מנוע ונקל

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

מנוע ונקל, הקרוי גם מנוע רוטורי - סוג של מנוע בעירה פנימית. הומצא בשנות ה-60 של המאה ה-20 על ידי המהנדס הגרמני פליקס ונקל.

תוכן עניינים

[עריכה] מבנה המנוע

בניגוד לגלילים שבהם משתמשים במנוע שתי פעימות ובמנוע ארבע פעימות, במנוע ונקל משתמשים בבית מנוע אליפסואידי, שבתוכו מסתובב הרוטור, שצורתו כצורת משולש שדפנותיו קמורות, שכל אחת מהן פועלת כמו בוכנה. על כל צד של הרוטור ישנן טבעות מתכת שאוטמות את הצדדים של תא השריפה הזמני הנוצר בין הרוטור לדופן בית המנוע.

מטרת העיצוב היא ששלושת הלהבים של הרוטור יהיו תמיד במגע עם דפנו וזאת כדי ליצור 3 נפחים של גז כאשר כל אחד אטום, כאשר כל חלק בבית המנוע מוקדש לביצוע שלב כלשהו בתהליך הבעירה.

בניגוד למנועים אחרים, במנוע ונקל אין שסתומים, וסעפות היניקה והפליטה ממוקמות בתוך בית המנוע. סעפת הפליטה מחוברת ישירות למפלט, וסעפת היניקה מחוברת ישירות למאייד.

[עריכה] גל הזיזים (Output Shaft)

בחלק זה ישנם תנוכים (אונות), המורכבים בצורת מדרגות המאונכות לו. התנוך פועל למעשה, כמו גל הארכובה (crankshaft) במנוע בוכנות רגיל, כאשר כל רוטור מרים את אחד התנוכים, תוך כדי שהוא נע במסלולו סביב בית המנוע.

בגלל שהתנוכים בנויים במאונך לגל הזיזים, כח שהרוטור מעניק להם, יוצר מומנט הגורם לגל הזיזים להסתובב.

[עריכה] שכבות המנוע

מנוע ונקל רוטארי בנוי בשכבות — בדרך כלל 5 שכבות שמוחזקות ביחד על ידי טבעת וברגים ארוכים. נוזל הקירור זורם דרך מעברים המקיפים את כל החלקים והשכבות.

2 השכבות הסופיות מכילות את האטמים ואת גלגלי השיניים המסובבים את גל הזיזים. בנוסף הן אוטמות את שני האזורים של בית המנוע, שמכילים את הרוטורים. המשטח הפנימי של שכבות אלו, חלק מאד, זאת על מנת לעזור לאטמים של הרוטור לעשות את עבודתם. סעפת היניקה ממוקמת על כל אחת מהשכבות הנ"ל.

השכבה הבאה היא למעשה בית המנוע, המכיל את סעפת הפליטה. חלק זה של בית המנוע מכיל את הרוטור.

השכבה המרכזית מכילה 2 חריצי יניקה - אחד בשביל כל רוטור. היא גם מפרידה בין 2 הרוטורים ולכן המשטח החיצוני שלה חלק מאד.

במרכזו של כל רוטור יש גיר פנימי גדול שמסתובב סביב גיר קטן יותר, שמתחבר לבית המנוע. חלק זה קובע את מסלולו של הרוטור. בנוסף הרוטור מסתובב על תנוך מעגלי גדול של גל הזיזים.

[עריכה] אופן הפעולה

ליבו של המנוע הוא הרוטור, שהוא החלק השקול בפעולתו לבוכנה במנוע בוכנות. הרוטור מורכב על תנוך עגול וגדול שנמצא על גל הזיזים, התנוך אשר פועל כמו גל הארכובה ונותן לרוטור את ההנפה שהוא צריך כדי לסובב את גל הזיזים. בזמן שהרוטור מסתובב בתוך בית המנוע, הוא דוחף את התנוך במעגלים דקים, שלוש פעמים לכל כיוון של הרוטור.

כאשר הרוטור זז בתוך בית המנוע, שלושת התאים שנוצרו על ידיו משנים את גודלם, שינוי הגודל הזה יוצר פעולת שאיבה.

פעימת היניקה 
שלב היניקה מתחיל כאשר קצה הרוטור עובר את חריץ היניקה. באותו הרגע, כאשר חריץ היניקה חשוף לתא שנותר על ידי הרוטור, הנפח של התא הזה מינימלי. כאשר הרוטור עובר את חריץ היניקה הנפח של התא גדל, ותערובת של אוויר ודלק נכנסת לתוכו, עד אשר הוא מגיע לנפחו המקסימלי. בנקודה זו פינת הרוטור עוברת את פתח היניקה, התא נאטם ומתחיל תהליך הדחיסה.
פעימת הדחיסה 
כאשר הרוטור ממשיך בתנועתו סביב בית במנוע, הנפח של התא שנוצר קטן, והתערובת הדליקה נדחסת. בזמן שפני הרוטור נעות ליד המצתים (פלאגים), הנפח של התא שנוצר הינו מינימלי.
פעימת הבעירה 
לרוב מנועי הונקל יש 2 מצתים. הסיבה לכך היא שתא השריפה ארוך, לכן הלהבה תפעל לאט מדיי אם היה רק מצת אחד. כאשר המצתים מציתים את התערובת הדליקה, הלחץ שנוצר מזיז את הרוטור, בכיוון שגורם לתא שנוצר לגדול בנפחו. הגזים שנפלטים כתוצאה מתהליך השריפה ממשיכים להזיז את הרוטור וליצור כח, עד אשר הרוטור עובר את חריץ הפליטה.
פעימת הפליטה 
כאשר קצה הרוטור עובר את חריץ הפליטה, הגזים שנוצרו מתהליך השריפה חופשיים לזרום החוצה לסעפת הפליטה (וממנה למפלט). כאשר הרוטור ממשיך לזוז, התא שנוצר מתחיל להתכווץ, ובכך מוציא את הגזים שנשארו לחריץ הפליטה. בו בזמן, הנפח של התא שנוצר הוא כמעט מינימלי. קצה הרוטור עובר את פתח היניקה והמעגל מתחיל מחדש.


היעילות של מנוע ונקל נובעת מכך שכל אחד משלושת הפנים של הרוטור עובד תמיד על חלק אחד מהמעגל. קרי, בסיבוב אחד של הרוטור יהיו 3 תהליכי בעירה. מאידך גיסא, גל הזיזים מסתובב אחת לכל 3 סיבובים מלאים של הרוטור, ובכך נוצר למעשה תהליך בעירה אחד לכל סיבוב של גל הזיזים; כך מתקבלת תוצאה של פעימת בעירה אחת לכל סיבוב של הרוטור, מה ששקול ליעילות של מנוע שתי פעימות וגדול פי שניים מיעילותו של מנוע ארבע פעימות.

[עריכה] ראו גם

[עריכה] קישורים חיצוניים