor (Mazda u RX-7 i RX-8) za izradu cilindra koristili su materijale poput keramike i druge skuplje materijale otpornije na promene temperature i nejednako širenje. Sa vodenim hlađenjem taj problem je donekle rešen, ali i dalje to ostaje jedna od slabijih tačaka ovog agregata.
Da to nije tako strašan problem dokazala je upravo Mazda koja je do 2011. godine proizvodila RX-8 sa Vankel motorom. Razlog zbog kojeg je RX-8 povučen iz prodaje bilo je nezadovoljavanje emisionih standarda. Tokom rada Vankelov motor troši i znatno više ulja u poređenju sa klasičnim motorima, što se negativno odražava na emisiju štetnih gasova.
Tokom perioda razvoja Vankelov motor je trošio više goriva, ali je Mazda na “Renesis” motoru (ugrađenim u RX-8) uspela da reši i taj problem.
Glavni problem zbog kojeg danas Vankelov motor nije rasprostranjeniji leži u činjenici da proizvođači ne žele da ulože više novca u usavršavanje ovog motora. Skuplje komponente koje se koriste u izradi motora, kao i novac koji mora da se uloži u istraživanje načina smanjenja izduvnih gasova verovatno su glavni problemi zbog kojih se ne radi na daljem razvoju.
Od većih proizvođača u auto – moto industriji jedino je Mazda usavršavala Vankelov motor. U moto industriji, najnoviji motocikl koji koristi Vankelov motor je Crighton CR700W.
Ukoliko bi proizvođači radili na smanjenu emisije štetnih gasova, a uz upotrebu današnjih materijala, verujem da bi Vankelov motor mogao da ima budućnost. Najveća prednost je to što iz male radne zapremine može da se izvuče velika snaga.
U svakom slučaju, velika je šteta što kroz istoriju potencijal ovog agregata nije bolje iskorišten i što je gotov bačen u zapećak. Ali ko zna šta nam budućnost donosi. Možda još nije sve izgubljeno za Vankela.
Ukoliko imate iskustva sa Vaneklovim motorima ili želite da iznesete vaše mišljenje o ovom tipu motora, možete posetiti našu temu na forumu.
Da li želite da dobijate obaveštenja o novim tekstovima?
Svakog petka ujutro šaljemo email sa listom tekstova koje smo objavili te nedelje, svima koji su se prijavili na BJBikers email bilten. Na taj način možete ostati u toku sa novostima, čak i ako neki tekst propustite u toku nedelje…
