AUTORIDE

Rotationsmotor: Hvorfor er Wankel-rotationsmotoren den bedste til brintbrændstof?

Wankel motor
Udgivet på Oversat ved hjælp af kunstig intelligens fra vores originale artikel (kilde: autoride.io)

Wankel-rotationsmotoren introducerer nok ikke, men kort fortalt er det en type forbrændingsmotor med et roterende stempel, der omdanner tryk til roterende bevægelse. Fire-takts-cyklussen foregår mellem den ovalformede indvendige skal og det roterende stempel, som er trekantet.

Designet af denne motor har sine fordele - maskinen er kompakt, lettere at bygge (færre bevægelige dele), og kan udvikle stor kraft i forhold til sin vægt. På trods af dette, i modsætning til Mazda, er ingen anden bilproducent dedikeret til motorudvikling.

Indholdsfortegnelse

Det skyldes, at motoren på trods af de nævnte fordele har sine mangler, som er ret betydelige for personbilers vedkommende. Disse ulemper kunne dog elimineres i tilfælde af brintbrændstof.

Ulemper ved en roterende motor

Wankel-rotationsmotoren bruges i øjeblikket ikke i masseproduktion på grund af dens største ulemper, og selvom mange længe har begravet denne motor, ønsker Mazda ikke at opgive den.

Men for så vidt angår ulemperne, omfatter den mest fundamentale ineffektiv brændstofforbrænding sammenlignet med en klassisk stempelmotor og afbrænding af motorolie, hvilket fører til høje emissioner.

RX-8 drevet af både benzin og brint

Mazda RX8

Selvom Mazda i øjeblikket ikke laver biler udstyret med en roterende motor, kan brintbrændstof ændre på det. Mazda begyndte at eksperimentere med kombinationen af ​​en roterende motor og brintbrændstof i 90'erne. I 2003 lykkedes det endda at producere den såkaldte dual-fuel RX-8.

Denne specielle udgave af RX-8 var i stand til at ændre brændstof fra benzin til brint og omvendt under driften. Hvem ved, måske kører den stadig på japanske veje, for den blev solgt i Japan i 2006.

Hvorfor brint og en roterende motor?

Jason Fenske fra Engineering Explained (en velkendt YouTube-kanal) offentliggjorde for nylig en video, hvor han forklarer detaljeret, hvad der sker i en brintdrevet Wankel-motor. For at illustrere brugte han en roterende motor printet af en 3D-printer. Du kan se hele videoen her:

Med hensyn til Wankel-rotationsmotoren, som drives af både benzin og brint, er dens konstruktion i det væsentlige den samme, med tilføjelsen af ​​en injektor, der sprøjter brintbrændstof direkte ind i forbrændingskammeret, og også en injektor i indsugningsmanifolden til en for- tilberedt blanding.

Fordelen ved en roterende motor frem for en klassisk stempelmotor er, at en roterende motor har mere tid til at forberede blandingen (indsugningscyklus). Hvad angår selve blandingen, ved brug af brintbrændstof er det meget lettere at fremstille en blanding af brændstof og luft, da brint har en meget bedre spredning end benzin. Brint er også mere brandfarligt – det er meget lettere at antænde end benzin.

Lettere tænding af blandingen er en kæmpe fordel

Fordelen ved lettere antændelse af brint kan dog blive en ulempe i tilfælde af klassiske stempelforbrændingsmotorer på grund af for tidlig antændelse af blandingen.

Forbrændingscyklussen i roterende motorer foregår i 3 kamre, og kammeret, hvori indtaget af luft og brændstof sker, er adskilt fra det kammer, hvor blandingens kompression og antændelse sker. Takket være dette er blandingens indsugningskammer køligere, og der er mindre chance for, at blandingen antændes for tidligt.

Brugen af ​​brint i en roterende motor løser også problemet med ineffektiv forbrænding af blandingen, takket være egenskaberne af brint selv. Brint kan brænde selv i et snævrere rum end benzin, takket være hvilken rotationsmotoren forbrænder mere af blandingen end benzin og udsender færre emissioner samtidigt.

Når det kommer til emissioner, producerer en rent brintdrevet bil ingen kulstofemissioner. På den anden side producerer det nitrogenoxider på grund af den høje temperatur, der genereres, når blandingen brændes. Mazda kan dog påvirke disse emissioner ved at justere blandingen – blandingen vil indeholde mindre brint, hvilket reducerer temperaturen og samtidig emissionerne af nitrogenoxider.

Konklusion

Rotationsmotoren kommer relativt godt ud af det med brint, men den klare ulempe er den korte rækkevidde. Det er derfor en kombination med benzin. Mazda planlægger muligvis at bruge den roterende motor i hybridmodeller, primært for at udvide rækkevidden af ​​elbiler.