Svetový motorový unikát zo Slovenska - nový rotačný spaľovací motor
Bolo pre nás v redakcii príjemným prekvapením, keď nám cez sociálnu sieť prišla ponuka na zverejnenie videa.
Slováci totiž vymysleli celkom nový spôsob pohonu spaľovacím motorom. Rúca všetky doterajšie predstavy o tom, ako funguje klasický spaľovací motor. Škoda by bola iba ukázať video, bez bližšieho vysvetlenia. Keďže je celé riešenie chránené priemyslovým vzorom na Úrade priemyselného vlastníctva SR a v behu je aj medzinárodná patentová prihláška, môžeme podľa autorov inovatívneho riešenia zverejniť aj princíp a funkciu motora. Namiesto siahodlhého opisu by bolo možno vhodné naozaj si pozrieť video. Lenže v tomto prípade, keďže ide o celkom niečo nové a doteraz nepublikované, trocha teórie a všeobecného popisu nezaškodí.
Autori pracujú v súčasnosti na prototype č.2, na ktorého dokončenie, vývoj a vývin potrebujú finančné prostriedky. Zbierajú ich na Chamber Rotary Combustion Engine | Indiegogo
Nuž a teraz už riešenie, ako ho predstavil jeden zo spoluautorov, Ing. Jozef Suriak:
Túto informáciu podávam aj v mene mojich spoluautorov. Som fanúšik techniky, automobilového priemyslu a motorov všetkého druhu. Dlhú dobu sledujem ich vývoj, výhody a nevýhody, ich vplyv na životné prostredie. Zaujali ma predovšetkým spaľovacie zážihové motory, dôvody ich pomerne nízkej účinnosti ako i príčiny vzniku emisii. Porovnával som piestové aj rotačne motory, napr. Wankelov motor s bežným spôsobom plnenia zmesi aj preplňovane motory... a mohol by som pokračovať ďalej. Spoločným menovateľom nízkej účinnosti a vzniku emisii je spôsob konštrukčného riešenia motorov, ktorý vznikol pred viac ako sto rokmi a svoj princíp si zachoval dodnes, samozrejme aj s rôznymi úpravami a vylepšeniami, avšak s nezmenenou podstatou konštrukcie a spôsobom spaľovania zmesi.
Dovoľujem si Vás oboznámiť s „novým pohľadom“ na možnú budúcnosť spaľovacieho zážihového motora. Ide o celkom nový princíp riešenia konštrukcie spaľovacieho motora s názvom „Komorový rotačný spaľovací motor“. Konštrukčné riešenie je chránené na Úrade priemyselného vlastníctva SR.
Doteraz používané motory sú vo svojom pracovnom cykle založene na nutnosti:
- prenosu tlaku plynov z horiacej zmesi na plochu piesta motora zmenou polohy piesta a teda aj zmenou objemu spaľovacieho priestoru z maximálneho na minimálny, čo spôsobuje klesanie tlaku z maximálneho na minimálny a znižovanie účinnosti. V tomto štádiu horiaca zmes veľmi prudko zväčšuje svoj objem, molekuly zmesi sa rýchlo vzďaľujú, dochádza k nedokonalému zhoreniu zmesi.
- motory v pracovnom cykle nutne potrebujú činnosť kompresie spaľovacej zmesi, čo podstatne znižuje účinnosť motora.
Ďalšie obmedzenia a nevýhody jestvujúcich spaľovacích motorov sú:
- nutnosť vratného pohybu piestov u valcových motorov z dôvodu prenosu sily z valca cez ojnicu na kľukový hriadeľ motora
- malá excentricita výslednej sily z piestov voči hriadeľu motora vytvára malý krútiaci moment
- pohyblivé prvky motora pri prenose sily z piestov na hriadeľ vytvárajú značne „kmitavé“ sily, ktoré spôsobujú vibrácie motora - motory pozostávajú z veľkého počtu súčiastok, sú ťažké a objemovo veľké.
Po niekoľkoročnej práci sme navrhli nové riešenie konštrukcie motora na celkom novom princípe, ktoré odstraňuje uvedené nedostatky súčasných motorov. Cielene sme pracovali na myšlienke využitia izochorickeho spaľovania zmesi v zážihových motoroch. Tento druh spaľovania za konštantného objemu ma najvyššiu účinnosť zo všetkých druhov spaľovaní. Pri horení nezväčšuje objem horiacej zmesi, môže dôjsť k dokonalému zhoreniu zmesi.
Problémom vysvetlenia podstaty je, že doteraz sa izochorický dej chápal iba staticky, bez pohybu.
Obdobné riešenie sa pre pohon motorov ešte nepoužilo, v teórii motorov sa o izochorickom deji ako o zdroji pohybu nehovorí, nie sú pre ním vyvolaný pohyb odvodené matematické vzťahy.
Vhodným návrhom konštrukčných prvkov motora, ich vzájomným umiestnením a špecifickým tvarom spaľovacieho priestoru sme dosiahli cielenú premenu tlakovej práce z izochorického spaľovania zmesi na mechanický rotačný kruhový pohyb a tento preniesli na hriadeľ priamo bez prevodového mechanizmu.
Riešenie sa vyznačuje tým, že:
- motor je komorový rotačný, ma statickú vonkajšiu časť - puzdro a vnútornú rotačnú časť – rotor
- tvar, vzájomné umiestnenie, konštrukčne riešenie puzdra i rotora a tvar spaľovacieho priestoru su navrhnute tak, aby umožňovali točenie rotora voči puzdru okolo osi hriadeľa
- spaľovacie komory su umiestnene rovnomerne po obvode hriadeľa, čo umožňuje elimináciu sily – Fy rovnakou veľkou z komory na opačnom konci rotora
- spaľovanie zmesi prebieha izochorickym dejom v spaľovacom priestore konštantného objemu a špecifického tvaru. Špecificky tvar umožňuje vytvoriť aktívnu silu - Fa na stenu komory a reakčnú silu Frx na vnútornú plochu puzdra. Tieto sily majú opačný smer, spôsobujú točenie rotora v smere aktívnej sily Fa okolo hriadeľa uloženého v ložiskách.
- tlak z takto horiacej zmesi v konštantnom objeme spaľovacieho priestoru je dlhodobo nemenný aj počas viacerých otáčok rotora
- nastáva dlhší čas na horenie a dokonale spálenie zmesi počas viacerých otáčok hriadeľa
- v pracovnom cykle motora sú činnosti: doprava zmesi preplňovaním, zapálenie zmesi sviečkou, horenie zmesi, vytváranie aktívnych síl v spaľovacom priestore, ich prenos prostredníctvom rotora na hriadeľ.
Táto činnosť prebieha aj počas viacerých otočiek rotora, pokiaľ tlak v spaľovacom priestore neklesne a zmes riadne nezhorí. Ďalšou činnosťou je výfuk spálenej zmesi a výstrek komory vzduchom. V komorách na jednom rotore všetky činnosti prebiehajú v jednom okamžiku.
- „dvojice“ aktivnych sil - Fa v počte komôr - n vytvárajú na ramenách rotora - r krútiaci moment - M vo veľkosti: M = n*Fa*r, ktorý sa prenáša na hriadeľ motora bez prevodového mechanizmu
- sekcie z puzdier a rotorov možno nasúvať na hriadeľ za sebou s cieľom zvýšenia vykonu motora
- synchronizáciu všetkých činnosti v pracovnom cykle vykonáva riadiaca jednotka
- tesnenie spaľovacieho priestoru „kopíruje“ otvorenú plochu spaľovacieho priestoru, je namáhané iba jednosmerným kĺzavým pohybom, mazane je olejom kanálikmi vedúcimi cez hriadeľ a rotor až k tesneniu
- chladenie motora je kanálikmi v puzdre motora.
Ďalšie výhody motora:
- izochorické spaľovanie zmesi ma najvyššiu účinnosť zo všetkých druhov spaľovaní
- všetky pohybujúce sa časti vykonávajú iba rotačný jednosmerný kruhový pohyb okolo osi hriadeľa
- podstatné časti motora, t.j. statické puzdro, rotor a hriadeľ majú spoločnú os totožnú s osou hriadeľa
- pracovný diagram motora na jednu otáčku hriadeľa vykazuje podstatne väčšiu účinnosť ako obdobný piestový, alebo Wankelov motor na jednu otáčku hriadeľa
- veľkosť, tvar spaľovacieho priestoru, polomer - R a činnosť riadiacej jednotky možno optimalizovať
- motor nepozná činnosť kompresie
- motor nemá „klasický“ kľukový a vačkový hriadeľ
- je jednoduchý s malým počtom súčiastok.
Video simulujúce činnosť motora je k dispozícii na tejto stránke a môžete si ho pozrieť aj tu:
Ak vás prezentovaná myšlienka zaujala a uznáte jej opodstatnenosť, dúfame, že ju pomôžete podporiť. V súčasnosti pracujeme na vývoji 2. prototypu.
Za spoluautorov: Ing. Suriak Jozef, Suriak Martin
AUTOR: © Zoznam/Jozef Vydra, Ing. Jozef Suriak
Komentáre k článku