מנוע סיבובי
מנוע סיבובי או מנוע רוטרי הוא מנוע המקבל או מפיק כוח ישירות לתנועה סיבובית. זאת לעומת מנוע ישר שבו בוכנות נעות בתנועה קווית בתוך צילינדרים ותנועתן הקווית מומרת, על ידי חיבור הבוכנות באמצעות טלטל (זרוע) לגל ארכובה, לתנועה סיבובית.
רוב המנועים החשמליים הם מנועים סיבוביים, וכך גם מנועים המונעים בלחץ אוויר או נוזל. ישנם כמה סוגים של מנועי בעירה פנימית סיבוביים אך מנועי בעירה פנימית מטיפוס 'מנוע ישר' נפוצים יותר.
יתרונותיהם הבולטים של מנועים אלו הם פשטותם ומשקלם הנמוך, שכן אין להם צורך בגלגל תנופה כבד, ומשום כך ההתעניינות בהם רבה בתעשיית התעופה. מנוע סיבובי טיפוסי כולל פחות רכיבים וניזוק פחות משחיקה, ולכן תחזוקתו קלה וחייו ארוכים יותר.
סוגי מנועים סיבוביים
ישנם כמה מנועים סיבוביים הבנויים כמנועי בעירה פנימית ובהם תנועה קווית של בוכנות בתוך תאי בוכנה ('צילינדרים') ממורת לתנועה סיבובית ללא שימוש בגל ארכובה. במנועים אלה הצילינדרים ממוקמים במעגל סביב ציר הסיבוב של הרוטור (החלק המסתובב), מקובעים אליו ומסתובבים איתו. במבנה זה כל הבוכנות מחוברות, באמצעות טלטלים, אל נקודה סטטית אחת הנמצאת בהזזה קטנה מציר הסיבוב של הרוטור (נקרא מבנה 'לא קונצנטרי'). העובדה שאותה נקודה סטטית איננה ממוקמת במרכז ציר הסיבוב אלא מעט לידו גורמת לכך שבכל רגע נתון הבוכנות השונות נמצאות במיקום מעט שונה לאורך הצילינדר שלהן. המיקום השונה של כל בוכנה מביא לכך שבכל רגע נתון כל אחת מהבוכנות נמצאת ב'מצב עבודה' שונה (כלומר, באחד מהמצבים 'יניקה', 'דחיסה',' עבודה' או 'פליטה', אם מדובר בבוכנה בעלת מחזור ארבע פעימות לדוגמה). מאחר שכל בוכנה נמצאת במצב עבודה שונה, הרי שבכל רגע ישנה בוכנה אחת הנמצאת במצב 'עבודה' וכך, יחד עם העובדה שמעגל הצילינדרים משמש כמעיין 'גלגל תנופה', נשמרת פעולה רצופה של המנוע כולו.
מנוע גינום הוא הידוע ביותר בסוג זה של מנועים סיבוביים.
לשם הבהרה, ההבדל בין מבנה זה לבין מבנה של מנועים ישרים הוא שבמנועים ישרים הצילינדרים מחוברים לסטטור (לחלק שאינו מסתובב) ואינם נעים ולכן, כאמור, נוצר צורך בחיבור הטלטל של כל בוכנה לגל ארכובה, כדי להמיר את התנועה הקווית של ראש הבוכנה לכדי תנועה סיבובית של הרוטור.
לעומתם, ישנם מנועים סיבוביים רבים המקבלים את כוחם ללא בוכנות כלל, אלא באמצעות כניסת גז או נוזל אל תאים בעלי צורה אופיינית המניעה את הרוטור - חלקו הנע של המנוע - בכיוון הרצוי. רוב המנועים ההידראוליים והפנאומטיים פועלים באופן זה, אך ישנם גם מנועי בעירה פנימית, המנצלים את המבנה הזה: לאחר כניסת הדלק אל התאים, הוא מוצת ומניע את הרוטור בכוח אנרגיית הבעירה (בדרך כלל דרך לחץ הגז המתרחב במהירות). מנוע ונקל הוא מנוע מסוג זה.
היסטוריה
בשנת 1888 בנה פליקס מילט אופנוע עם מנוע סיבובי, והיה הראשון שרשם פטנט על כך.
מנועים סיבוביים שבהם הבוכנות הסתובבו סביב ציר ההינע, שימשו באופן נרחב בהנעת המטוסים הראשונים והצפלינים לפני מלחמת העולם הראשונה ובמהלכה. מעט מנועים מסוג זה שימשו גם במכוניות ובאופנועים. המצאות שונות נרשמו בעניין אך אף המצאה לא הציגה שינוי מהותי במבנה ההנדסי הבסיסי של המנוע.
ב-1901 מכרה חברת אדמס פרוול בארצות הברית מנוע סיבובי למכונית. מנוע זה פותח על ידי הממציא האמריקני אמיל ברנר. משערים שמנוע גינום פותח על בסיס המצאה זו.
מנוע גינום פותח בידי שלושה אחים צרפתים: לואי, לורן ואגוסטין סגווי. הם היו נכדים של ממציא גשר המיתרים הצרפתי המפורסם, ברוך סגווי, ומצד האם נכדים של ז'וזף מונגולפייה, ממציא הכדור הפורח (באוויר החם). בשנת 1906 החל פיתוח מנוע הגינום, עם רכישת הזכויות למנוע סיבובי חד-בוכנתי בידי בכור האחים לואי, מיצרן הקטרים והמכוניות הגרמני מוטורנפבריק אוברורסל - החברה שהפכה מאוחר יותר לב.מ.וו. המנוע הומצא על ידי המהנדס הראשי של החברה ווילי ז"ק, והוא שנתן לו את שמו.
משנת 1921 והלאה ירדה קרנו של מנוע זה, בעיקר בגלל חסרונות בהעברת הכוח לתנע סיבובי, המוגבלת בתקרה לפי חישוב הנדסי.
מנוע ונקל פותח על ידי המהנדס פליקס ונקל, בחברה הגרמנית NSU, החל משנת 1951 אחרי ששוחרר ממאסר בעקבות פעילותו בפיתוח צבאי עבור הלופטוואפה, של מנועי מטוסים, ולאחר שהותר לו לשוב ולעבוד בתחום. המנוע הוצג בציבור לראשונה בשנת 1957.
בשנת 1994 הומצא מנוע סיבובי פשוט ביותר, הפועל בלחץ אוויר והבנוי משני רכיבים קשיחים בלבד. מנוע זה פועל באמצעות תנועה של מערכת גלגלים בסיבוב המרחיק ומקרב אותם, אך ללא סיבוב הגלגל עצמו. התברר שמנוע זה יעיל ביותר לדחיסת אוויר, אך לא נמצאה דרך לנצלו להפקת כח[1].
בשנת 2005, החלה לשווק חברה אוסטרלית בשם EngineAir מנוע אוויר סיבובי יעיל חדש, להנעת כלי רכב[2].
קישורים חיצוניים
- ספר המנוע הסיבובי ספר מקוון על ההיסטוריה של המנועים הסיבוביים, כולל תמונות רבות. (באנגלית)
- האופנוע של פליקס מילט תרשימים למכירה.
- מנוע גנום אנימציה והסברים. (באנגלית)
הערות שוליים
- ^ מדחס אקסצנטרי
- ^ מנוע אוויר סיבובי חדש של ממציא אוסטרלי, להנעת כלי רכב (באנגלית)
