Denne var ikke dum!

[Snickers-is]

Et amerikansk firma har utviklet en ny motorteknikk som ser ut til å være veldig smart. Den skal ha ekstremt høy virkningsgrad jfr vanlige motorer, og den er svært kompakt. Det er en forbrenningsmotor som ikke er uendelig ulik Wankelmotoren, men det kan se ut til at den har en bedre mekanikk ift å få kompresjon, kunne kontrollere denne og å holde skikkelig tetting.

Sånn virker den:
http://www.angellabsllc.com/video/mytengine3d.wmv

De skal visstnok få 800HP fra en knøttliten enhet. Prinsippet tillater også turbolading og svært høyt turtal.

 

[JENO]

Kult, men svært så uamerikansk! Resesjonen bør jo gjøre denne til en suksess.

 

[Asbjørn]

Snyggt, men hvordan får man effekten ut av motoren og over i en gearboks eller generator?

Dette er forresten innmaten av en annen kul motor, Napier Deltic, tilsvarende tre Junkers Jumo flymotorer skrudd sammen i en trekant. Brukt i diesellokomotiver og motortorpedobåter. (Det tok meg en stund før jeg skjønte hvordan den fungerte.)

 

[leifen]

Finnes mange snedige konstruksjoner fra det siste århundret.

Se blant annet denne:
http://www.doxford-engine.com/doxford.wmv

Noe lignende som Napier egentlig. Dvs. 2 stempler pr. cylinder.
Totaktskonstruksjon, men her driver stemplene samme veivaksling.
(Via diverse leamikk og krysshoder.)

 

[bambadoo]

Husker jeg studerte (under studiene) noe som kaltes pescara - fri stempel motor i 1996. Ganske snaisent konsept det også.

 

[Snickers-is]

Det spennende med Angellabs sin konstruksjon er egentlig flere ting. For det første har man en motor som er 35,5cm i diameter, den har et slagvolum på nesten 14 liter og yter 850 BHP som sugemotor i en enhet som veier 68kg.

Med kompressor kan den samme konstruksjonen presses til 3000 BHP!!

Her er en mekanisk oversikt:

De røde armene driver selve den utgående akselen. De lyseblå drevene står stille. De gule og burgunderrøde rådene drives av hver av de to blå veivene. De gule og burgunderrøde rådene skyves dermed trinnvis rundt slik at de driver hver sin gruppe av stempler. Det enorme slagvolumet er et resultat av at hvert av de 8 stemplene virker på to sider, så selv med kontraarbeidende stempler får man 8 effektive sylindre. I tillegg tenner hver sylinder 2 ganger pr omdreining i stedet for 0,5 som i en vanlig 4-takt.

Imidlertid er det jeg anser som det mest spennende hvordan stemplene beveger seg. Når stemplene beveger seg mot hverandre har de høy vandringshastighet. Når de er i kompresjonsposisjon roterer begge de ytre rådene slik at de indre rådene står helt stille et øyeblikk. Det betyr at motoren kan forbrenne mer fullstendig og avgi lavere avgasstemperatur.

Jeg antar det er noe av bakgrunnen for konstruksjoner som Napier og Doxford, at forbrenningskamrene skal ha konstant volum.

 

[Asbjørn]

Spennende konstruksjon, men jeg vil tro det er leamikken rundt som vil begrense konstruksjonen. De effekttallene forutsetter enten et enormt dreiemoment (= enorme krefter i veiver og tannhjul) eller et enormt turtall (= enorme krefter i veiver og tannhjul). Det krever igjen litt dimensjoner (= roterende masse, og enda større krefter ved høye turtall) eller eksotiske materialer (= dyrt!). Alt er mulig - det finnes da reduksjonsgir for jetmotorer - men det blir interessant å se hvordan de utfordringene løses.

Sylinderløpet som sveipes av stemplene i en vanlig motor er bare noe sånt som 80 x 90 mm. Råder og veiv tar opp mye mer plass. I mange motorkonstruksjoner er det faktisk strekkfastheten og styrken mot bukling i rådene som begrenser både turtallet og ladetrykket, og dermed effekten. Det er i prinsippet lett å ta ut 300 hk av en Volvo 740 turbo (3 bar boost ved 7000 rpm!), men diverse dingser har en tendens til å komme ut gjennom bunnpanna etter hvert. I dette konseptet forsøker man å ta ut effekten av en Rolls Royce Merlin via to små veiver, som også har ansvaret for å synkronisere stempelbevegelsene. Det blir en interessant ingeniørjobb.

Se også hvordan kraftoverføringen er dimensjonert i en Commer TS3, en kompressormatet to-takts tresylindret diesel med motgående stempler, altså tilsammen seks stempler. En råtass av en motor som dessverre ble terminert da Chrysler kjøpte Rootes Group, fordi Chrysler allerede hadde investert så mye penger i V8-motorer.

 

[Snickers-is]

Det du nevner er selvsagt viktige momenter. Imidlertid bør det kanskje tas med i beregningen at om man lager en motor med 150-200hk har man en motor som er svært attraktiv for bilindustrien grunnet en vekt på (anslagsvis) 25-30kg. Kravene til mekanikk i en slik motor er ikke like voldsomme. Utfordringene mtp veiver og råder er en del mindre der enn når kravet er 3000hk.

Det ser ut som om motoren av sin konstruksjon (den går jo rykkvis slik en stempelmotor gjør) bremses av kompresjonen i takt med at veivakslene styrer bevegelsen til stopp og at på den måten kan bevegelsesenergien balanseres ganske nøye mot kompresjonen. På grunn av dette har trolig motoren et turtall der den er spesielt effektiv hva brennstofføkonomi og mekanisk belastning angår og disse to kan trolig matches nøye ved å sørge for at de bevegelige massene gir et idealturtall som er identisk med et turtall der man har tilnærmet absolutt ideell forbrenning. Dette lukter det hybridbil av.

Kravene til mekanikk i en motor som yter 3000hk er enormt uansett om den benytter det ene eller det andre prinsippet. En turbin har avgassproblematikken (det var vel Jay Leno som så en liten japansk sportsbil stoppe tett bak sin jet-motorsykkel og før han rakk å pigge avgårde så han støtfangeren foran begynne å smelte) og turtallet (reduksjonsgearet vil veie og koste ganske mye).

 

[Ole_Martin]

Artig, men vil man ikke ha enorme krefter som virker på veiven; kraften virker begge veiene pga. de to polene?

 

[Snickers-is]

Nei, mekanikken er ordnet slik at når det hele tenner så vil den ene blokkere mens den andre gir rotasjon, dette fordi at når hovedsakselen roterer ved dette punktet vil den korte og den lange veiven for det ene stempelsettet kansellere hverandre mens det andre gir max rotasjon.

 

[Ole_Martin]

Nei, mekanikken er ordnet slik at når det hele tenner så vil den ene blokkere mens den andre gir rotasjon, dette fordi at når hovedsakselen roterer ved dette punktet vil den korte og den lange veiven for det ene stempelsettet kansellere hverandre mens det andre gir max rotasjon.

Når jeg ser på den excel animasjonen ser jeg at geometrien til veiven er satt opp slik at den bare skal rotere en vei, men kreftene som virker i motsatt retning blir jo ikke kansellert (men blokkert)?

Fra Wikipedia:
In the MYT engine, the rotary pistons are toroid-sections (curved cylinders sliding inside the toroidal stator) and connected to either of two inner discs. This principle of operation can be traced back to the 1968 Tschudi engine. The main problems of this type of engine is getting a constant rotation on the output shaft from the two oppositely accelerating and decelerating rotors (planetary gears are used on some versions of Trochilic Engines, while the MYT makes use of a more complex connection system using camshafts) and preventing the rotors from turning in the wrong direction. On the other hand, these designs do not suffer from the sealing problems of Wankel engine or Quasiturbine, and use very few moving parts (5 in the simpler model of Trochilic Engine).

 

[Snickers-is]

Ja, men poenget mitt var at summen av hovedhjulets bevegelse og planetgearenes pendelbevegelse gir den stillstanden som trengs for kompresjon uten at hovedakselen behøver å endre hastighet eller retning.

 

[norcad]

Kan ikke skjønne annet enn at også denne konstruksjonen har utfordringer ifht tettinger.
Rundt stemplene er jo greit, men mellom diskene og huset vil være en utfordring. I hvertfall ifht levetid.

Skal ikke påstå jeg helt forstår hva som sikrer denne fra å rotere feil vei heller, eller at den ikke begynner å oscillere og står på stedet hvil med bare en liten rotasjon frem og tilbake.

DET ville vært en litt ubehagelig opplevelse i en bil ;D

Gamle 2-takt diesel uten kompressorer (Tennkule motorer) kunne være morsomme på den måten, når de ble belastet for tungt på lavt turtall og tenningen kom litt for tidlig. Plutselig rygget man i full fart i stedet! ;D

Lurer foresten på hvordan du får en 4-takt til å tenne 0,4 ganger pr omdreining pr sylinder Snickers? :

 

[Snickers-is]

Kan ikke skjønne annet enn at også denne konstruksjonen har utfordringer ifht tettinger.
Rundt stemplene er jo greit, men mellom diskene og huset vil være en utfordring. I hvertfall ifht levetid.

Jeg tror også at det er her de store utfordringene ligger. Litt sånn som med Wankelmotorer.

Skal ikke påstå jeg helt forstår hva som sikrer denne fra å rotere feil vei heller, eller at den ikke begynner å oscillere og står på stedet hvil med bare en liten rotasjon frem og tilbake.

DET ville vært en litt ubehagelig opplevelse i en bil ;D

Gamle 2-takt diesel uten kompressorer (Tennkule motorer) kunne være morsomme på den måten, når de ble belastet for tungt på lavt turtall og tenningen kom litt for tidlig. Plutselig rygget man i full fart i stedet! ;D

Den kan nok gå baklengs i teorien, men en motor som kjører og har et godt balansert svinghjul (balansert i den forstand at den kinetiske energien matcher motorens andre masseelementer) vil ikke uten videre reversere.

Lurer foresten på hvordan du får en 4-takt til å tenne 0,4 ganger pr omdreining pr sylinder Snickers? :

Det lurer jeg også på ;D

 

[leifen]

Men er det noe revolusjonerende nytt angående utnyttelse av restenergien i
eksosgassen på denne typen konstruksjon? Anslagsvis 25-30% av effekttapet
er som kjent herfra.

Leif

 

[Snickers-is]

Poenget, så vidt jeg har forstått, ligger dels i at forbrenningen er bortimot fullstendig i det stemplene forlater hverandre (på grunn av pausen ved fullkompresjon) og dermed skal avgassene kjøles betydelig av dekompresjonen før de går ut i eksosen. Eksostemperaturen skal derfor med andre ord være veldig lav ift vanlige motorer.