Wankel Motor Nedir? Nasıl Çalışır?

Otomotiv endüstrisindeki yenilikler, genellikle geleneksel olanı sorgulayan ve standartları değiştiren fikirlerle başlar. Bu yeniliklerden biri de Wankel motorudur. Peki, bu eşsiz motor tasarımı nedir ve nasıl çalışır? Wankel motorun detaylarına bir göz atalım.

Wankel (Rotary) Motorun Tarihçesi

Wankel motorun fikri ilk olarak 1924'te, genç bir Alman mühendis olan Felix Wankel tarafından ortaya atıldı. Wankel, pistonlu motorların karmaşıklığından ve sınırlamalarından rahatsızdı ve bu tür bir motordaki sürtünmeyi ve titreşimi azaltmanın bir yolunu arıyordu.

Felix Wankel, 1951'de ilk rotatif motor prototipini tamamladı. Bu, döner bir rotor kullanarak çalışan tamamen fonksiyonel bir motordu. Ancak, bu tasarım günümüzdeki Wankel motorlarından biraz farklıydı. İlk prototipte hem rotor hem de gövde dönüyordu.

Wankel, 1950'lerin başında Alman otomobil üreticisi NSU ile işbirliği yapmaya başladı. NSU, Wankel'in rotatif motor fikrine yatırım yaptı ve 1957'de ilk gerçek Wankel motorunu üretti. Bu motor, sadece rotorun hareket ettiği modern bir Wankel motoru tasarımına daha yakındı.

1964'te NSU, Wankel motorunu kullanan ilk seri üretim otomobili NSU Spider'ı tanıttı. Bu otomobil, otomotiv endüstrisinde büyük bir ilgi uyandırdı ve rotatif motorun potansiyelini gösterdi.

Wankel motorunun en büyük savunucularından biri Japon otomobil üreticisi Mazda oldu. 1967'de Mazda, Wankel motorlu ilk otomobilini Cosmo Sport olarak piyasaya sürdü. Mazda, rotatif motor teknolojisini geliştirmeye devam etti ve bu motor tipini RX serisi spor otomobillerinde kullanarak ünlü oldu.

1970'ler, Wankel motorunun zirvesiydi. Farklı otomobil üreticileri, bu yeni motor teknolojisine ilgi gösterdi ve kendi rotatif motorlu modellerini üretti. Ancak, yakıt krizi ve emisyon standartları nedeniyle, Wankel motorunun yakıt verimsizliği ve yüksek emisyonları büyük bir sorun haline geldi. Bu, Wankel motorunun popülerliğinin düşmesine neden oldu.

Wankel Motor Nasıl Çalışır?

Wankel motorunun çalışma prensibi, geleneksel pistonlu motorlardan farklıdır. Bu farklılık, motorun merkezinde yer alan üçgen şeklindeki rotorun hareketi ve bu hareketin bir dizi yanma olayını nasıl tetiklediğiyle ilgilidir.

Temel Yapı: Wankel motorunda ana hareketli parça, dönen bir rotor (genellikle üçgen şeklinde) ve onun etrafında döndüğü bir stator (oval benzeri bir şekle sahip olan dış gövde) bulunur.

Emme Aşaması: Motorun döngüsüne başlarken, rotorun bir kenarı, hava-yakıt karışımının emilmesine izin veren bir boşluk oluşturur. Bu boşluk, rotorun dönüşü ile motorun içine hareket eder ve hava-yakıt karışımını emer.

Sıkıştırma Aşaması: Rotor dönmeye devam ettikçe, emilen hava-yakıt karışımı rotorun bir sonraki yüzü tarafından sıkıştırılır. Bu sıkıştırma, karışımın ateşlenmeye hazır hale gelmesini sağlar.

Ateşleme Aşaması: Sıkıştırılmış hava-yakıt karışımı, buji tarafından ateşlendiğinde yanar. Bu yanma, bir patlama yaratır ve rotoru döndüren enerjiyi üretir.

Egzoz Aşaması: Yanma sonrası oluşan egzoz gazları, rotorun bir sonraki yüzü tarafından dışarı atılır.

Wankel motorunun en belirgin özelliği, her bir rotor yüzünün bu dört aşamayı (emme, sıkıştırma, ateşleme ve egzoz) aynı anda farklı bölgelerde gerçekleştirmesidir. Bu, motorun sürekli bir dönüşle bu dört aşamayı eş zamanlı olarak gerçekleştirmesine olanak tanır, bu da Wankel motorunun düzgün çalışmasına ve yüksek devirlerde çalışabilmesine katkıda bulunur.

Wankel Motorun Avantajları

Otomotiv dünyasının bu benzersiz icadı, belirli avantajlar sayesinde dikkat çeker. İşte Wankel motorunun en önemli avantajları:

• Wankel motorlarında hareket eden parçaların sayısı, geleneksel pistonlu motorlara göre çok daha azdır. Bu, mekanik arızaların olasılığını azaltır.
• Rotatif tasarım, motorun daha kompakt bir yapıda olmasını sağlar. Bu da daha hafif ve yer tasarruflu bir motor anlamına gelir.
• Geleneksel pistonlu motorlarda olduğu gibi pistonların yukarı ve aşağı hareket ettiği bir döngü olmadığı için, Wankel motorları daha düzgün bir şekilde çalışır. Bu, daha az titreşim ve daha yumuşak bir motor çalışması demektir.
• Wankel motorları, yüksek devirlere daha kolay ve daha hızlı bir şekilde ulaşabilir. Bu, performans odaklı uygulamalarda tercih edilmesinin bir nedenidir.
• Rotorun sürekli hareketi, motorun gaz tepkisine hızla yanıt vermesini sağlar.
• Wankel motorunun kompakt yapısı ve daha az parça içermesi, genellikle daha hafif bir motor yapısına yol açar. Bu da performans ve yakıt ekonomisi üzerinde olumlu etkiler yaratır.
• Wankel motorları genellikle pistonlu motorlara göre daha sessizdir. Daha düzgün çalışma karakteristiği, daha az mekanik gürültüye yol açar.
• Wankel motorlarında yanma odası, motorun diğer parçalarından izole edilmiştir. Bu, motorda ısı stresinin daha az olmasına ve soğutma ihtiyaçlarının geleneksel motorlara göre daha az olmasına neden olur.

Wankel Motorun Dezavantajları

Her ne kadar Wankel motoru bazı benzersiz avantajlara sahip olsa da, aynı zamanda bazı zorlukları ve dezavantajları da beraberinde getirir. İşte Wankel motorun karşılaştığı başlıca dezavantajlar:

• Wankel motorları, genellikle eşdeğer pistonlu motorlara göre daha düşük yakıt verimliliğine sahiptir. Bu, daha geniş yanma odalarından ve daha kısa, daha az etkili bir yanma sürecinden kaynaklanmaktadır.
• Wankel motorları, rotor mühürlerini yağlamak için yağı yanma odasına enjekte eder. Bu, artan yağ tüketimine ve bazen de egzoz gazında daha fazla yağ yanığına neden olur.
• Rotorun uçlarındaki mühürler, aşınmaya ve yıpranmaya duyarlıdır. Zamanla bu mühürlerin aşınması, motorun performansını ve güvenilirliğini etkiler.
• Geleneksel pistonlu motorlara göre daha yüksek hidrokarbon emisyonlarına neden olur. Bu, kısmi yanma ve mühürlerden sızan yağın yanması nedeniyle olur. 
• Wankel motorları, yüksek sıcaklıklarda çalışmaya eğilimlidir, bu da motorun soğutma sistemine ekstra taleplerde bulunur.
• Yukarıda belirtilen mühür sorunları ve ısı yönetimi zorlukları nedeniyle, bazı Wankel motorları, pistonlu motorlara kıyasla daha kısa bir servis ömrüne sahiptir.
• Wankel motorları, pistonlu motorlara kıyasla daha az yaygın olduğu için, yedek parça bulmak zordur. Bu, özellikle eski veya nadir modeller için geçerli olabilir.
• Wankel motorunun benzersiz tasarımı ve üretimi, bu motorların geliştirilmesi ve üretimi için yüksek maliyetlere neden olabilir.

Bu dezavantajlar, Wankel motorunun otomotiv endüstrisindeki yaygın kullanımını sınırlamıştır. Ancak, bu motor tipi hala bazı spesifik uygulamalar için tercih edilmektedir, özellikle performans ve kompakt tasarım gereksinimleri söz konusu olduğunda.

Wankel Motor Hangi Araçlarda Kullanılmıştır?

Wankel motoru, sınırlı bir sayıda otomobilde kullanılmıştır, ancak bazı otomobil üreticileri bu teknolojiye yatırım yapmış ve rotatif motorlu modeller üretmiştir. Bu motorun en bilinen ve en yaygın kullanıldığı otomobil üreticisi Mazda'dır. Wankel motorunu kullanan bazı otomobiller:

Mazda

Mazda RX serisi: RX serisi, Wankel motorunun en bilinen kullanıcısıdır. Mazda RX-7 ve RX-8, bu motorla donatılmış en popüler modellerdendir.

Mazda Cosmo: 1967'de üretilen bu otomobil, Mazda'nın Wankel motorunu kullanan ilk aracıdır.

Mazda R100, RX-2, RX-3, RX-4, RX-5: 1970'lerde üretilen bu modeller de Wankel motoru ile donatılmıştır.

NSU

NSU Ro 80: 1967'de üretilen bu otomobil, Wankel motorunu kullanan ilk dört kapılı sedan otomobillerden biridir.

Citroën

Citroën GS Birotor: 1970'lerin başında üretilen bu model, Wankel motoru kullanan az sayıdaki Citroën modellerindendir.

Mercedes-Benz

Mercedes-Benz C111: Bu deneysel modelde Wankel motoru kullanılmıştır, ancak seri üretime geçirilmemiştir.

Chevrolet

Chevrolet Aerovette: Deneysel bir model olan Aerovette, Wankel motoru ile donatılmıştır, ancak yine seri üretime geçirilmemiştir.

Bu otomobiller, Wankel motorunun tarihinde önemli bir yere sahip olsa da, teknolojik ve ekonomik zorluklar nedeniyle bu motor tipi geniş çapta kabul görmedi. Ancak Mazda, Wankel motorunu spor otomobillerinde uzun yıllar boyunca başarıyla kullandı.

Sonuç

Wankel motoru, otomotiv tarihinde öne çıkan bir icattır. Bu motor, benzersiz tasarımı, yüksek performansı ve düşük ağırlığı ile bilinir. Ancak, çeşitli teknik ve ekonomik zorluklar nedeniyle, Wankel motoru günümüzde yaygın olarak kullanılmamaktadır. Ancak, Mazda gibi bazı otomobil üreticileri, bu benzersiz motor teknolojisinin potansiyelini görmeye devam ediyor ve onu modern otomobillerde kullanma olasılığını araştırıyor.