Rotasjonsmotor: Hvorfor er Wankel-rotasjonsmotoren den beste for hydrogendrivstoff?
Wankel-rotasjonsmotoren introduserer nok ikke, men kort fortalt er det en type forbrenningsmotor med et roterende stempel som omdanner trykk til roterende bevegelse. Firetaktssyklusen foregår mellom det ovalformede indre skallet og det roterende stempelet, som er trekantet.
Designet til denne motoren har sine fordeler - maskinen er kompakt, enklere å bygge (færre bevegelige deler), og kan utvikle stor kraft for vekten sin. Til tross for dette, i motsetning til Mazda, er ingen andre bilprodusenter dedikert til motorutvikling.
Innhold
Dette er fordi, til tross for de nevnte fordelene, har motoren sine mangler, som er ganske betydelige når det gjelder personbiler. Imidlertid kan disse ulempene elimineres når det gjelder hydrogendrivstoff.
Ulemper med en roterende motor
Wankel-rotasjonsmotoren brukes foreløpig ikke i masseproduksjon på grunn av dens viktigste ulemper, og selv om mange lenge har begravd denne motoren, ønsker ikke Mazda å gi den opp.
Men når det gjelder ulempene, inkluderer den mest grunnleggende ineffektiv drivstoffforbrenning sammenlignet med en klassisk stempelmotor og forbrenning av motorolje, noe som fører til høye utslipp.
RX-8 drevet av både bensin og hydrogen
Selv om Mazda foreløpig ikke lager biler utstyrt med en roterende motor, kan hydrogendrivstoff endre det. Mazda begynte å eksperimentere med kombinasjonen av en roterende motor og hydrogendrivstoff på 90-tallet. I 2003 klarte den til og med å produsere den såkalte dual-fuel RX-8.
Denne spesialutgaven RX-8 var i stand til å endre drivstoff fra bensin til hydrogen og omvendt under driften. Hvem vet, kanskje den fortsatt kjører på japanske veier, for den ble solgt i Japan i 2006.
Hvorfor hydrogen og en roterende motor?
Jason Fenske fra Engineering Explained (en kjent YouTube-kanal) publiserte nylig en video der han forklarer i detalj hva som skjer i en hydrogendrevet Wankel-motor. For å illustrere brukte han en roterende motor skrevet ut av en 3D-printer. Du kan se hele videoen her:
Når det gjelder Wankel-rotasjonsmotoren, som drives av både bensin og hydrogen, er konstruksjonen i hovedsak den samme, med tillegg av en injektor som sprøyter hydrogendrivstoff direkte inn i forbrenningskammeret og også en injektor i inntaksmanifolden for en pre- tilberedt blanding.
Wankel-motor: Hvordan fungerer den, og hva er fordelene?
Fordelen med en roterende motor fremfor en klassisk stempelmotor er det faktum at en roterende motor har mer tid til å forberede blandingen (inntakssyklus). Når det gjelder selve blandingen, ved bruk av hydrogendrivstoff, er det mye lettere å tilberede en blanding av drivstoff og luft, siden hydrogen har en mye bedre spredning enn bensin. Hydrogen er også mer brannfarlig - det er mye lettere å antennes enn bensin.
Enklere tenning av blandingen er en stor fordel
Fordelen med lettere tenning av hydrogen kan imidlertid bli en ulempe i tilfellet med klassiske stempelforbrenningsmotorer på grunn av for tidlig tenning av blandingen.
Forbrenningssyklusen i roterende motorer foregår i 3 kammer, og kammeret der inntaket av luft og drivstoff skjer er atskilt fra kammeret hvor blandingens kompresjon og antenning skjer. Takket være dette er blandingsinntakskammeret kjøligere, og det er mindre sjanse for at blandingen antennes for tidlig.
Bruken av hydrogen i en roterende motor løser også problemet med ineffektiv forbrenning av blandingen, takket være egenskapene til selve hydrogenet. Hydrogen kan brenne selv i trangere rom enn bensin, takket være at rotasjonsmotoren brenner mer av blandingen enn bensin og slipper ut færre utslipp samtidig.
Når det gjelder utslipp, produserer en ren hydrogendrevet bil ingen karbonutslipp. På den annen side produserer den nitrogenoksider på grunn av den høye temperaturen som genereres når blandingen brennes. Mazda kan imidlertid påvirke disse utslippene ved å justere blandingen – blandingen vil inneholde mindre hydrogen, noe som reduserer temperaturen og samtidig utslippene av nitrogenoksider.
Konklusjon
Rotasjonsmotoren kommer relativt godt overens med hydrogen, men den klare ulempen er kort rekkevidde. Det er derfor en kombinasjon med bensin. Mazda kan planlegge å bruke rotasjonsmotoren i hybridmodeller, først og fremst for å utvide rekkevidden til elbiler.