چرا موتورهای دورانی مصرف سوخت بالایی دارند
موتور دورانی به عنوان نوعی از موتورهای احتراق داخلی، یکی از مدل های قدیمی محسوب می شود. این موتور به دلیل عملکرد روان و سیستم خنک کنندگی بهینه، محبوبیت زیادی پیدا کرده است. اما در دنیای امروز که صرفه جویی در مصرف سوخت اهمیت بالایی دارد، موتورهای دورانی نمی توانند پاسخگوی این نیاز باشند. سازندگان موتور از همان ابتدا می دانستند که موتورهای دورانی برای آینده مناسب نیستند و به همین دلیل جای خود را به موتورهای ثابت دادند. اما سؤال اصلی این است که چرا مصرف سوخت موتورهای دورانی بالا است؟ بیایید با بررسی دقیق تر و چند نکته ی نگهداری، حقیقت را روشن کنیم!
موتور دورانی یا دوار که به نام موتور وانکل نیز شناخته می شود، نوعی از موتورهای احتراق داخلی است که توسط فلیکس وانکل طراحی و توسعه داده شد. او در سال ۱۹۲۹ اولین حق اختراع این موتور را دریافت کرد. با این حال، نسخه رایج تر این موتور توسط هانس دیتِر پاشکه با بهبودهای قابل توجه نسبت به نسخه قدیمی تر طراحی شد.
موتور دورانی زمانی روی خودروی افسانه ای مزدا RX-8 نصب شده بود. این موتور به جای استفاده از پیستون های استوانه ای که به صورت بالا و پایین حرکت می کنند، از پیستون های مثلثی با حرکت چرخشی بهره می برد. هنگامی که این پیستون چرخش می کند، مراحل مکش، تراکم و تخلیه به ترتیب در موقعیت های مختلف سیلندر اتفاق می افتد. موتورهای دورانی به دلیل مزایایی همچون عملکرد روان، هزینه تولید اقتصادی، و وزن کمتر نسبت به موتورهای دیگر شناخته می شوند.
موتور دورانی از میل لنگ ثابتی استفاده می کند که بلوک سیلندر به دور آن می چرخد. با وجود مزایا و معایب این موتور، مصرف سوخت بالا یکی از چالش های مهم آن است.
واقعیت این است که موتورهای دورانی توان بیش از حد تولید می کنند. این موتورها برای مدیریت این قدرت اضافی طراحی نشده اند. هرچه قدرت بیشتری تولید شود، سوخت بیشتری نیز مصرف می شود، چراکه دور موتور بالا می رود. این یکی از ساده ترین دلایلی است که مصرف سوخت موتورهای دورانی را بالا می برد.
موتورهای دورانی به گونه ای طراحی نشده اند که اقتصادی باشند.
دمای هر محفظه در موتورهای دورانی متفاوت است. این موضوع زمانی مشکل ساز می شود که ضریب انبساط مواد مختلف باعث ایجاد نقص در آب بندی شود. علاوه بر این، نشتی های آب بندی ممکن است باعث شود گازهای احتراق به محفظه های دیگر نشت کنند. این هدررفت گاز مستقیماً به معنای مصرف سوخت بیشتر و کاهش بهره وری سوخت است.
نسبت تراکم، نسبت کلی بین بیشترین و کمترین حجم سیلندر در هر نقطه از موتور احتراق داخلی است. بهترین نسبت تراکمی که در موتورهای دورانی ثبت شده است، ۱۱:۱ است که در مقایسه با موتورهای مدرن چندان مناسب نیست. بهترین نسبت تراکم برای یک موتور بنزینی ۱۰:۱ در نظر گرفته می شود.
محفظه احتراق در موتورهای دورانی طراحی بسیار بلندی دارد. این طراحی تا حدودی کارآمد است، اما نسبت بالای سطح به حجم مشکلاتی ایجاد می کند. شاید بپرسید: «این موضوع چگونه روی مصرف سوخت تأثیر می گذارد؟» پاسخ در زمان طولانی تر خنک سازی مایعات نهفته است. هرچه خنک سازی با مشکل مواجه شود، مصرف سوخت نیز افزایش می یابد.
در موتورهای دورانی از سوپاپ یا میل بادامک خبری نیست. این موضوع باعث می شود زمان بندی سوپاپ ها امکان پذیر نباشد، یعنی چیزی به نام «زمان بندی سوپاپ» وجود ندارد. زمان بندی پورت ها تنها با تغییر مکانیکی پورت ها یا اصلاح دامن پیستون قابل تغییر است. بنابراین، وقتی سوپاپ ها در زمان بندی هماهنگ باز و بسته نمی شوند، عملکرد موتور کاهش می یابد. به زبان ساده، مصرف سوخت در موتورهای دورانی بالا می رود.
یکی از مشکلات موتورهای دورانی، زمان بندی نامناسب باز و بسته شدن سوپاپ ها است.
با وجود مزایای مختلف، موتور دورانی به دلایل زیر توسط بسیاری از خودروسازان برای خودروهای مدرن انتخاب نمی شود:
بازده حرارتی پایین: احتراق در موتور دورانی به شکل بیضی بلند طراحی شده است، که این امر باعث کاهش بازده حرارتی می شود. همچنین، سوخت نسوخته از لوله اگزوز خارج می شود که منجر به افزایش مصرف سوخت می گردد.
طولانی بودن چرخه احتراق: طراحی بلند و حرکت مداوم در احتراق باعث می شود زمان لازم برای تکمیل یک چرخه در موتور دورانی طولانی تر باشد. علاوه بر این، اختلاف دمای زیاد بین بخش های مختلف روتور باعث پدیده های انبساط حرارتی متفاوت می شود که بر عملکرد روتور تأثیر می گذارد. در نتیجه، طول عمر موتورهای دورانی معمولاً کمتر از موتورهای پیستونی رفت وبرگشتی معمولی است.
آلودگی محیط زیست: در واقع، این موتور نمی تواند در اروپا تست آلایندگی را بگذراند. نشت روغن موتور در حین کار (به دلیل ساختار بسیار ساده موتور دورانی) و خروج سوخت نسوخته از اگزوز، باعث می شود که میزان آلایندگی این نوع موتور بسیار بالا باشد.
این ها برخی از دلایلی هستند که چرا موتورهای دورانی بهره وری سوخت خوبی ندارند. با توجه به این نکات، متوجه می شوید که چرا موتورهای جایگزین بهتر در حال جایگزینی این نوع موتور هستند. موتور دورانی اکنون در آستانه انقراض قرار دارد، زیرا با تلاش ها برای کاهش ردپای کربنی ناسازگار است.
گردآوری: بخش خودرو بیتوته
