수스토리

로터리엔진 (Rotary Engine : Wankelmotor)

(모든 포스팅은 PC에 최적화 되어있습니다)

내가 자동차에 관심을 가지게 된 계기이자 보기만 해도 흐믓한 메커니즘을 가진 로터리엔진.

오늘은 내가 사랑하는 로터리 엔진에 대해서 포스팅 할까 한다. 

나는 로터리 엔진 덕후인 것 같다. 생긴게 참 이쁘다.

                                                                                                                               (아.. 아름답다)

1. 로터리 엔진의 개발

                                                                                                                        (로터리 엔진의 로터)

흔히 우리가 알고있는 피스톤 엔진은 많은 개량을 거쳐 제2차 세계대전 이후 현재까지도 자동차 엔진의 표준이다.그러나 

1960년 혜성처럼 등장했다가 사라진? 맞수가 있었으니 그녀석이 바로 로터리 엔진이다. 로터리 엔진은 독일 기술자인 반켈에 

의해 1951년에 고안된 엔진으로 로터리 엔진 OR 반켈엔진이라고 불리운다. 반켈이 설립한 NSU에서 생산을 개시하여 

자동차와 바이크등에 적용되었으나 현재 일반자동차에 사용하는 회사는 마쓰다가 유일하다. 

로터리 엔진은 피스톤엔진과 달리 왕복 운동하지 않으면 회전운동을 한다. 그래서 로터리 엔진이다.

왕복운동이 아닌 회전운동을 하기에 진동과 소음이 적으며 구조도 더 간단하고 작기에 생산비도 줄일 수 있었다.

피스톤엔진(레시프로엔진)의 특성상 크기가 크고 회전수가 높아질수록 관성이 증가하여 최대 알피엠에 제약이 생기는데 

로터리 엔진은 관성을 오히려 역 이용하여 회전이 유리해지고 로터의 모서리가 각각의 밸브의 역할을 대신하므로 고회전에 

매우 유리한 구조이다. 로터레 엔진은 4행정 기관처럼 흡기-압축-연소-배기의 구분을 가지지만 2행정 기관처럼 1회전할때 

1회 연소하고 흡배기 밸브가 없다. 덕분에 로터리 엔진은 배기량 대비 상당한 출력을 가지게 된다.

예로 마쓰다의 RX-7은(1992년 3세대기준) 배기량 대비 엄청난 출력을 보여준다.

마쓰다 RX-7

배기량 - 1.308 CC

최대출력 - 255마력 

최대토크 - 30.0 토크

최고속도 - 250KM

이스펙이 1980~90년대 스펙이다.

(꼭 한번 타보고 싶다)

2. 로터리 엔진의 원리

피스톤엔진(레시프로엔진)이 상하의 왕복운동에 의해서 동력을 생산한다면 로터리 엔진은 회전운동으로 동력을 생산한다.

이때 삼각형의 로터가 엔진내부의 에피트로코이드라는 곡선을 돌면서 회전하게 되며 삼각형의 각 면이 실린더의 역할을 한다.

A 의 과정에서 흡입행정이 이루어지고 관성에 의해 로터가 돌게 된다. 로터가 돌아 가면서 B의 단계에서 압축행정 및 

폭팔행정이 이루어지고 폭팔에 의해 생긴 배기가스의 팽창으로 C단계에는 배기행정이 이루어지며 그 관성으로 다시 A행정이

이루어진다. 각 행정 사이에 왕복운동이 전혀 없으며 4행정 사이에 흡배기구가 로터의 이동에 따라 자동개폐되기 때문에 

기구도  복잡하지 않다. 

생각해야 할점은 할점은 로터의 회전이 완전한 원운동이 아닌 에피트로코이드라는 곡선을따라 운동하는 편심운동을 되풀이 

하게 된다는 점정도. 왜냐하면 이 편심운동으로 인해 삼각형의 세꼭지점에 끼워져있는 씰들이 고열과 고압뿐만아니라 

물리적 데미지에도 노출되게 되기때문이다.

3. 로터리 엔진의 장단점

1. 피스톤엔진에 비해 크기가 작다. 비슷한 출력이라면 피스톤 대비 절반이하의 크기로 제작이 가능하다.

    이말인즉, 공차중량이 적게 나가며 작은 엔진으로 인해 차량전체의 무게 밸런스를 잡기에 유리하다.

2. 왕복운동에서 오는 진동이 아닌 일정한 방향에서 회전하기에 진동이 매우 적다. 또한 회전운동은 관성에 대한 제약이 적어서

   고 알피엠을 상당히 쉽게 뽑아낼 수 있으며 고회전의 회전질감도 좋다.

3. 내구성이 취약한 단점이 있다. 로터리 엔진 구조상 로터가 틀인 챔버안에서 지속적으로 회전하면서 연료나 오일의 누수를 

   막기 위해 밀착되어 있어야 한다. 그래서 로터와 챔버를 보호하기 위해 로터 모서리에 씰링패드를 부착하는데 이를 

   아펙스씰이라고 한다. 근데 고속회전하는 엔진 특성상 이 씰이 쉽게 마모되고 이것을 교체하려면 엔진을 들어내야 하기 

   때문에 시간과 비용이 증가한다. 그래서 양산차에는 안정적인 피스톤 방식을 사용하고 있다.

4. 엔진 연소실 벽이 불규칙하게 마모돼 연료가 완전히 연소되지 못해 연료소비율이 좋지 않다.

   RX-7의 경우 평균연비 5-6KM정도이다.