محرك وانكل

تصميمات منع التسرب والتبريد

• اليسار: ختم قمة الطريق السريع NSU Ro 80
• على اليمين: مانع تسرب قمة مازدا 12A و13B

• يسار : تبريد مائي محوري بزاوية ميل محورية لمحرك مازدا L10A
• الوسط : نظام تبريد مائي محوري من أودي NSU EA871، للجزء الأمامي الساخن فقط
• على اليمين : محركات دايموند، تبريد مائي شعاعي من نوع وانكل، مقدمة ساخنة فقط

تمكن فيليكس فانكل من التغلب على معظم المشاكل التي أعاقت المحاولات السابقة لتحسين محرك فانكل، وذلك من خلال تصميم موانع التسرب الطرفية بنصف قطر طرف يساوي مقدار "الزيادة" في حجم شكل غلاف الدوار بالنسبة إلى الشكل الإبيتروكويد النظري، وذلك لتقليل حركة مانع التسرب الطرفية الشعاعية، بالإضافة إلى دبابيس طرفية أسطوانية محملة بالغاز تعمل على تقوية موانع التسرب. ^{[ 23 ]}

في البدايات، كان لا بد من بناء آلات إنتاج فريدة ومخصصة لأبعاد الهياكل المختلفة. ومع ذلك، فقد حلت التصاميم الحاصلة على براءات اختراع، مثل براءة الاختراع الأمريكية رقم 3,824,746 ، جي  . جيه. وات، 1974، لـ "آلة توليد أسطوانات محرك وانكل"، وبراءة الاختراع الأمريكية رقم 3,916,738 ، "جهاز لتصنيع و/أو معالجة الأسطح الحلزونية"، وبراءة الاختراع الأمريكية رقم 3,964,367 ، "جهاز لتصنيع الجدران الداخلية الحلزونية"، وغيرها، مشكلات الإنتاج هذه.

تُعاني محركات وانكل من مشكلة غير موجودة في محركات المكبس الترددية رباعية الأشواط، وهي أن عمليات السحب والضغط والاحتراق والعادم تحدث في مواقع ثابتة، مما يُسبب حملاً حرارياً غير متساوٍ على غلاف الدوّار. ^{[ 24 ]} في المقابل، تُنفّذ محركات المكبس الترددية رباعية الأشواط هذه الأشواط الأربعة في حجرة واحدة، بحيث يتمّ توزيع درجات الحرارة القصوى للسحب البارد والعادم الساخن بشكل متساوٍ، وتُعزل عن الأجزاء المتحركة بواسطة طبقة حدّية. اقترحت جامعة فلوريدا استخدام أنابيب حرارية في محرك وانكل مُبرّد بالهواء للتغلّب على هذا التسخين غير المتساوي للغلاف. ^{[ 25 ]} وقد حسّن التسخين المُسبق لأجزاء مُحدّدة من الغلاف بغاز العادم الأداء وكفاءة استهلاك الوقود، كما قلّل من التآكل والانبعاثات. ^{[ 26 ]} تعمل دروع الطبقة الحدّية وطبقة التشحيم كعازل حراري، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة الطبقة (بحد أقصى 200 درجة مئوية (390 درجة فهرنهايت) تقريباً في محرك وانكل مُبرّد بالماء) وثبات درجة حرارة السطح. تكون درجة الحرارة حول شمعة الإشعال مماثلة تقريبًا لدرجة الحرارة داخل غرفة الاحتراق في المحرك الترددي. ومع التبريد المحيطي أو المحوري، يظل فرق درجة الحرارة ضمن الحدود المقبولة. ^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]}  

ظهرت مشاكل خلال الأبحاث في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي، حيث واجه المهندسون ما أطلقوا عليه اسم "علامات الاهتزاز" و"خدوش الشيطان" على السطح الداخلي للسطح الحلزوني، مما أدى إلى تقشر طبقة الكروم على هذه الأسطح. اكتشفوا أن السبب هو وصول موانع التسرب إلى اهتزاز رنيني، وتم حل المشكلة بتقليل سمك ووزن موانع التسرب، بالإضافة إلى استخدام مواد أكثر ملاءمة. اختفت الخدوش بعد استخدام مواد أكثر توافقًا لموانع التسرب وطلاءات الهيكل. قام كينيتشي ياماموتو بتخفيف وزن موانع التسرب تجريبيًا باستخدام الثقوب، وحدد الوزن كسبب رئيسي، مما دفع مازدا إلى استخدام موانع تسرب من الكربون المشبع بالألومنيوم في محركاتها الإنتاجية المبكرة. استخدمت شركة NSU موانع تسرب من الكربون المشبع بالأنتيمون على سطح هيكل مطلي بالكروم؛ وعند تطوير طلاء "Elnisil" إلى مرحلة الإنتاج، عادت إلى استخدام شريط مانع للتسرب معدني لمحرك Ro 80 . استمرت مازدا في استخدام سطح مطلي بالكروم، ولكن على غلاف فولاذي داخل هيكل من الألومنيوم. سمح هذا لمازدا بالعودة إلى استخدام حشوات معدنية بسمك 3 مم، ثم لاحقًا 2 مم. ^{[ 30 ]} تمثلت مشكلة أخرى مبكرة في تراكم الشقوق على سطح الجزء الثابت بالقرب من فتحة شمعة الإشعال، والتي تم التغلب عليها بتركيب شمعات الإشعال في حشوة نحاسية موصلة منفصلة بدلاً من تثبيتها مباشرة في هيكل المحرك. ^{[ 31 ]}

وجدت تويوتا أن استبدال شمعات الإشعال التقليدية بشمعات التسخين المسبق يُحسّن استهلاك الوقود النوعي عند السرعات المنخفضة والحمل الجزئي بنسبة 7%، بالإضافة إلى خفض الانبعاثات وتحسين أداء المحرك في وضع الخمول. ^{[ 32 ]} وكان من بين الحلول البديلة اللاحقة لتبريد قاعدة شمعات الإشعال نظام تغيير سرعة سائل التبريد للمحركات الدوارة المبردة بالماء، والذي حصلت شركة كورتيس-رايت على براءة اختراعه وشهد استخدامًا واسع النطاق. ^{[ 33 ]} لم تتطلب هذه الأساليب استخدام حشوة نحاسية، ولكنها لم تمنع استخدامها. اختبرت فورد محرك وانكل مع وضع شمعات الإشعال في الصفائح الجانبية بدلاً من سطح عمل الهيكل ( CA 1036073  ، 1978).

تتميز محركات وانكل بقدرتها على العمل بسرعات عالية، مما يعني أنها لا تحتاج بالضرورة إلى عزم دوران عالٍ لإنتاج قدرة عالية. يؤثر موضع منفذ السحب وتوقيت إغلاقه بشكل كبير على عزم دوران المحرك. يؤدي الإغلاق المبكر لمنفذ السحب إلى زيادة عزم الدوران عند السرعات المنخفضة، ولكنه يقلل من عزم الدوران عند السرعات العالية (وبالتالي القدرة). في المقابل، يؤدي الإغلاق المتأخر لمنفذ السحب إلى تقليل عزم الدوران عند السرعات المنخفضة مع زيادة عزم الدوران عند السرعات العالية للمحرك، مما ينتج عنه قدرة أكبر عند السرعات العالية. ^{[ 45 ]}

يؤدي منفذ السحب المحيطي إلى أعلى متوسط ​​ضغط فعال في جميع نطاقات سرعة الدوران (خاصةً عند سرعات الدوران العالية، ولا سيما إذا كان مستطيلاً ^{[ 46 ] [ 47 ]} )؛ ومع ذلك، فإن منفذ السحب الجانبي يُنتج دورانًا أكثر استقرارًا في وضع الخمول ^{[ 48 ]،} لأنه يساعد على منع ارتداد الغازات المحترقة إلى قنوات السحب، مما يتسبب في "احتراق غير منتظم" يظهر على شكل دورات متناوبة من اشتعال الخليط بنجاح وفشل. كما يرتبط منفذ السحب المحيطي بأداء أسوأ عند الأحمال الجزئية. أدت دراسة مبكرة أجرتها شركة تويوتا ^{[ 49 ]} إلى إضافة مصدر هواء نقي إلى منفذ العادم. كما أثبتت أن صمام القصبة في منفذ أو قناة السحب ^{[ 50 ]} يُحسّن أداء محركات وانكل عند الأحمال الجزئية بسرعات دوران منخفضة عن طريق منع ارتداد غاز العادم إلى السحب، على حساب فقدان طفيف في القدرة القصوى. تتحسن المرونة مع زيادة لا مركزية الدوار، على غرار شوط أطول في المحرك الترددي.

تعمل محركات وانكل بكفاءة أفضل مع نظام عادم منخفض الضغط. يؤدي ارتفاع ضغط العادم الخلفي إلى تقليل متوسط ​​الضغط الفعال، خاصةً في محركات منافذ السحب المحيطية. وقد حسّن محرك رينيسيس في مازدا RX-8 الأداء من خلال مضاعفة مساحة منفذ العادم مقارنةً بالتصاميم السابقة، كما أُجريت دراسات حول تأثير تصميم أنابيب السحب والعادم على أداء محركات وانكل. ^{[ 51 ]} وقد اقترح هانز-ديتر باشكه منافذ السحب الجانبية، كما هو مستخدم في محرك رينيسيس، لأول مرة في أواخر الخمسينيات. وتوقع باشكه أن منافذ السحب ومشعبات السحب المصممة بدقة يمكن أن تجعل محرك المنافذ الجانبية بقوة محرك المنافذ المحيطية. ^{[ 52 ]}

كما سبق ذكره، يتأثر محرك وانكل بتمدد حراري غير متساوٍ نتيجةً لدورات الاحتراق الأربع التي تحدث في أجزاء ثابتة منه. ورغم أن هذا يفرض متطلبات كبيرة على المواد المستخدمة، إلا أن بساطة محرك وانكل تُسهّل استخدام مواد مثل السبائك والسيراميك المتطورة . ومن الطرق الشائعة، بالنسبة لهياكل المحركات المصنوعة من الألومنيوم، استخدام طبقة من الموليبدينوم المصبوب على هيكل المحرك لمنطقة غرفة الاحتراق، وطبقة من الفولاذ المصبوب في باقي أجزاء الهيكل. أما هياكل المحركات المصنوعة من الحديد المصبوب، فيمكن لحامها بالحث لجعلها قادرة على تحمل الإجهاد الحراري الناتج عن الاحتراق. ^{[ 53 ]}

من بين السبائك المستخدمة في غلاف محرك وانكل، نجد A-132، وإنكونيل 625، و356 المعالجة بصلابة T6. استُخدمت مواد عديدة لطلاء سطح العمل للغلاف، منها النيكاسيل . وقدّمت شركات سيتروين، ودايملر بنز، وفورد، وإيه بي غرازن، وغيرها طلبات براءات اختراع في هذا المجال. أما بالنسبة لأختام القمة، فقد تطور اختيار المواد مع الخبرة المكتسبة، بدءًا من سبائك الكربون، وصولًا إلى الفولاذ، والفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي ، والحديد والتيتانيوم مع الكربون، وغيرها من المواد. ^{[ 54 ]} وتم تحديد التركيبة المثلى لمواد الطلاء والأختام تجريبيًا، للحصول على أفضل عمر افتراضي لكل من الأختام والغلاف. وبالنسبة للعمود، يُفضّل استخدام سبائك فولاذية ذات تشوه طفيف تحت الحمل، مثل فولاذ الماراجينغ .

كانت تصاميم المحركات المبكرة تعاني من ارتفاع معدل فقدان منع التسرب، سواء بين الدوار والهيكل أو بين الأجزاء المختلفة المكونة للهيكل. كذلك، في محركات وانكل القديمة، كانت جزيئات الكربون تُحتبس بين مانع التسرب والهيكل، مما يؤدي إلى تعطل المحرك ويتطلب إعادة بناء جزئية. كان من الشائع أن تحتاج محركات مازدا القديمة جدًا إلى إعادة بناء بعد قطع مسافة 80,000 كيلومتر (50,000 ميل) . وظهرت مشاكل أخرى في منع التسرب نتيجة التوزيع الحراري غير المتساوي داخل الهيكل، مما تسبب في تشوهه، وفقدان منع التسرب، وفقدان الضغط، وتآكل غير متساوٍ بين مانع التسرب العلوي وهيكل الدوار، وهو ما كان واضحًا في المحركات ذات المسافات المقطوعة العالية. وكان إجهاد المحرك قبل وصوله إلى درجة حرارة التشغيل يُفاقم هذه المشاكل، والتي عالجتها مازدا لاحقًا. تحتوي المحركات الحالية على ما يقارب 100 جزء متعلق بمانع التسرب. ^{[ 11 ]} 

تمت معالجة مشكلة الخلوص اللازم لمرور رؤوس الدوار الساخنة بين غلافَي الجانبين الأقرب محوريًا في مناطق فصوص السحب الأكثر برودة، وذلك باستخدام دليل دوار محوري داخلي شعاعيًا لأختام الزيت، بالإضافة إلى تحسين تبريد الزيت بالقصور الذاتي للجزء الداخلي من الدوار (CW US 3261542 ، سي. جونز، 8/5/1963، US 3176915 ، إم. بينتيل، سي. جونز، إيه إتش راي، 2/7/1962)، وأختام رأسية "مقوسة" قليلاً (بارتفاع مختلف في المنتصف عن الأطراف). ^{[ 55 ]}  

كانت محركات وانكل المبكرة تعاني من ضعف كفاءة استهلاك الوقود بسبب شكل غرفة الاحتراق ومساحة سطحها الكبيرة. في المقابل، يتميز تصميم محرك وانكل بمقاومته العالية لظاهرة الطرق ، ^{[ 41 ]} مما يسمح باستخدام وقود منخفض الأوكتان دون الحاجة إلى خفض نسبة الانضغاط. اختبرت شركة NSU بنزينًا منخفض الأوكتان بناءً على اقتراح فيليكس وانكل. على سبيل التجربة، أنتجت شركة BV Aral بنزينًا بأوكتان 40، استُخدم في محرك الاختبار DKM 54 بنسبة انضغاط 8:1، وقد عمل المحرك بكفاءة تامة. أثار هذا الأمر استياء صناعة البتروكيماويات في أوروبا، التي استثمرت مبالغ طائلة في مصانع جديدة لإنتاج بنزين عالي الجودة. ^{[ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ] [ 60 ]}

يمكن تشغيل محركات الحقن المباشر ذات الشحنة الطبقية بوقود ذي رقم أوكتان منخفض للغاية، مثل وقود الديزل الذي يبلغ رقم ​​أوكتانه حوالي 25 فقط. ^{[ 61 ] [ 62 ]} ونتيجةً لانخفاض الكفاءة، يُطلق محرك وانكل ذو منافذ العادم المحيطية كمية أكبر من الهيدروكربونات غير المحترقة في العادم. ^{[ 63 ] [ 64 ]} ومع ذلك، فإن انبعاثات أكاسيد النيتروجين (NOx) في العادم منخفضة نسبيًا ، نظرًا لبطء الاحتراق وانخفاض درجات الحرارة مقارنةً بالمحركات الأخرى، بالإضافة إلى كفاءة إعادة تدوير غاز العادم (EGR) في محرك وانكل. وتتشابه انبعاثات أول أكسيد الكربون (CO) في محركي وانكل وأوتو تقريبًا. ^{[ 41 ]}

يتميز محرك وانكل بدرجة حرارة غازات عادم أعلى بكثير (Δt _K > 100 K) من محرك أوتو الترددي، خاصةً في ظروف الأحمال المنخفضة والمتوسطة. ويعود ذلك إلى ارتفاع معدل الاحتراق وبطء عملية الاحتراق. قد تتجاوز درجة حرارة غازات العادم 1300 كلفن (1030 درجة مئوية؛ 1880 درجة فهرنهايت) عند الأحمال العالية وسرعات المحرك التي تصل إلى 6000 دورة في الدقيقة. ولتحسين أداء غازات عادم محرك وانكل، يمكن استخدام مفاعل مشعب العادم أو المحول الحفاز لتقليل انبعاثات الهيدروكربونات وأول أكسيد الكربون. ^{[ 63 ]}     

تستخدم مازدا نظام إشعال مزدوجًا بشمعتي احتراق لكل غرفة احتراق. يُسهم هذا في زيادة القدرة الناتجة وتقليل انبعاثات الهيدروكربونات. في الوقت نفسه، يمكن خفض انبعاثات الهيدروكربونات بتقليل توقيت الإشعال المسبق لشمعة الاحتراق الأمامية (T) مقارنةً بشمعة الاحتراق الخلفية (L). يؤدي هذا إلى احتراق داخلي لاحق، مما يقلل من انبعاثات الهيدروكربونات. من ناحية أخرى، يؤدي توقيت الإشعال المتساوي للشمعتين إلى كفاءة أعلى في تحويل الطاقة. تُطرد الهيدروكربونات الملتصقة بجدار غرفة الاحتراق إلى العادم عبر المخرج المحيطي. ^{[ 65 ] [ 66 ]} استخدمت مازدا ثلاث شمعات احتراق لكل غرفة احتراق في محرك السباق R26B. تُشعل شمعة الاحتراق الثالثة الخليط في الجانب الخلفي قبل حدوث "الضغط"، مما يؤدي إلى احتراق الخليط بالكامل، كما يُسرّع من انتشار اللهب، مما يُحسّن من استهلاك الوقود. ^{[ 67 ]}

بحسب أبحاث كورتيس-رايت، فإن العامل المتحكم في كمية الهيدروكربونات غير المحترقة في العادم هو درجة حرارة سطح الدوار، حيث تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى انخفاض كمية الهيدروكربونات في العادم. ^{[ 68 ]} قامت كورتيس-رايت بتوسيع الدوار مع الحفاظ على باقي بنية المحرك دون تغيير، مما قلل من فقدان الاحتكاك وزاد من الإزاحة وقدرة المحرك. كان العامل المحدد لهذا التوسيع ميكانيكيًا، وتحديدًا انحراف العمود عند سرعات المحرك العالية. ^{[ 69 ]} يُعد التبريد السريع المصدر الرئيسي للهيدروكربونات عند السرعات العالية، بينما يُعد التسرب المصدر الرئيسي عند السرعات المنخفضة. ^{[ 70 ]} استخدام منافذ جانبية، والتي تسمح بإغلاق منفذ العادم حول النقطة الميتة العليا ، يقلل من تداخل السحب والعادم، وبالتالي يحسن من استهلاك الوقود. ^{[ 64 ]}

حققت سيارة مازدا RX-8 المزودة بمحرك رينيسيس معيار المركبات منخفضة الانبعاثات (LEV-II) في الولايات المتحدة عام 2004. ^{[ 71 ]} وقد تحقق ذلك بشكل أساسي باستخدام تصميم جانبي للمنافذ: حيث تم نقل منفذ العادم، الذي كان موجودًا في غلاف الدوار في محركات وانكل السابقة من مازدا، إلى جانب غرفة الاحتراق. سمح هذا النهج لمازدا بالتخلص من التداخل بين فتحات منفذي السحب والعادم مع زيادة مساحة منفذ العادم في الوقت نفسه. حسّن هذا التصميم استقرار الاحتراق في نطاق السرعات المنخفضة والأحمال الخفيفة، وخفّض انبعاثات الهيدروكربونات بنسبة 35-50% مقارنةً بمحرك وانكل ذي منفذ عادم محيطي. مع ذلك، لم يتم تطوير RX-8 لتلبية لوائح انبعاثات Euro 5 ، وتم إيقاف إنتاجها عام 2012. ^{[ 72 ]} أما محرك 8C الجديد في مازدا MX-30 R-EV فيلبي معيار انبعاثات Euro 6d-ISC-FCM. ^{[ 73 ]}

في محرك وانكل، حجم الحجرة${\displaystyle V_{k}}$وهو ما يعادل حاصل ضرب مساحة الدوار${\displaystyle A_{k}}$ومسار الدوار${\displaystyle s}$سطح الدوار${\displaystyle A_{k}}$يتم تحديدها من خلال مسار رؤوس الدوار عبر الغلاف، ويتم تحديدها من خلال نصف قطر التوليد.${\displaystyle R}$عرض الدوار${\displaystyle B}$وعمليات النقل المتوازية للدوار والهيكل الداخلي${\displaystyle a}$بما أن الدوار له شكل حلزوني (مثلث)، فإن جيب الزاوية 60 درجة يصف الفترة التي تقترب فيها رؤوس الدوار من الغلاف. لذلك،

${\displaystyle A_{k}=2\cdot B\cdot (R+a)\cdot \sin(60^{\circ })={\sqrt {3}}\cdot B\cdot (R+a)}$^{[ 74 ]}

مسار الدوار${\displaystyle s}$يمكن دمجها من خلال اللامركزية${\displaystyle e}$على النحو التالي:

${\displaystyle \sum \,ds=\int _{\alpha =0^{\circ }}^{\alpha =270^{\circ }}e\cdot \sin {\frac {2}{3}}\alpha \,d\alpha =3e}$

لذلك،

${\displaystyle V_{k}=A_{k}\cdot s={\sqrt {3}}\cdot B\cdot (R+a)\cdot 3e}$^{[ 75 ]}

للتسهيل،${\displaystyle a}$قد يتم حذفها لأنه من الصعب تحديدها وصغيرة: ^{[ 76 ]}

${\displaystyle V_{k}={\sqrt {3}}\cdot B\cdot R\cdot 3e}$^{[ 76 ] [ 77 ] [ 78 ] [ 79 ] [ 80 ]}

يتمثل أحد الأساليب المختلفة في هذا في تقديم${\displaystyle a'}$باعتبارها الأبعد، و${\displaystyle a}$باعتبارها أقصر عملية نقل متوازية للدوار والهيكل الداخلي، وبافتراض أن${\displaystyle R_{1}=R+a}$و${\displaystyle R_{2}=R+a'}$. ثم،

${\displaystyle V_{k}={\sqrt {3}}\cdot B\cdot (2\cdot R_{1}+R_{2})\cdot e}$

إن تضمين عمليات النقل المتوازية للدوار والغطاء الداخلي يوفر دقة كافية لتحديد حجم الحجرة. ^{[ 76 ] [ 75 ]}

استُخدمت مناهج مختلفة على مرّ الزمن لتقييم الإزاحة الكلية لمحرك وانكل مقارنةً بالمحرك الترددي، مع الأخذ في الاعتبار حجرة واحدة أو اثنتين أو جميع الحجرات الثلاث. ^{[ 81 ]} ويعود جزء من هذا الخلاف إلى اعتماد الضرائب على المركبات في أوروبا على سعة المحرك، كما ذكر كارل لودفيجسن . ^{[ 82 ]}

لو${\displaystyle y}$يمثل عدد الحجرات التي يتم أخذها في الاعتبار لكل دوار و${\displaystyle i}$إذا كان عدد الدوارات يساوي:

${\displaystyle V_{h}=y\cdot V_{k}\cdot i.}$

لو${\displaystyle p_{me}}$هو متوسط ​​الضغط الفعال ،${\displaystyle N}$سرعة دوران العمود و${\displaystyle n_{c}}$عدد دورات العمود اللازمة لإكمال دورة واحدة (${\displaystyle N/n_{c}}$إذا كان تردد الدورة الديناميكية الحرارية هو:

${\displaystyle P=p_{me}\cdot V_{h}\cdot {N \over n_{c}}=p_{me}\cdot y\cdot V_{k}\cdot i\cdot {N \over n_{c}}.}$

طُرحت فكرة الإشعال بالليزر لأول مرة عام 2011، ^{[ 94 ] [ 95 ]} ولكن لم تُجرَ الدراسات الأولى حولها إلا في عام 2021. يُفترض أن إشعال مخاليط الوقود قليلة الاحتراق في محركات وانكل باستخدام الليزر يُحسّن استهلاك الوقود وسلوك غازات العادم. في دراسة أُجريت عام 2021، تم اختبار نموذج لمحرك وانكل باستخدام الإشعال بالليزر وأنواع مختلفة من الوقود الغازي والسائل. يؤدي الإشعال بالليزر إلى تسريع تطور مركز الاحتراق، مما يُحسّن سرعة الاحتراق ويُقلل انبعاثات _أكاسيد النيتروجين . طاقة نبضة الليزر اللازمة للإشعال الكامل "معقولة"، حيث تبلغ بضعة ملي جول. لا يتطلب الإشعال بالليزر تعديلًا كبيرًا على محرك وانكل. ^{[ 96 ]}

^{أُجريت أبحاث، وإن لم تُكلل بالنجاح، على محركات وانكل ذات الاحتراق بالضغط. إلا} أن معايير التصميم الأساسية لمحرك وانكل تحول دون الحصول على نسبة ضغط كافية لتشغيله بوقود الديزل في محرك عملي. ^{[ 97 ]} وقد اعتمدت رولز رويس ^{[ 98 ]} ويانمار ^[ 99 ^] على استخدام وحدة ثنائية المراحل، حيث يعمل أحد الدوارين كضاغط بينما يحدث الاحتراق في الآخر. ^{[ 100 ]} إلا أن أياً من المحركين لم يكن فعالاً. ^{[ 97 ]}

يُعدّ محرك الإشعال الشراري نهجًا مختلفًا عن محرك وانكل ذي الإشعال بالضغط، وهو قادر على العمل بمجموعة واسعة من أنواع الوقود: وقود الديزل ، والبنزين ، والكيروسين ، والميثانول ، والغاز الطبيعي ، والهيدروجين . ^{[ 101 ] [ 102 ]} صمّم المهندس الألماني دانكوارت إيرمان أحد هذه المحركات في شركة وانكل سوبرتك (WST) في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. يتميز هذا المحرك بحجم غرفة احتراق يبلغ 500 سم مكعب (31 بوصة مكعبة) وقدرة خرج مُشار إليها تبلغ 50 كيلوواط (67.1 حصان) لكل دوّار، ويدعم تكوينات تتراوح من دوّار واحد إلى أربعة دوّارات. ^{[ 103 ]}     

يتميز محرك WST بنظام حقن مباشر بالسكك المشتركة يعمل وفق مبدأ الشحنة الطبقية. وعلى غرار محرك الديزل، وبخلاف محرك وانكل التقليدي، يضغط محرك WST الهواء بدلاً من خليط الهواء والوقود كما في مرحلة الضغط في دورة المحرك الرباعية. يُحقن الوقود في الهواء المضغوط قبل الوصول إلى النقطة الميتة العليا بقليل، مما ينتج عنه شحنة طبقية (أي خليط غير متجانس). وتُستخدم شمعة إشعال لبدء الاحتراق. ^{[ 104 ]} يكون الضغط في نهاية مرحلة الضغط وأثناء الاحتراق أقل منه في محرك الديزل التقليدي، ^{[ 103 ]} ويُعادل استهلاك الوقود استهلاك محرك احتراق داخلي صغير ذي حقن غير مباشر (أي >250  غ/(كيلوواط ساعة)). ^{[ 105 ]}

تُستخدم نسخ من محرك وانكل WST التي تعمل بوقود الديزل كوحدات طاقة مساعدة في 60 قاطرة ديزل تابعة لشركة دويتشه بان . وتستطيع هذه المحركات توليد طاقة تصل إلى 400 كيلوواط (536 حصانًا) . ^{[ 106 ] [ 101 ]}  

نظرًا لأن خليط الهيدروجين والهواء يشتعل بسرعة أكبر من البنزين، فإن خطر الاشتعال المبكر والارتداد يكون أعلى. في محرك وانكل، تحدث كل دورة من دورة أوتو في حجرات منفصلة. ومن المهم أن حجرة السحب منفصلة عن حجرة الاحتراق، مما يحافظ على خليط الهواء والوقود بعيدًا عن النقاط الساخنة الموضعية. كما تفتقر محركات وانكل إلى صمامات العادم الساخنة، مما يسهل تكييفها للعمل بالهيدروجين. ^{[ 107 ]} وتتمثل مشكلة أخرى في تآكل طبقة التشحيم بفعل الهيدروجين في المحركات الترددية، وهو ما يتم التغلب عليه في محركات وانكل باستخدام موانع تسرب خزفية. ^{[ 108 ] [ 109 ]}

في نموذج أولي لمحرك وانكل مُركّب على سيارة مازدا RX-8 لدراسة تشغيله بالهيدروجين، وجد واكاياما وزملاؤه أن الهيدروجين يُحسّن الكفاءة الحرارية بنسبة 23% مقارنةً بالبنزين. ورغم أن خليط الوقود الخفيف في المحرك يُصدر كمية ضئيلة من أكاسيد النيتروجين، إلا أن إجمالي انبعاثات أكاسيد النيتروجين يتجاوز معيار SULEV الياباني. ^{[ 110 ]} ويُساهم التشغيل المتكافئ الإضافي مع المحول الحفاز في خفض إضافي لأكاسيد النيتروجين.

تعاني محركات وانكل بشكل رئيسي من ضعف الديناميكا الحرارية الناتج عن تصميمها، ولا سيما مساحة سطحها الكبيرة وشكل غرفة الاحتراق غير الملائم. ونتيجة لذلك، يكون الاحتراق في محرك وانكل بطيئًا وغير مكتمل، مما يؤدي إلى ارتفاع استهلاك الوقود وضعف أداء غازات العادم. ^{[ 123 ]} يمكن لمحركات وانكل أن تصل إلى كفاءة حرارية قصوى نموذجية تبلغ حوالي 30  %. ^{[ 126 ]}

في محرك وانكل، يكون احتراق الوقود بطيئًا نظرًا لأن غرفة الاحتراق طويلة ورفيعة ومتحركة. ينتشر اللهب بشكل شبه حصري في اتجاه حركة الدوار، مما يزيد من ضعف إخماد خليط الوقود والهواء، وهو المصدر الرئيسي للهيدروكربونات غير المحترقة عند سرعات المحرك العالية. ينتج الجانب الخلفي لغرفة الاحتراق تيارًا ضاغطًا يمنع اللهب من الانتشار إلى الحافة الخلفية لغرفة الاحتراق عند سرعات المحرك المتوسطة والعالية. ^{[ 127 ]} يُعد هذا الاحتراق الضعيف أحد أسباب زيادة أول أكسيد الكربون والهيدروكربونات غير المحترقة في عادم محرك وانكل. يمكن لمنفذ العادم الجانبي، كما هو مستخدم في محرك رينيسيس، منع تسرب الخليط غير المحترق عن طريق إلغاء تداخل المنافذ. يمكن لحقن الوقود المباشر، حيث يُحقن الوقود باتجاه الحافة الأمامية لغرفة الاحتراق، تقليل كمية الوقود غير المحترق في العادم. ^{[ 128 ] [ 129 ]}

عالجت كاواساكي هذه المشكلة في براءة اختراعها الأمريكية رقم 3848574 ؛ وحققت تويوتا تحسينًا في استهلاك الوقود بنسبة 7% من خلال وضع شمعة توهج في الحافة الأمامية واستخدام صمامات قصبية في قنوات السحب. في محركات الشوطين، تدوم الصمامات القصبية المعدنية حوالي 15000 كيلومتر (9300 ميل) ، بينما تدوم الصمامات القصبية المصنوعة من ألياف الكربون حوالي 8000 كيلومتر (5000 ميل) . ^{[ 49 ]} استخدم محرك مازدا R26B ثلاث شمعات إشعال لكل دوار لاحتراق كامل للخليط المسحوب. في محرك 26B، تشتعل شمعة الإشعال الثالثة الموجودة في الحافة الخلفية قبل بدء تدفق الضغط. ^{[ 130 ]}   

على الرغم من أن العديد من عيوب محرك وانكل هي موضوع بحث مستمر، فإن العيوب الحالية لمحركات وانكل في الإنتاج هي التالية: ^{[ 131 ]}

إحكام غلق الدوار

تختلف درجات الحرارة في كل قسم من أقسام حجرة الاحتراق في غلاف المحرك اختلافًا كبيرًا. وتؤدي معاملات التمدد الحراري المختلفة للمواد إلى عدم إحكام الإغلاق بشكل كامل. إضافةً إلى ذلك، يتعرض كلا جانبي مانعات التسرب للوقود، ولا يسمح التصميم بتزييت الدوارات بدقة. تميل محركات وانكل إلى الإفراط في التزييت عند جميع سرعات المحرك وأحماله، مما يؤدي إلى استهلاك مرتفع نسبيًا للزيت ومشاكل أخرى ناتجة عن زيادة الزيت في مناطق الاحتراق (مثل تراكم الكربون وانبعاثات زائدة من احتراق الزيت). في المقابل، تحدث جميع أشواط محرك المكبس في نفس الحجرة، مما ينتج عنه درجة حرارة أكثر استقرارًا لحلقات المكبس. علاوة على ذلك، يتعرض طرف واحد فقط من كل مكبس في محرك المكبس رباعي الأشواط للوقود، مما يسمح بتزييت كل أسطوانة من الطرف الآخر. يمكن أيضًا تصميم مكونات محرك المكبس لزيادة إحكام إغلاق الحلقات والتحكم في الزيت مع زيادة ضغط الأسطوانات ومستويات الطاقة. للتغلب على مشاكل محرك وانكل المتمثلة في اختلاف درجات الحرارة بين مناطق الغلاف والصفائح الجانبية والوسطى، وما يصاحب ذلك من اضطرابات حرارية، استُخدمت "أنابيب حرارية" لنقل غاز العادم الساخن إلى المناطق الأكثر برودة في المحرك، مما أدى إلى زيادة الكفاءة والأداء. في محركات وانكل ذات الإزاحة الصغيرة، والدوار المبرد بالشحنة، والغلاف المبرد بالهواء، ثبت أن استخدام هذه "الأنابيب الحرارية" يقلل من درجة حرارة المحرك القصوى من 231 إلى 129 درجة مئوية (448 إلى 264 درجة فهرنهايت) ، ويقلل من أقصى فرق في درجة الحرارة بين المناطق الأكثر سخونة والأقل سخونة في المحرك من 159 إلى 18 درجة مئوية (286 إلى 32 درجة فهرنهايت) . ^{[ 132 ]}    

رفع مانع التسرب العلوي

تدفع قوة الطرد المركزي مانع التسرب العلوي باتجاه سطح الغلاف، مُشكّلةً مانع تسرب محكمًا. مع ذلك، قد تتشكل فجوات بين مانع التسرب العلوي والغلاف عند التشغيل تحت أحمال خفيفة نتيجةً لاختلال التوازن بين قوة الطرد المركزي وضغط الغاز. عند سرعات دوران منخفضة أو أحمال منخفضة، قد يتسبب ضغط الغاز في غرفة الاحتراق في انفصال مانع التسرب عن سطح الغلاف، مما يؤدي إلى تسرب غاز الاحتراق إلى الغرفة المجاورة. تغلبت شركة NSU على هذه المشكلة بإضافة فتحات على أحد جانبي موانع التسرب العلوية، موجهةً بذلك ضغط الغاز إلى قاعدة مانع التسرب العلوي. وقد منع هذا الإجراء انفصال موانع التسرب العلوية بشكل فعال. ^{[ 133 ]} تمثل حل مازدا في تغيير شكل غلاف التروكويد، لضمان بقاء موانع التسرب مستوية مع سطح الغلاف. يساعد استخدام محرك وانكل عند سرعات دوران عالية مستدامة على منع انفصال مانع التسرب العلوي، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات مثل توليد الكهرباء (أو، في المركبات تحديدًا، تطبيقات الهجينة المتسلسلة). ^{[ 134 ]}

على الرغم من أن نظام منع التسرب في محرك وانكل يبدو أبسط في بُعدين من نظيره في محرك مكبسي متعدد الأسطوانات، إلا أن العكس هو الصحيح في ثلاثة أبعاد. فبالإضافة إلى موانع التسرب الموجودة على قمة الدوار، والتي تظهر بوضوح في الرسم التخطيطي، يجب أن يمنع الدوار التسرب أيضًا من أطراف حجرة الاحتراق.

حلقات المكابس في المحركات الترددية ليست محكمة الإغلاق تمامًا؛ إذ تحتوي كل حلقة على فجوة تسمح بالتمدد. أما إحكام الإغلاق عند رؤوس دوار محرك وانكل فهو أقل أهمية، لأن التسريب يحدث بين الحجرات المتجاورة في الأشواط المتجاورة من الدورة وليس إلى غلاف العمود الرئيسي. ورغم تحسن إحكام الإغلاق على مر السنين، إلا أن ضعف إحكام الإغلاق في محرك وانكل، والذي يعود في معظمه إلى نقص التزييت، لا يزال عاملًا يقلل من كفاءته. ^{[ 135 ]}

وقّعت مازدا وشركة NSU عقدًا لدراسة تطوير محرك وانكل عام 1961، وتنافستا على طرح أول سيارة تعمل بمحرك وانكل في السوق. ورغم أن مازدا أنتجت محركًا تجريبيًا في ذلك العام، إلا أن NSU كانت أول من طرح سيارة بمحرك وانكل للبيع، وهي سيارة NSU Spider الرياضية عام 1964. وردّت مازدا بعرض محركات وانكل ثنائية ورباعية الدوارات في معرض طوكيو للسيارات في ذلك العام . ^{[ 11 ]} وفي عام 1967، بدأت NSU إنتاج سيارة فاخرة بمحرك وانكل، وهي Ro 80. ^{[ 137 ]} وعلى عكس مازدا وكورتيس-رايت ، لم تُنتج NSU موانع تسرب موثوقة، مما أدى إلى مشاكل في التآكل، وضعف تزييت العمود، واستهلاك وقود مرتفع، وتفاقمت المشكلة إلى أعطال متكررة في المحرك. ولم تُحل هذه المشاكل حتى عام 1972، مما أدى إلى ارتفاع تكاليف الضمان، وبالتالي الحد من تطوير محرك وانكل من قِبل NSU. أدى هذا الإطلاق المبكر لمحرك وانكل الجديد إلى سمعة سيئة لجميع العلامات التجارية، وحتى عندما تم حل هذه المشكلات في آخر المحركات التي أنتجتها شركة NSU في النصف الثاني من السبعينيات، لم تنتعش المبيعات. ^{[ 11 ]}

بحلول أوائل عام 1978، صمّم مهندسا أودي، ريتشارد فان باسهاوزن وغوتليب ويلمرز، جيلاً جديداً من محرك أودي-إن إس يو وانكل، وهو محرك KKM 871. كان المحرك ثنائي الدوار، بحجم غرفة احتراق (Vk ₎ يبلغ 746.6  سم ^مكعب ، ناتج عن انحراف مركزي قدره 17  مم، ونصف قطر توليد يبلغ 118.5  مم، ومسافة متساوية بين الدوارين تبلغ 4  مم، وعرض هيكل يبلغ 69  مم. يحتوي المحرك على منفذي سحب جانبيين ومنفذ عادم محيطي، وهو مزود بنظام حقن متعدد النقاط من نوع بوش K-Jetronic يعمل بالحقن المستمر . ووفقاً لمعيار DIN 70020، كان ينتج 121 كيلوواط (162 حصاناً) عند 6500 دورة في الدقيقة، وعزم دوران يبلغ 210 نيوتن متر (155 رطل قدم) عند 3500 دورة في الدقيقة. ^{[ 138 ]} صمم فان باسهاوزن وويلمرز المحرك إما بمفاعل حراري متعدد المنافذ أو بمحول حفاز للتحكم في الانبعاثات. ^{[ 138 ]} بلغ وزن المحرك 142 كجم (313 رطلاً)، ^{[ 138 ]} وبلغ معدل استهلاك الوقود النوعي حوالي 315 جم/(كيلوواط ساعة) عند 3000 دورة في الدقيقة، وضغط متوسط ​​فعال يبلغ 900 كيلو باسكال. ^{[ 139 ]} ولأغراض الاختبار، تم تركيب محركين من طراز KKM 871 في سيارتي اختبار أودي 100 من النوع 43 ، إحداهما مزودة بناقل حركة يدوي بخمس سرعات، والأخرى بناقل حركة أوتوماتيكي بثلاث سرعات. ^{[ 140 ]}         

زعمت مازدا أنها حلت مشكلة مانع التسرب، حيث شغّلت محركات الاختبار بسرعات عالية لمدة 300 ساعة دون أي عطل. ^{[ 11 ]} بعد سنوات من التطوير، كانت سيارة مازدا الأولى المزودة بمحرك وانكل هي كوزمو 110S موديل 1967. ثم أنتجت الشركة عدة سيارات بمحركات وانكل (أو " دوارة " كما تسميها الشركة)، بما في ذلك حافلة وشاحنة صغيرة . وأشاد العملاء بسلاسة أداء هذه السيارات. مع ذلك، اختارت مازدا طريقةً للامتثال لمعايير انبعاثات الهيدروكربونات ، والتي، رغم كونها أقل تكلفة في الإنتاج، إلا أنها زادت من استهلاك الوقود.

تخلّت مازدا لاحقًا عن المحرك الدوار في معظم تصاميم سياراتها، واستمرت في استخدامه في سياراتها الرياضية فقط. كانت الشركة تستخدم عادةً تصميمات ثنائية الدوار، على الرغم من تزويد سيارة Eunos Cosmo الرياضية عام 1990 بمحرك ثلاثي الدوار مزود بشاحن توربيني مزدوج أكثر تطورًا . في عام 2003، طرحت مازدا محرك Renesis المُستخدم في سيارة RX-8 . وقد نقل محرك Renesis منافذ العادم من محيط غلاف المحرك الدوار إلى الجوانب، مما أتاح منافذ أكبر حجمًا وتدفق هواء أفضل. ^{[ 141 ]} يُنتج محرك Renesis قوة 177 كيلوواط (238 حصانًا) مع تحسين في كفاءة استهلاك الوقود والموثوقية وانخفاض الانبعاثات مقارنةً بمحركات مازدا الدوارة السابقة، ^{[ 142 ]} كل ذلك من سعة اسمية تبلغ 2.6 لتر، إلا أن هذا لم يكن كافيًا لتلبية معايير الانبعاثات الأكثر صرامة. أوقفت مازدا إنتاج محركها الدوار في عام 2012 بعد فشل المحرك في تلبية معايير انبعاثات Euro 5 ، مما ترك أي شركة سيارات تبيع مركبة طريق تعمل بمحرك وانكل حتى عام 2023. ^{[ 143 ]}   

أطلقت مازدا سيارة MX-30 R-EV الهجينة المزودة بمحرك وانكل لزيادة مدى القيادة في مارس 2023. ^{[ 136 ]} لا يرتبط محرك وانكل بالعجلات مباشرةً، بل يقتصر دوره على شحن البطارية. وهو محرك أحادي الدوار بسعة 830 سم مكعب (51 بوصة مكعبة) وقدرة خرج اسمية تبلغ 55 كيلوواط (74 حصانًا) . يتميز المحرك بنظام حقن مباشر للبنزين ، وإعادة تدوير غازات العادم ، ونظام معالجة غازات العادم المزود بمحول حفاز ثلاثي الاتجاهات وفلتر جسيمات . ويتوافق المحرك مع معيار Euro 6d-ISC-FCM. ^{[ 144 ] [ 145 ]}     

أنتجت شركة سيتروين سيارات M35 و GS Birotor وطائرة الهليكوبتر RE-2 باستخدام محركات من إنتاج شركة Comotor ، وهي مشروع مشترك بين سيتروين و NSU.

زودت مرسيدس-بنز سيارتها الاختبارية C111 بمحرك وانكل . كان محرك C  111-II يعمل بسحب الهواء الطبيعي، ومزودًا بنظام حقن مباشر للبنزين، ويحتوي على أربعة دوارات. بلغت سعته الإجمالية 4.8 لتر (290 بوصة مكعبة) ، ونسبة انضغاطه 9.3:1. وقد وفر عزم دوران أقصى قدره 433 نيوتن متر (319 رطل قدم) عند 5000 دورة في الدقيقة، وقدرة خرج تبلغ 257 كيلوواط (350 حصانًا) عند 6000 دورة في الدقيقة. ^{[ 71 ]}       

كانت شركة أمريكان موتورز (AMC) على يقين تام بأن "  المحرك الدوار سيؤدي دورًا هامًا كمصدر طاقة لسيارات وشاحنات المستقبل  "، لدرجة أن رئيس مجلس إدارتها، روي دي. تشابين الابن ، وقّع اتفاقية في فبراير 1973 بعد مفاوضات استمرت عامًا، لتصنيع محركات وانكل لسيارات الركاب والمركبات العسكرية، ومنح الشركة الحق في بيع أي محركات وانكل تنتجها لشركات أخرى. ^{[ 146 ] [ 147 ]} لم يتوقع رئيس شركة AMC، ويليام لونيبورغ، تطورًا ملحوظًا حتى عام 1980، لكن جيرالد سي. مايرز ، نائب رئيس مجموعة المنتجات الهندسية في AMC، اقترح على الشركة شراء المحركات من شركة كورتيس-رايت قبل تطوير محركات وانكل الخاصة بها، وتوقع تحولًا كاملًا إلى محركات وانكل بحلول عام 1984. ^{[ 148 ]}

كانت الخطط تقضي باستخدام المحرك في سيارة AMC Pacer ، لكن التطوير تأجل. ^{[ 149 ] [ 150 ]} صممت شركة American Motors سيارة Pacer الفريدة حول هذا المحرك. وبحلول عام 1974، قررت AMC شراء محرك وانكل من جنرال موتورز (GM) بدلاً من تصنيعه داخلياً. ^{[ 151 ]} أكدت كل من جنرال موتورز وAMC أن هذه الشراكة ستكون مفيدة في تسويق المحرك الجديد، حيث ادعت AMC أن محرك وانكل من جنرال موتورز يتميز باقتصاد جيد في استهلاك الوقود. ^{[ 152 ]} لم تكن محركات جنرال موتورز قد وصلت إلى مرحلة الإنتاج عند طرح سيارة Pacer في السوق. لعبت أزمة النفط عام 1973 دوراً في عرقلة استخدام محرك وانكل، كما أن ارتفاع أسعار الوقود والتكهنات حول تشريعات معايير الانبعاثات الأمريكية المقترحة زادت من المخاوف.

في اجتماعها السنوي في مايو 1973، كشفت جنرال موتورز النقاب عن محرك وانكل الذي كانت تخطط لاستخدامه في سيارة شيفروليه فيغا . ^{[ 153 ]} وبحلول عام 1974، لم ينجح قسم البحث والتطوير في جنرال موتورز في إنتاج محرك وانكل يفي بمتطلبات الانبعاثات وأهداف كفاءة استهلاك الوقود، مما أدى إلى إلغاء المشروع. ونتيجةً لهذا القرار، لم يُصدر فريق البحث والتطوير سوى جزء من نتائج أحدث أبحاثه، والتي ادّعت حل مشكلة كفاءة استهلاك الوقود وبناء محركات موثوقة بعمر افتراضي يزيد عن 850,000 كيلومتر (530,000 ميل) . لم تُؤخذ هذه النتائج في الاعتبار عند إصدار أمر الإلغاء. تطلّب إنهاء مشروع محرك وانكل من جنرال موتورز من شركة AMC، التي كان من المقرر أن تشتري المحرك، إعادة تصميم سيارة بيسر لتضم محركها ذي الست أسطوانات المستقيمة الذي يُشغّل العجلات الخلفية. ^{[ 154 ]} 

في عام 1974، أنشأ الاتحاد السوفيتي مكتبًا خاصًا لتصميم المحركات، والذي صمّم في عام 1978 محركًا أُطلق عليه اسم VAZ-311، وتم تركيبه في سيارة VAZ-2101 . ^{[ 155 ]} في عام 1980، بدأت الشركة بتوريد محرك VAZ-411 ثنائي الدوار من نوع وانكل في سيارات VAZ-2106 ، حيث تم تصنيع حوالي 200 سيارة. وذهب معظم الإنتاج إلى الأجهزة الأمنية. ^{[ 156 ] [ 157 ]}

أجرى فورد أبحاثًا على محركات وانكل، أسفرت عن منح براءات اختراع: GB 1460229 ، 1974، لطريقة تصنيع الهياكل؛ US 3833321 ، 1974، لطلاء الصفائح الجانبية؛ US 3890069 ، 1975، لطلاء الهيكل؛ CA 1030743 ، 1978: لمحاذاة الهياكل؛ CA 1045553 ، 1979، لمجموعة صمام القصبة. في عام 1972، صرّح هنري فورد الثاني بأن محرك وانكل لن يحلّ محلّ محرك المكبس على الأرجح "في حياتي". ^{[ 158 ]}     

كانت سيارة سيجما MC74، التي قادها يوجيرو تيرادا والتي تعمل بمحرك مازدا 12A، أول سيارة تعمل بمحرك وانكل (وسيارة غير أوروبية غربية أو أمريكية) تنهي سباق لومان 24 ساعة عام 1974 .

كانت مازدا أول شركة سيارات يابانية تفوز بسباق لومان عام 1991. وتُعدّ سيارتها 787B ذات المحرك رباعي الدوارات ( بسعة 5.24 لتر أو 320 بوصة مكعبة )، المصنفة وفقًا لمعادلة الاتحاد الدولي للسيارات (FIA) بسعة 4.708 لتر أو 287 بوصة مكعبة ، السيارة الوحيدة التي لم تفز بسباق لومان بمحرك مكبسي. صُنفت سيارات مازدا في البداية على أنها ذات محركات تنفس طبيعي بوزن 830 كجم (1830 رطلًا) ، أي أقل بـ 170 كجم (375 رطلًا) من منافسيها المزودين بشاحن توربيني في فئة المجموعة C2 . ^{[ 159 ]} سُمح لسيارات المجموعة C1 لعام 1991 بأن تكون أخف وزنًا بمقدار 80 كجم (176 رطلًا) من سيارة 787B ^{[ 160 ]} ، ولم تكن هناك قيود على كمية الوقود، ولكن سُمح لها فقط بمحركات تنفس طبيعي بسعة 3.5 لتر. ^{[ 161 ]}            

نظراً لصغر حجم محرك وانكل ونسبة قدرته العالية إلى وزنه ، فقد اقتُرح استخدامه كموسع لمدى المركبات الكهربائية لتوفير طاقة إضافية عند انخفاض مستوى شحن البطارية. يتميز محرك وانكل المستخدم كمولد بمزايا في التصميم، وانخفاض مستوى الضوضاء والاهتزازات، وتقليل الخشونة عند استخدامه في سيارة ركاب، مما يزيد من مساحة المقصورة الداخلية للركاب والأمتعة مع توفير مستوى جيد من انبعاثات الضوضاء والاهتزازات. ومع ذلك، يبقى التساؤل قائماً حول ما إذا كانت عيوب محرك وانكل المتأصلة تسمح باستخدامه كموسع لمدى سيارات الركاب. ^{[ 162 ]}

في عام 2010، كشفت أودي النقاب عن نموذج أولي لسيارة كهربائية هجينة متسلسلة، وهي A1 e-tron . تضمنت السيارة محرك وانكل بحجم غرفة احتراق Vk _يبلغ 254  سم ^مكعب ، قادر على توليد 18  كيلوواط عند 5000 دورة في الدقيقة. وكان المحرك موصولاً بمولد كهربائي يقوم بشحن بطاريات السيارة حسب الحاجة، ويوفر الكهرباء مباشرةً لمحرك القيادة الكهربائي. بلغ وزن هذه المجموعة 70  كيلوغرامًا، وقدرتها على توليد 15  كيلوواط من الطاقة الكهربائية. ^{[ 163 ]}

في نوفمبر 2013، أعلنت مازدا لصحافة السيارات عن سيارة نموذجية هجينة متسلسلة، مازدا 2 الكهربائية ، تستخدم محرك وانكل كموسع للمدى. يقع مولد الطاقة أسفل أرضية صندوق الأمتعة الخلفي، وهو وحدة صغيرة، شبه صامتة، أحادية الدوار بسعة 330 سم مكعب، تولد 22 كيلوواط (30 حصانًا) عند 4500 دورة في الدقيقة، وتحافظ على خرج كهربائي مستمر قدره 20 كيلوواط. ^{[ 164 ] [ 165 ] [ 166 ]}    

كشفت مازدا النقاب عن سيارة MX-30 R-EV المزودة بمحرك وانكل كهربائي موسع المدى في مارس 2023. ^{[ 136 ]} يُعد محرك وانكل في هذه السيارة وحدة أحادية الدوار تعمل بسحب الهواء الطبيعي، بسعة غرفة احتراق _تبلغ 830 سم مكعب ⁽ 50.6 ^{بوصة مكعبة} ) ، ونسبة انضغاط 11.9:1، وقدرة خرج اسمية 55 كيلوواط (74 حصانًا) . يتميز المحرك بنظام حقن مباشر للبنزين، وإعادة تدوير غازات العادم ، ونظام معالجة غازات العادم مزود بمحول حفاز ثلاثي الاتجاهات ومرشح جسيمات . ووفقًا لمجلة "أوتو موتور أوند سبورت" ، فإن المحرك متوافق مع معيار Euro 6d-ISC-FCM. ^{[ 144 ] [ 145 ]}    

في عام 1974، أنتجت شركة هيركوليس دراجات نارية من طراز W-2000 وانكل، لكن انخفاض أعداد الإنتاج جعل المشروع غير مربح، وتوقف الإنتاج في عام 1977. ^{[ 168 ]}

الدراجات النارية التي تعمل بمحركات دوارة

دراجة نارية نورتون كلاسيك ثنائية الدوار مبردة بالهواء

نموذج أولي من نورتون إنتربول 2

في بريطانيا، طورت شركة نورتون محرك وانكل للدراجات النارية، مستندةً إلى محرك ساكس المبرد بالهواء الذي كان يُستخدم في دراجة DKW/Hercules W-2000 النارية . وقد زُوّد هذا المحرك ثنائي الدوارات في دراجتي Commander و F1 . وقد حسّنت نورتون نظام التبريد الهوائي لساكس، بإضافة غرفة ضغط.

في أوائل ثمانينيات القرن العشرين، وبالاستناد إلى أعمال سابقة في شركة BSA ، أنتجت نورتون دراجة Classic ذات المحرك ثنائي الدوار المبرد بالهواء ، تلتها دراجة Commander المبردة بالسوائل ودراجة Interpol2 (نسخة الشرطة). ^{[ 169 ]} وشملت دراجات نورتون وانكل اللاحقة دراجات Norton F1 وF1 Sports وRC588 و Norton RCW588 وNRS588. واقترحت نورتون طرازًا جديدًا ثنائي الدوار بسعة 588 سم مكعب يُسمى "NRV588"، ونسخة بسعة 700 سم مكعب تُسمى "NRV700". ^{[ 170 ]} وبدأ برايان كرايتون، وهو ميكانيكي سابق في نورتون، بتطوير خط إنتاجه الخاص من الدراجات النارية المزودة بمحرك وانكل تحت اسم "Roton"، والتي فازت بالعديد من السباقات الأسترالية.

على الرغم من النجاحات في السباقات، ^{[ 171 ]} لم يتم إنتاج أي دراجات نارية تعمل بمحركات وانكل للبيع للجمهور العام للاستخدام على الطرق منذ عام 1992.

في عام ١٩٧٢، كشفت ياماها النقاب عن دراجة RZ201 في معرض طوكيو للسيارات ، وهي نموذج أولي بمحرك وانكل، يزن ٢٢٠  كيلوغرامًا ويولد قوة ٦٠ حصانًا (٤٥ كيلوواط) من محرك ثنائي الدوار سعة ٦٦٠ سم مكعب (براءة اختراع أمريكية رقم N3964448). وفي العام نفسه، قدمت كاواساكي نموذجها الأولي لمحرك وانكل ثنائي الدوار، كاواساكي X99 (براءتا اختراع أمريكيتان رقم N 3848574 و3991722). وادّعت كل من ياماها وكاواساكي أنها حلت مشاكل ضعف كفاءة استهلاك الوقود، وارتفاع انبعاثات العادم، وقصر عمر المحرك في محركات وانكل الأولى، إلا أن أيًا من النموذجين الأوليين لم يصل إلى مرحلة الإنتاج.  

بين عامي 1975 و1976، أنتجت سوزوكي دراجتها النارية RE5 ذات المحرك الدوار الأحادي من نوع وانكل. تميزت بتصميم معقد، حيث احتوت على نظامي تبريد سائل وزيتي ، بالإضافة إلى أنظمة تزييت ومكربن ​​متعددة . ورغم كفاءتها وسلاسة أدائها، إلا أنها لم تحقق مبيعات جيدة بسبب وزنها الثقيل وضعف قوتها. ^{[ 172 ]} وللتحكم في ارتفاع درجة حرارة العادم، اعتمدت سوزوكي على مشعب عادم مزود بزعانف، وأنابيب عادم مزدوجة الجدران مزودة بشبكات تبريد، وتغليف مقاوم للحرارة للأنابيب، ومخمدات صوت مزودة بدروع حرارية. استخدمت سوزوكي ثلاثة أنظمة تزييت، بينما اعتمدت نورتون على نظام حقن زيت أحادي الفقدان يغذي كلاً من المحامل الرئيسية ومشعبات السحب. وُضع محرك دوار أحادي في الجزء العلوي من الهيكل، وكان أداؤه سلسًا نسبيًا، ولكنه يعاني من بعض التذبذبات عند 4000 دورة في الدقيقة. ^{[ 173 ]} على الرغم من وصفها بأنها سهلة القيادة، إلا أن النتيجة كانت أن RE5 كانت ثقيلة ومعقدة للغاية ومكلفة التصنيع، وبقوة 62 حصان (46 كيلو واط) ، كانت تفتقر إلى القوة.   

أنتجت شركة فان فين الهولندية لاستيراد وتصنيع الدراجات النارية كميات صغيرة من دراجة OCR-1000 النارية ذات محرك وانكل ثنائي الدوار بين عامي 1978 و1980 باستخدام محركات كوموتور KKM 624 الفائضة التي كانت مخصصة في الأصل لسيارة سيتروين GS Birotor ، ^{[ 174 ]} حيث تم استبدال الموزع بنظام إشعال إلكتروني من هارتيغ . ^{[ 175 ]}

محركات الطائرات الدوارة

محرك وانكل للطائرات RC2-60

مركبة ARV Super2 بمحرك وانكل ثنائي الدوار من طراز British MidWest AE110

طائرة دايموند DA20 بمحرك وانكل من دايموند إنجنز

طائرة سيكورسكي سايفر بدون طيار (UAV) تعمل بمحرك وانكل UEL AR801

مروحية Citroën RE-2 في عام 1975

تُعد محركات وانكل مناسبة تمامًا للطائرات الخفيفة ، فهي خفيفة الوزن، وصغيرة الحجم، وتكاد تخلو من الاهتزازات، وتتميز بنسبة عالية من القدرة إلى الوزن . وتشمل مزاياها الأخرى في مجال الطيران ما يلي:

1. المحرك غير عرضة للتبريد المفاجئ أثناء الهبوط؛
2. لا يحتاج المحرك إلى خليط غني للتبريد عند القدرة العالية؛
3. لعدم وجود أجزاء مترددة، تقل احتمالية تعرض المحرك للتلف عندما يدور بمعدل أعلى من الحد الأقصى المصمم له.

على عكس السيارات والدراجات النارية، يمكن لمحرك وانكل للطائرات أن يسخن بدرجة كافية قبل تشغيله بكامل طاقته، وذلك بفضل الوقت المستغرق في فحوصات ما قبل الرحلة. كما أن رحلة الوصول إلى المدرج لا تشهد تبريدًا يُذكر، مما يسمح للمحرك بالوصول إلى درجة حرارة التشغيل المثلى عند الإقلاع. ^{[ 176 ]} يقضي محرك وانكل للطائرات معظم وقت تشغيله عند مستويات طاقة عالية مع فترات خمول قصيرة.

نظراً لأن محركات وانكل تعمل بسرعة دوران عالية نسبياً ، حيث تبلغ  سرعة دوران عمود الإخراج 6000 دورة في الدقيقة، فإن الدوار يدور بسرعة تعادل ثلث تلك السرعة تقريباً. ونظراً لعزم الدوران المنخفض نسبياً، يجب على الطائرات ذات المحركات المروحية استخدام وحدة تخفيض سرعة المروحة للحفاظ على سرعة دورانها ضمن النطاق المصمم. تستخدم الطائرات التجريبية المزودة بمحركات وانكل وحدات تخفيض سرعة المروحة؛ فعلى سبيل المثال، يحتوي محرك ميدويست ثنائي الدوار على علبة تروس تخفيض بنسبة 2.95:1.

كانت أول طائرة بمحرك وانكل هي النسخة المدنية التجريبية من طراز لوكهيد كيو-ستار، وهي نسخة من طائرة الاستطلاع كيو تي-2 التابعة للجيش الأمريكي في أواخر الستينيات، وكانت في الأساس طائرة شراعية من طراز شفايتزر مزودة بمحرك . ^{[ 177 ]} زُوّدت الطائرة بمحرك كورتيس-رايت آر سي 2-60 وانكل بقوة 185 حصانًا (138 كيلوواط) . ^{[ 178 ]} استُخدم نفس طراز المحرك أيضًا في طائرة سيسنا كاردينال ومروحية، بالإضافة إلى طائرات أخرى. ^{[ 119 ] [ 179 ] [ 180 ]} طوّرت شركة سيتروين الفرنسية مروحية آر إي-2 تعمل بمحرك وانكل في السبعينيات. ^{[ 181 ]} وفي ألمانيا، في منتصف السبعينيات، طُوّرت طائرة ذات مروحة دافعة وقناة تهوية، تعمل بمحرك إن إس يو متعدد الدوارات مُعدّل، بنسختين مدنية وعسكرية، وهما فانلاينر وفانترينر. ^{[ 182 ]}  

في نفس الفترة الزمنية تقريبًا التي بدأت فيها التجارب الأولى على طائرات كاملة الحجم تعمل بمحركات وانكل، تم تطوير نسخ مصغرة بحجم الطائرات النموذجية من خلال تعاون بين شركة OS Engines اليابانية الشهيرة وشركة Graupner الألمانية المتخصصة في صناعة الطائرات النموذجية، وذلك بموجب ترخيص من شركة NSU. يتميز محرك وانكل النموذجي من OS-Graupner بحجم غرفة احتراق (Vk ₎ يبلغ 4.9  سم ^مكعب ، وينتج طاقة 460  واط عند 16000 ^دورة  في الدقيقة ^، وكتلته 370  غرامًا. ^{[ 183 ]}

تم تركيب محركات وانكل في طائرات تجريبية محلية الصنع، مثل طائرة ARV Super2 ، والتي زُوِّدت اثنتان منها بمحرك الطائرات البريطاني MidWest . معظم هذه المحركات هي محركات سيارات مازدا 12A و13B تم تحويلها للاستخدام في الطيران، وهي بديل اقتصادي للغاية لمحركات الطائرات المعتمدة، إذ توفر قوة تتراوح بين 100 و 300 حصان (220 كيلوواط) بتكلفة أقل بكثير من محركات المكابس التقليدية. بدأت عمليات التحويل هذه في أوائل سبعينيات القرن الماضي. كتب بيتر غاريسون، المحرر المساهم في مجلة Flying : "في رأيي ... المحرك الأكثر واعدة للاستخدام في الطيران هو محرك مازدا الدوار." ^{[ 184 ]}  

تستخدم شركة Schleicher المصنعة للطائرات الشراعية محرك Austro Engine AE50R ^{[ 185 ] [ 186 ]} في طرازاتها ذاتية الإطلاق ASK-21 Mi و ASH-26E و ^{[ 187 ]} ASH-25 M/Mi و ASH-30 Mi و ASH-31 Mi و ASW-22 BLE و ASG-32 Mi.

في عام 2013، أعلنت شركة e-Go للطائرات، ومقرها كامبريدج بالمملكة المتحدة، أن محرك وانكل من شركة روترون باور سيزود طائرتها الجديدة ذات المقعد الواحد والمزودة بجناح أمامي. ^{[ 188 ]}

تستخدم طائرة DA36 E-Star، المصممة من قبل سيمنز ودايموند إيركرافت وإي إيه دي إس ، نظام دفع هجين متسلسل ، حيث يُدار المروحة بواسطة محرك كهربائي من سيمنز بقوة 70 كيلوواط (94 حصانًا) . والهدف من ذلك هو خفض استهلاك الوقود والانبعاثات بنسبة تصل إلى 25%. ويتم توفير الكهرباء بواسطة محرك أوسترو إنجن ومولد كهربائي على متن الطائرة بقوة 40 حصانًا (30 كيلوواط). وقد تم الاستغناء عن وحدة تخفيض سرعة المروحة. يستخدم المحرك الكهربائي الطاقة المخزنة في البطاريات، مع إيقاف تشغيل المولد، للإقلاع والارتفاع، مما يقلل من انبعاثات الضوضاء. ويساهم نظام الدفع الهجين المتسلسل، الذي يستخدم محرك وانكل، في تقليل وزن الطائرة بمقدار 100 كيلوغرام مقارنةً بسابقتها. حلقت طائرة DA36 E-Star لأول مرة في يونيو 2013، لتكون بذلك أول رحلة طيران على الإطلاق بنظام دفع هجين متسلسل. وتؤكد شركة دايموند إيركرافت أن تقنية محرك وانكل قابلة للتطبيق على طائرات تتسع لـ 100 راكب. ^{[ 189 ] [ 190 ]}     

منذ عام 2015، تم تجهيز 60 قطاراً في ألمانيا بأنظمة طاقة مساعدة تعمل بمحركات وانكل التي تحرق وقود الديزل. وتستخدم القاطرات محرك وانكل WST KKM 351 الذي يعمل بوقود الديزل. ^{[ 101 ]}

يُعد محرك وانكل مناسبًا تمامًا للأجهزة التي يكون فيها المشغل البشري قريبًا من المحرك، مثل الأجهزة المحمولة كالمناشير الآلية . ^{[ 191 ]} كما أن سهولة بدء تشغيله وانخفاض كتلته يجعلان محرك وانكل خيارًا جيدًا لتشغيل مضخات الحريق المحمولة والمولدات الكهربائية المحمولة . ^{[ 192 ]}

تُستخدم محركات وانكل الصغيرة في تطبيقات متنوعة مثل سيارات الكارتينج ، والدراجات المائية الشخصية ، ووحدات الطاقة المساعدة للطائرات. ^{[ 193 ]} حصلت شركة كاواساكي على براءة اختراع لمحرك وانكل المبرد بالخليط (براءة الاختراع الأمريكية رقم 3991722). كما أنتجت شركة يانمار اليابانية لتصنيع محركات الديزل، وشركة دولمار-ساكس الألمانية، منشارًا كهربائيًا يعمل بمحرك وانكل (ورقة SAE رقم 760642) ومحركات قوارب خارجية، بينما صنعت شركة أوتيلس وولف الفرنسية جزازة عشب (روتوندور) تعمل بمحرك وانكل. وُضع الدوار أفقيًا لتوفير تكاليف الإنتاج، ولم تكن هناك موانع تسرب في الجزء السفلي.

بفضل بساطته، يُعدّ محرك وانكل مناسبًا تمامًا لتصميمات المحركات المصغّرة والمجهرية. وقد أجرى مختبر أنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) للمحركات الدوّارة في جامعة كاليفورنيا، بيركلي ، أبحاثًا سابقة لتطوير محركات وانكل يصل  قطرها إلى 1 مم، وبسعة أقل من 0.1  سم مكعب. وتشمل المواد المستخدمة السيليكون، وتعتمد الطاقة المحركة على الهواء المضغوط. وكان الهدف من هذه الأبحاث هو تطوير محرك احتراق داخلي قادر على توليد 100 ميلي واط من الطاقة الكهربائية، حيث يعمل المحرك كدوار للمولد الكهربائي ، مع دمج المغناطيسات في دوار المحرك. ^{[ 194 ] [ 195 ]} توقف تطوير محرك وانكل المصغّر في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، مع انتهاء عقد داربا.

في عام 1976، ذكرت مجلة "رود آند تراك" أن شركة إنجرسول-راند ستطور محرك وانكل بحجم غرفة احتراق Vk ^{يبلغ 1500 بوصة مكعبة} ₍ 25 دسم مكعب ) وقدرة ^اسمية 500 حصان ( 373 كيلوواط) لكل دوار. ^{[ 196 ]} في نهاية المطاف، تم بناء 13 وحدة من المحرك المقترح، وإن كانت بسعة أكبر، وبلغ مجموع ساعات تشغيلها أكثر من 90,000 ساعة. صُمم المحرك بحجم غرفة احتراق Vk ^{يبلغ 2500 بوصة مكعبة} ₍ 41 دسم مكعب ) ، ^وقدرة خرج 550 حصان (410 كيلوواط) لكل دوار. تم تصنيع محركات أحادية الدوار وثنائية الدوار (تنتج 550 حصان (410 كيلوواط) أو 1100 حصان (820 كيلوواط) على التوالي). كانت هذه المحركات تعمل بالغاز الطبيعي وتتميز بسرعة دوران منخفضة نسبيًا نظرًا لتطبيقها. ^{[ 197 ]}            

استحوذت شركة Deere & Company على قسم المحركات الدوارة التابع لشركة Curtiss-Wright في فبراير 1984، حيث قامت بتصنيع نماذج أولية كبيرة متعددة الوقود، بعضها مزود بدوار سعة 11 لترًا للمركبات الكبيرة. ^{[ 198 ] [ 199 ] [ 200 ]} حاول المطورون استخدام مفهوم الشحن الطبقي. ^{[ 198 ]} نُقلت هذه التقنية إلى معهد رينسيلار للفنون التطبيقية (RPI) في عام 1991. ^{[ 201 ] [ 202 ]}

أنتجت شركة يانمار اليابانية محركات وانكل صغيرة الحجم ومبردة بالشحنة الكهربائية للمناشير الآلية والمحركات الخارجية. ^{[ 203 ]} ومن بين منتجاتها محرك LDR (تجويف الدوار في الحافة الأمامية لغرفة الاحتراق)، الذي يتميز بانخفاض انبعاثات العادم، ومنافذ سحب يتم التحكم فيها بواسطة صمام القصبة، مما يحسن الأداء عند الأحمال الجزئية والسرعات المنخفضة. ^{[ 204 ]}

في عامي 1971 و 1972، أنتجت شركة Arctic Cat زلاجات ثلجية تعمل بمحركات Sachs KM 914 سعة 303 سم مكعب و KC-24 سعة 294 سم مكعب من نوع Wankel المصنعة في ألمانيا.

في أوائل سبعينيات القرن العشرين، باعت شركة Outboard Marine Corporation زلاجات الثلج تحت اسم Johnson وعلامات تجارية أخرى، والتي كانت تعمل بمحركات OMC بقوة 35 أو 45 حصان (26 أو 34 كيلوواط) .  

تُنتج شركة Aixro الألمانية وتبيع محركًا لسيارات الكارتينج مزودًا بدوار تبريد شحني سعة 294 سم مكعب وهياكل تبريد سائلة. ومن بين الشركات المصنعة الأخرى: Wankel AG وCubewano وRotron وPrecision Technology.