ارزیابی چالش های فنی و راهکارهای بهبود در طراحی موتورهای وانکل (Rotary Engine)

موتورهای وانکل به عنوان یکی از نوآورانه ترین نمونه های موتورهای احتراق داخلی در قرن بیستم، به دلیل ساختار منحصربه فرد روتوری و حذف حرکت رفت و برگشتی، پتانسیل بالایی در ایجاد توان ویژه بیشتر، کاهش ارتعاشات و ابعاد کوچک تر نسبت به موتورهای پیستونی دارند. با وجود این مزایا، توسعه و تجاری سازی گسترده این موتورها با چالش های فنی مهمی همراه بوده است که محدودیت هایی در پذیرش صنعتی آنها به وجود آورده است. از مهم ترین این چالش ها می توان به عدم آب بندی کامل محفظه احتراق، سایش بالا در ناحیه Apex Seal، احتراق ناکامل، مصرف سوخت بالا، مشکلات کنترل انتشار آلاینده ها، دشواری خنک کاری یکنواخت قطعات و رفتار پیچیده دینامیکی روتور اشاره کرد. در دهه های اخیر افزایش نیاز به موتورهای سبک، فشرده و توانمند برای خودروهای هیبریدی، پهپادها، تجهیزات نظامی و کاربردهای هوافضا توجه پژوهشگران را دوباره به موتور وانکل معطوف کرده است. به دنبال این روند، تحقیقات جدید بر بهبود آب بندی، اصلاح هندسه روتور و هوزینگ، توسعه مواد مقاوم تر برای کاهش سایش، پیشرفت سامانه های تزریق سوخت، استفاده از شبیه سازی CFD برای طراحی دقیق احتراق، افزودن توربوشارژر، بهره گیری از سیستم های خنک کاری چندناحیه ای، و تطبیق موتور با سوخت های پاک مانند هیدروژن و متانول متمرکز شده اند.هدف این پژوهش ارزیابی علمی چالش های کلیدی موتور وانکل و ارائه یک جمع بندی جامع از مهم ترین راهکارهای نوین افزایش کارایی، کاهش آلایندگی و ارتقای طول عمر موتور است. نتایج مطالعه نشان می دهد که پیشرفت ابزارهای مدلسازی عددی، مواد پیشرفته و فناوری کنترل موتور امکان احیای تجاری موتور وانکل را در نسل جدید سامانه های محرکه فراهم کرده و در صورت برنامه ریزی تحقیقاتی هدفمند، این موتور می تواند بار دیگر به یکی از گزینه های رقابتی در صنایع حمل ونقل و دفاع تبدیل شود.

کلیدواژه ها:

موتور وانکل ، موتور روتوری ، چالش های طراحی ، افزایش کارایی ، بهبود احتراق.