AUTORIDE

Rotatiemotor: Waarom is de Wankel-rotatiemotor het beste voor waterstofbrandstof?

Wankel motor
Publié le Traduit avec l'aide de l'IA à partir de notre article original (source : autoride.io)

De Wankel-rotatiemotor introduceert waarschijnlijk niet, maar kort gezegd is het een type verbrandingsmotor met een roterende zuiger die druk omzet in roterende beweging. De viertakt -cyclus vindt plaats tussen de ovaalvormige binnenschaal en de roterende zuiger, die driehoekig is.

Het ontwerp van deze motor heeft zo zijn voordelen: de machine is compact, eenvoudiger te bouwen (minder bewegende delen) en kan een groot vermogen ontwikkelen voor zijn gewicht. Desondanks is geen enkele andere autofabrikant, in tegenstelling tot Mazda, toegewijd aan motorontwikkeling.

Table des matières

Dit komt omdat, ondanks de genoemde voordelen, de motor zijn tekortkomingen heeft, die vrij aanzienlijk zijn in het geval van personenauto's. Deze nadelen kunnen echter worden geëlimineerd in het geval van waterstof als brandstof.

Nadelen van een rotatiemotor

De Wankel-rotatiemotor wordt momenteel niet gebruikt in massaproductie vanwege de belangrijkste nadelen, en hoewel velen deze motor al lang hebben begraven, wil Mazda hem niet opgeven.

Wat de nadelen betreft, zijn de meest fundamentele de inefficiënte verbranding van brandstof in vergelijking met een klassieke zuigermotor en de verbranding van motorolie, wat leidt tot hoge emissies.

RX-8 aangedreven door zowel benzine als waterstof

Mazda RX8

Hoewel Mazda momenteel geen auto's maakt die zijn uitgerust met een rotatiemotor, zou waterstof als brandstof daar verandering in kunnen brengen. Mazda begon in de jaren 90 te experimenteren met de combinatie van een rotatiemotor en waterstof als brandstof. In 2003 lukte het zelfs om de zogenaamde dual-fuel RX-8 te produceren.

Deze speciale editie RX-8 kon tijdens de werking van brandstof veranderen van benzine naar waterstof en vice versa. Wie weet rijdt hij nog op de Japanse wegen, want hij is in 2006 in Japan verkocht.

Waarom waterstof en een rotatiemotor?

Jason Fenske van Engineering Explained (een bekend YouTube-kanaal) publiceerde onlangs een video waarin hij in detail uitlegt wat er gebeurt in een waterstofaangedreven wankelmotor. Ter illustratie gebruikte hij een rotatiemotor geprint door een 3D-printer. Je kunt de hele video hier bekijken:

Wat betreft de Wankel-rotatiemotor, die wordt aangedreven door zowel benzine als waterstof, is de constructie in wezen hetzelfde, met de toevoeging van een injector die waterstofbrandstof rechtstreeks in de verbrandingskamer injecteert en ook een injector in het inlaatspruitstuk voor een pre- bereid mengsel.

Het voordeel van een rotatiemotor ten opzichte van een klassieke zuigermotor is dat een rotatiemotor meer tijd heeft om het mengsel te bereiden (inlaatcyclus). Wat het mengsel zelf betreft, met behulp van waterstofbrandstof is het veel gemakkelijker om een ​​mengsel van brandstof en lucht te bereiden, aangezien waterstof een veel betere verspreiding heeft dan benzine. Waterstof is ook brandbaarder - het ontsteekt veel gemakkelijker dan benzine.

Gemakkelijkere ontsteking van het mengsel is een enorm voordeel

Het voordeel van een gemakkelijkere ontbranding van waterstof zou echter bij klassieke zuigerverbrandingsmotoren door voortijdige ontbranding van het mengsel een nadeel kunnen worden.

De verbrandingscyclus in rotatiemotoren vindt plaats in 3 kamers en de kamer waarin de aanzuiging van lucht en brandstof plaatsvindt, is gescheiden van de kamer waarin de compressie en ontsteking van het mengsel plaatsvinden. Hierdoor is de inlaatkamer van het mengsel koeler en is er minder kans dat het mengsel voortijdig ontbrandt.

Het gebruik van waterstof in een rotatiemotor lost ook het probleem van inefficiënte verbranding van het mengsel op, dankzij de eigenschappen van waterstof zelf. Waterstof kan zelfs in een kleinere ruimte branden dan benzine, waardoor de rotatiemotor meer van het mengsel verbrandt dan benzine en tegelijkertijd minder uitstoot uitstoot.

Als het om emissies gaat, stoot een puur op waterstof rijdende auto geen CO2-uitstoot uit. Aan de andere kant produceert het wel stikstofoxiden vanwege de hoge temperatuur die wordt gegenereerd wanneer het mengsel wordt verbrand. Mazda kan deze uitstoot echter beïnvloeden door het mengsel aan te passen - het mengsel zal minder waterstof bevatten, waardoor de temperatuur daalt en tegelijkertijd de uitstoot van stikstofoxiden.

Conclusie

De wankelmotor kan relatief goed overweg met waterstof, maar het duidelijke nadeel is de korte actieradius. Daarom een ​​combinatie met benzine. Mazda is mogelijk van plan om de rotatiemotor in hybride modellen te gebruiken, voornamelijk om het bereik van elektrische auto's uit te breiden.