20. yüzyılda icat edilen tek içten yanmalı motor olan Wankel motor, farklı motor mekanizması ve çalışma şekli ile merakı hak eden motorların başında geliyor. Düşük hacimde ürettiği yüksek güç ile dikkatleri üzerine çeken Wankel motor nedir ve nasıl çalışır?
Tarihçe
1954 yılında Felix Wankel tarafından geliştirilen Wankel motor, günümüzde hala döner pistonlu makinalar içerisinde uygulanabilirliği olan tek döner pistonlu motordur. Bu motor ilk defa 1963 yılında o zamanlar piyasaya yeni sürülecek olan NSU Spider’a (günümüzde Audi) yerleştirilmiştir. 1967’de Felix Wankel bu motora çift rotor eklemeyi başarmıştır. Bu sayede motorun iç hacmi 900 cm³, ağırlığı 103 kg iken bu motordan 136 beygirlik bir güç üretmiştir. Bu değerler o zamanın motorlarına göre mükemmel seviyede bir hız sağlamıştır. 1972’ye gelindiğinde Amerikalılar yüksek bir yatırımla motorun gücünü 185 beygire kadar çıkarmışlardır. Daha sonrasında Rolls-Royce, Alfa Romeo, Mercedes, Ford gibi markalar Wankel motorunu ürettikleri bazı araçlarda kullanmışlardır. 1970’lerin sonunda Mazda, motorun tüm haklarını satın alarak diğer markalardaki Wankel motorun devrini bitirmiş ve bu motoru kendisi kullanmaya başlamıştır. Günümüzde ise Mazda bu motoru RX-8 modelinde hala kullanmaktadır.
Çalışma Prensibi
Wankel motorların çalışma prensibi diğer içten yanmalı motorlara göre farklıdır. Bu fark içten yanmalı motorlarda dönen bir pistonun bulunmamasıdır. Çalışma yapısı kolay işlenebilir olduğu için diğer motor çeşitlerine kıyasla güç aktarımı direkt olarak dönen bir piston ile birleşik mil üzerinden yapılabilmektedir.
Wankel motoru, oval bir gövde içinde merkezde kaçık olarak dönen bir rotor (piston) ve eksantrik milden (içten yanmalı motorlarda krank milinin işini yapar) oluşur. Rotor, eksantrik milinin kamına yerleştirilmiştir. Motor, muhafaza gövdesindeki kanal üzerinden kontrol edilir. Muhafaza gövdesinin içinde sabit olan dişli, rotorun iç tarafında bulunan dişli ile sürekli temas halindedir. Rotor, sabit dişli üzerinde yuvarlanır. Yuvarlanırken eksantrik milinde döndürme kuvveti oluşturur. Oluşan bu dönme hareketi şanzımana iletilir. Su ile soğutmalı motor gövdesinin bir yanında emme ve egzoz kanalları, karşı tarafında ateşleme bujileri yer alır.
Wankel motorları 4 zamanlı motor ilkesine göre çalışır. Bu motorlarda piston olmadığı için 4 zamanlı kavramı yerine 4 fazlı ilke de kullanılabilir. Motor çalıştığı sürece emme, sıkıştırma, iş (ateşleme) ve egzoz zamanları rotorun çevresinde oluşur. Fakat dönen piston üzerinde 120 derecelik açı farkı ile üç ateşleme yüzeyi vardır. Yani döner piston, bir devrini tamamladığında emme, sıkıştırma, iş zamanlarını yapar. Bu çalışma prensibi sayesinde az hacimde çok güç elde edilmiş olur.
1. Emme Zamanı: Hava-yakıt karışımı emme portundan içeri alınır.
2. Sıkıştırma Zamanı: İçeri alınan hava-yakıt karışımı, dönen pistonun iki ucu tarafından silindir yüzeyine sıkıştırılarak basıncı yükseltilir. Piston döndükçe silindir içindeki karışım sıkışır ve dolguyu ateşlemeye hazır hale gelir.
3. İş (Ateşleme) Zamanı: Sıkıştırılan hava-yakıt karışımı, bujiler tarafından ateşlenerek yanma olayı gerçekleşir. Yanmayla birlikte oluşan basınç ve genleşme pistonu döndürmeye başlar.
4. Egzoz Zamanı: Hava-yakıt karışımının yanması sonucu oluşan yanmış gazlar, egzoz portu üzerinde egzoz manifoldu yoluyla dışarı atılır. Bu esnada pistonun bir ucu egzoz gazlarını dışarı gönderirken diğer ucu emme portunu kapatmaktadır. 
Avantajları ve Dezavantajları
Wankel motorlarının en büyük avantajı düşük hacimlerden yüksek güç elde etmeleridir. Diğer motorlara nazaran parça sayısı daha azdır. Duraksamadan akıcı hareket kabiliyeti, pistonsuz yapısı sayesinde daha sessiz ve daha temiz çalışması, aynı gücü üreten pistonlu motorlara göre üretim maliyetlerinin daha az olması, hareket eden parçaların azlığı ve hafifliği sayesinde de çok daha yüksek motor devirlerine çıkabilmesi, kompaktlık ve yüksek oranda güç ve ağırlık oranını koruyabiliyor olması bu motoru tercih edilebilir duruma getirir.
Wankel motorların tercih edilmeme sebeplerinin en başında iç kısmında bulunan, genellikle polimer malzemeden yapılan rotor kenarlarının çok çabuk aşınması gelir. Bu yüzden sıklıkla değişmesi gerekir. Bu sorun günümüzde hala çözülememiştir. Bu dezavantajın yanında düşük tork değeri de söylenebilir. Litre başına çok yüksek güç elde edilebilmesine rağmen tork değerleri rotorun yapısı nedeniyle çok daha düşük gerçekleşir. Örnek vermek gerekirse 260 ps güce sahip 1.3 lt çift turbo Mazda Wankel motoru ancak 220 nm tork üretebilmektedir. Bu da 1.5 lt 3 silindirli turbo-benzinli 136 ps gücünde bir motorun 220 nm torku ile aynı değerdir.
Kaynakça
- Uluslararası Yakıtlar Yanma ve Yangın Dergisi / Bekir Tolga Altıparmak, Merve Küçük, Ali Sürmen
- www.teknolojik-blog.com
- tr.wikipedia.org / Wankel Motoru
