Pyörivä moottori: Miksi Wankelin pyörivä moottori on paras vetypolttoaineelle?
Wankelin pyörivä moottori ei luultavasti esittele, mutta lyhyesti sanottuna se on eräänlainen polttomoottori, jossa on pyörivä mäntä, joka muuntaa paineen pyöriväksi liikkeeksi. Nelitahtinen sykli tapahtuu ovaalin muotoisen sisäkuoren ja pyörivän männän välillä, joka on kolmion muotoinen.
Tämän moottorin suunnittelussa on etunsa - kone on kompakti, yksinkertaisempi rakentaa (vähemmän liikkuvia osia) ja se voi kehittää suurta tehoa painoonsa nähden. Tästä huolimatta, toisin kuin Mazda, mikään muu autonvalmistaja ei ole omistautunut moottoreiden kehittämiseen.
Sisältö
Tämä johtuu siitä, että mainituista eduista huolimatta moottorissa on puutteita, jotka ovat henkilöautoissa varsin merkittäviä. Nämä haitat voitaisiin kuitenkin poistaa vetypolttoaineen tapauksessa.
Pyörivän moottorin haitat
Wankel-pyörivää moottoria ei tällä hetkellä käytetä massatuotannossa sen tärkeimpien haittojen vuoksi, ja vaikka monet ovat hautaneet tämän moottorin pitkään, Mazda ei halua luopua siitä.
Kuitenkin mitä haitoista tulee, perustavanlaatuisinta ovat tehoton polttoaineen poltto verrattuna klassiseen mäntämoottoriin ja suuriin päästöihin johtava moottoriöljyn polttaminen.
RX-8 toimii sekä bensiinillä että vedyllä
Vaikka Mazda ei tällä hetkellä valmista pyörivällä moottorilla varustettuja autoja, vetypolttoaine voi muuttaa tilanteen. Mazda alkoi kokeilla pyörivän moottorin ja vetypolttoaineen yhdistelmää 90-luvulla. Vuonna 2003 se onnistui jopa valmistamaan niin sanotun kaksoispolttoaineen RX-8:n.
Tämä erikoisversio RX-8 kykeni vaihtamaan polttoaineen bensiinistä vedyksi ja päinvastoin käytön aikana. Kuka tietää, ehkä se edelleen ajaa Japanin teillä, koska se myytiin Japanissa vuonna 2006.
Miksi vety ja pyörivä moottori?
Jason Fenske Engineering Explainedista (tunnettu YouTube-kanava) julkaisi äskettäin videon, jossa hän selittää yksityiskohtaisesti, mitä vetykäyttöisessä Wankel-moottorissa tapahtuu. Esimerkkinä hän käytti 3D-tulostimella tulostettua pyörivää moottoria. Voit katsoa koko videon tästä:
Mitä tulee Wankel-pyörivään moottoriin, joka toimii sekä bensiinillä että vedyllä, sen rakenne on olennaisesti sama, ja siihen on lisätty suutin, joka ruiskuttaa vetypolttoainetta suoraan polttokammioon, sekä suutin imusarjassa esi- valmistettu seos.
Wankel-moottori: Miten se toimii ja mitkä ovat sen edut?
Pyörivän moottorin etuna perinteiseen mäntämoottoriin verrattuna on se, että pyörivällä moottorilla on enemmän aikaa valmistaa seos (imujakso). Mitä tulee itse seokseen, vetypolttoaineella on paljon helpompi valmistaa polttoaineen ja ilman seos, koska vedyllä on paljon parempi hajonta kuin bensiinillä. Vety on myös syttyvämpi - se on paljon helpompi sytyttää kuin bensiini.
Seoksen helpompi syttyminen on valtava etu
Vedyn helpomman syttymisen edusta voi kuitenkin tulla haitta klassisten mäntäpolttomoottoreiden tapauksessa seoksen ennenaikaisen syttymisen vuoksi.
Pyörivien moottoreiden polttosykli tapahtuu 3 kammiossa, ja kammio, jossa ilman ja polttoaineen otto tapahtuu, on erotettu kammiosta, jossa seoksen puristus ja syttyminen tapahtuvat. Tämän ansiosta seoksen imukammio on viileämpi ja seoksen ennenaikaisen syttymisen mahdollisuus on pienempi.
Vedyn käyttö pyörivässä moottorissa ratkaisee myös seoksen tehottoman palamisen ongelman itse vedyn ominaisuuksien ansiosta. Vety voi palaa ahtaammassakin tilassa kuin bensiini, minkä ansiosta pyörivä moottori polttaa seoksesta enemmän kuin bensiini ja tuottaa vähemmän päästöjä samanaikaisesti.
Mitä tulee päästöihin, puhtaasti vetykäyttöinen auto ei tuota hiilidioksidipäästöjä. Toisaalta se tuottaa typen oksideja johtuen korkeasta lämpötilasta, joka syntyy, kun seosta poltetaan. Mazda voi kuitenkin vaikuttaa näihin päästöihin säätämällä seosta - seos sisältää vähemmän vetyä, mikä vähentää lämpötilaa ja samalla typen oksidipäästöjä.
Johtopäätös
Pyörivä moottori tulee suhteellisen hyvin toimeen vedyn kanssa, mutta selvä haittapuoli on lyhyt kantama. Siksi yhdistelmä bensiinin kanssa. Mazda saattaa suunnitella pyörivän moottorin käyttöä hybridimalleissa ensisijaisesti laajentaakseen sähköautojen valikoimaa.