الموضوع: المحرك الدوراني وينغل

في عام 1951، بدأ المهندس الألماني فليكس وانكل بتطوير المحرك في شركة NSU، حيث تصّور لأول مرة محركه الدوراني في 1954 (DKM 54). تم تصميم محرك وانكل الدوراني والذي يدعى KKM 57 من قبل مهندس NSU هانس دايتير باشيكي في 1957 ومن غير علم فليكس وانكل، والذي أعقب قائلًا " لقد حولت حصاني إلى ثور ". لقد تم تشغيل أول نموذج لمحرك DKM 57 في قسم NSU للتطوير والبحث في الأول من فبراير 1957. لقد كان بقوة 21 حصانا ً، بعكس محركات وانكل الحديثة، ولقد دارت الدّوارة والحاوية. عقب ذلك جهود جبارة في تصميم المحركات الدورانية في الخمسينيات والستينيات. لقد لفت ذلك الانتباه بسبب أنها كانت مرنة في أدائها، وبسبب سهولة تصميمها أيضًا. حدثت مشكلة أولية وهي حدوث صدع في سطح المنحنى الفوقي (التروكويد الفوقي) الذي تم التعامل معه بوضع سدادات في قطعة معدن منفصلة بدلا من وضعها معًا في داخل التصميم. وتم تعويض السدادات المبردة بمشاريع متعددة لتسريع تبريد الماء داخل المحرك والتي انتشر استخدمها ولاقت براءة اخترعها من قبل كورتيس -رايت. تلك المشاريع لم تتطلب نحاسا ً ذو توصيل عالي ولكن لم يمنع استعمالها. من بين الشركات المصنعة للتوقيع اتفاقات الترخيص لتطوير محركات وانكل ألفا روميو وأمريكان موتورز وستروين وفورد وجنرال موتورز ومرسيدس بنز ونيسان وبورشه ورولز رويس وسوزوكي وتويوتا. في الولايات المتحدة، في 1959 بموجب ترخيص من NSU، رائدة كيرتس رايت تحسينات في تصميم المحركات الأساسية. في بريطانيا، في 1960، رائدة رولز رويس موتور للسيارات شعبة نسخة الديزل على مرحلتين للمحرك وانكل. لقد وقّعت مازدا و NSU عقدًا لتطوير محرك وانكل عام 1961 وتنافسوا على من يجلب أول سيارة بمحرك وانكل للسوق. بالرغم من أن مازدا قامت بتصنيع محركٍ اختباريٍ في تلك السنة، إلا أن NSU كانت الأولى في وضع سيارة بمحرك وانكل في السوق، السيارة الرياضية NSU سبايدر (NSU Spider) عام 1964. و ردّت مازدا بعرض محركات وانكل ثنائية ورباعية الدوران في عرض طوكيو للمحركات. في عام 1967، بدأت NSU بصناعة سيارة رفاهية بمحرك وانكل، Ro 80. و لكن، أدّت مشاكل مع رأس الختم (قطعة حساسة جدًا في المحرك الدوراني - Apex Seal - وغالبًا أعطال مثل هذه المحركات تبدأ منه) إلى أعطال متفاوتة في المحرك، مما أدى إلى خسائر كبيرة لدى NSU، وتقليل عملية تطوير محرك وانكل.
ادعت مازدا أنها قامت بحل مشكلة رأس الختم، وكان بمقدورها أن تختبر المحرك لمدة 300 ساعة بدون أعطال. وبعد سنوات من التطوير، أول سيارة بمحرك وانكل لشركة مازدا كانت كوسمو 110 (Cosmo 110S). قامت الشركة بتصنيع مركبات بمحركات وانكل (" الدوراني " كما تسميه الشركة)، بالإضافة إلى الحافلات والشاحنات الصغيرة. قامت مازدا باختيار طريقة لامتثال لكمية انبعاث الهيدروكربون الذي أدى إلى زيادة في استهلاك الوقود، وذلك قبل أن يكون هناك ارتفاع حاد في سعره. و بعد ذلك، توقفت مازدا عن استخدام محركات وانكل في تصاميمها، ولكن استمرت في استعمالها فيالسيارات الرياضية RX-7 حتى شهر أغسطس 2002 (توقف إصدار هذه السيارات إلى كندا في عام 1993. والولايات المتحدة الأمريكية توقفت بطراز عام 1994، ولقد تبقى بعض السيارات التي لم تباع والتي بيعت فيعام 1995). لقد استعملت الشركة تصاميم ازدواجية الدوران، ولكن في عام 1991 سيارة إينوس كوسمو (Eunos Cosmo) استخدمت محرك ثلاثية الدوران ازدواجي التربو. في عام 2003، عرضت مازدا محرك الرينيسس (Renesis) مع سيارة RX-8. ذلك المحرك غيّر منافذ العودام والامتصاص من محيط الحاوية الدائري إلى الجوانب، مما سمح بمنافذ كبيرة إجمالًا، تدفق أفضل للتيار الهوائي، وإمكانية لمزيد من القوة. محركات وانكل الأولية كانت تمتلك نفس التصميم ولكن تم تجاهل الفكرة بسبب تراكم الكربون على المنافذ وجوانب الدوّار. أما محرك رينيسس فلقد استخدمت فيه أختام جانبية. في عام 1961، قامت منظمات البحث السوفيتية (NATI، NAMI) بتجارب تطويرية، وصممت محركات تجريبية بتقنيات مختلفة.

رغم السعة المنخفضة للمحرك (1.3 لتر) قوة رهيبة ينتجها هذا المحرك ,,, أكثر من 230 حصان !!!

ممر الدخول، ممر الخروج، الغطاء، غرفة الاحتراق، عجلة مسننة، مكبس, مسنن صغير، عمود مرفقي، مشعل الشرارة.
في محرك وانكل، الدوران الرباعي لدورة أوتو النموذجية يحدث في الفراغ بين الدوّار المتماثل بثلاث جهات وداخل الحاوية. مرحلة التوسع في دورة وانكل أكبر من دورة أوتو. في محرك وانكل ذو الدوران الأحادي، شكل الحاوية البيضاوي يحيط بالدّوار الذي يشبه الأجنحة ثلاثية الزوايا (يتم الخلط بينه وبين مثلث ريوليكس عادة، والذي هو عبارة عن ثلاث منحنيات حادة بعرض ثابت، ولكن مع نتوء في كل من الجوانب وهي مسطحة أيضَا). الشكل النظري للدّوار بين الزوايا هو نتيجة تقليل سعة غرفة الاحتراق الهندسية وتكبير لمدى الضغط. المنحنى المماثل الذي يتصل برأس الزاوية الخاص بالدّوار تم تكبيره بالاتجاه الداخلي لشكل الحاوية مع منع إمكانية ملامسة الحاوية بأي زاوية دوران (شكل القوس ليس حلًا لمثل هذه المشكلة). محور القيادة المركزية، ويدعى أيضًا بالمحور المركزي أو محور e، يعبر منتصف الدّوار وهو مدعوم بحوامل ثابتة. الدوّار يدور حول المركز (مشابهة للسواعد) بشكل متكامل مع محور المركزي (مماثل للمحور العمودي) ويكوّن دورة حول المحور المركزي بشكل مداري. الموانع على جوانب الدّوار تحمي محيط الحاوية، وتقسمها إلى ثلاث غرف احتراق متحركة. زوج من التروس المتوافقة في الحركة تتحكم بالدوران لكل دوّار على محوره الخاص. كل ترس على كل جانب من حاوية الدوّار ينشئ ترسًا مرتبطًا بالدوّار ويتأكد من أن كل دوّار يدور 1/3 دورة في كل مرة حول المحور المركزي. لا تُبعث طاقة المحرك المنتجة من خلال التروس المتوافقة. قوة ضغط الغاز في الدّوار تذهب مباشرة إلىمنتصف المركز، وهو الجزء الخارجي من المحور.
أفضل طريقة لتخيل حركة المحرك هو النظر إلى الفجوة التي بين الدوّار والحاوية وليس إلى الدوّار نفسه. إن محرك وانكل هو عبارة عن نظام ذو سعة مختلفة. لذا هناك ثلاث فجوات لكل حاوية، كل يعيد نفس الدورة. ولاحظ أن النقاط a و b في الدوّار ومحور e تدور بسرعة مختلفة، وأن النقطة b أسرع ثلاث مرات من النقطة a، لذا دورة كاملة للدوّار تعادل ثلاث دورات للمحور e. كلما يدور الدوّار مداريًا، كل جانب منه يكون قريبا ً وبعيدا ً من جدار الحاوية، ضغط و توسيع حجرة الاحتراق تمامًا كضربات المكبس في المحرك الترددي. متجه القوة في مرحلة الاحتراقيذهب من خلال منتصف فص الالتواء.
بينما مكبس المحرك ذو الدوران الرباعي يكــّون دورة احتراق واحدة لكل اسطوانة لكل دورتين للمحور العمودي (بمعنى نصف ضربة لكل دورة لمحور العمودي لكل اسطوانة)، كل حجرة احتراق في وانكل تولــّددورة احتراق واحدة لكل دورة لمحور التدوير، بمعنى (ضربة واحدة لكل دورة مدارية للدوّار وثلاث ضربات لكل دورة للدوّار). لذا، ناتج الطاقة لمحرك وانكل أعلى بكثير من أي محرك رباعي الدوران، وأعلى من مكبس محرك رباعيمشابه له في الأبعاد والوزن. محركات وانكل تمتلك في العادة ريدلاين (أقصى سرعة للمحرك) أعلى بكثير من أي محرك دوراني بنفس ناتج الطاقة. المحاور المركزية لا تمتلك زوايا الضغط الداخلي للمحور العمودي. إن ريدلاين المحرك الدورانييعتمد على مدى بقاء التروس المتوافقة. تستخدم التروس من الفولاذ الصلب للعمليات الموسعة أعلى من7000 أو 8000 دورة لكل دقيقة. تعمل محركات سيارات مازدا للسباق بمعدل 10000 دورة لكل دقيقة. لكنها تستعمل في الطائرات بتحفظ، 6500 أو 7500 دورة لكل دقيقة. و لكن، ضغط الغاز في أداء الختم، يؤدي إلى إتلاف المحرك إذا عمل على دورة أعلى لكل دقيقة تحت ظروفلا تسمح بذلك. الوكالات الدولية التي تفرض الضرائب على السيارات وفقًا للهيئات التنظيمية في سباق السيارات اعتبرت أن محرك وانكل مشابه لمحرك رباعي الدوران بإزاحة قدرها 1.5 إلى 2 مرة، بعض حلبات السباق منعتها بالكامل.