Döner ve modern dört zamanlı motorlar arasındaki verimlilik deltası nedir

Arka fon

Wankel döner motorları ve çeşitli konfigürasyonlardaki dört zamanlı motorlar (zorunlu endüksiyon, vb.) Arasındaki verimlilik deltası hakkında çok fazla görüş var.

Bu delta, ne olursa olsun, ne kadar olduğu üzerine bir tartışma gibi görünüyor. Ne kadar atık, ne kadar verimlilik, ne kadar güç.

Döner motorun asıl eksiklikleri nelerdir?

Döner motor ile modern dört zamanlı motor arasındaki verimlilik deltası nedir?

Bu kadar israfa neden olan bir döner motorun yapılandırılmasının temel nedeni nedir?

NOT: Wankel motorları hala Otto çevrim motorlarıdır (yeniden: emme, sıkıştırma, ateşleme, egzoz), sadece bir valf kontrollü pistonlu motordan farklı stroklar gerçekleştirirler.

• Düşük Sıkıştırma Oranı - Daha yüksek bir sıkıştırma oranının, başka bir modifikasyon olmadan daha fazla güç sağladığı bilinmektedir. Sıkıştırma oranındaki bu farkın, 1 sıkıştırma noktası başına çıktıda yaklaşık% 3 artış olduğu söylenir. Bu ders kitabı (sayfa 14/21 [veya metnin sayfa 274]) sıkıştırma oranını 6,98: 1 olarak göstermektedir. Bu, tipik olarak, bir stok piston motorunun sağlayabileceği 3-4 nokta arası sıkıştırmadan vazgeçmektedir ve bu sayıyı arttırmak için çok az başvurudur. ( NOT: Bu rakamlar daha düşük sıkıştırma oranını gösterirken, Mazda sayıların 10: 1 kadar yüksek olduğunu göstermiştir .)

• Yanma Odasının Şekli - Aşağıdaki görüntüde, Wankel motorunda temel Otto döngüsünü görebilirsiniz. İçsel şekli nedeniyle, hava / yakıt ateşlendiğinde (# 3 ve # 4 döngü arasında), alev ön kısmı yanma odasının etrafında rotorun ön kenarını kovalar, ancak asla tamamen yakalanmaz. Bu, hava yakıt karışımının bir kısmının, açık olduğu için egzoz deliğinden dışarı çıkmasına izin verir. Bu nedenle bazen döner motorlu bir aracın egzozundan çıkan alevleri görebilirsiniz.

  

• Rotor Sızdırmazlık - Rotorun üzerinde, her şeyi kontrol altında tutan üç ana conta vardır: apeks contalar, yüz contaları ve yan contalar. (Aşağıda, konumlarını gösteren bir resim bulunmaktadır.) Tüm gazların kendi konumlarında tutulması mühürler için bir iştir ve mühürler genellikle bu bütünlüğün bir kısmını kaybeder. Bunun nedenlerinden biri, contaların aynı anda hem sıcak hem de soğuk karışması gerektiğidir.

  

• Motor Yağı Enjeksiyonu - İyi bir sızdırmazlığın korunmasına yardımcı olmak için motor yağı, emme döngüsü sırasında ve emme sisteminde doğrudan enjekte edilir. Bu, uygun sızdırmazlık ve daha az aşınma sağlar, ancak hava / yakıt karışımının yanmasında verimsizliğe neden olur ve egzozda daha fazla kirletici oluşturur.

• Güç Çıkışı - Aşağıdaki tablo üç farklı araç arasında ağırlık / güç / yer değiştirme ile bir karşılaştırmadır. Rakamlara bakıldığında, araç ağırlığı, hp çıkışı ve kilometre sayıları karşılaştırıldığında açık bir şekilde ortaya çıkıyor, döner motor yetersiz kalıyor. Diğer motorlar gibi, döner motoru da turbo şarj edebilirsiniz (MB GLA45 fabrikadan turbo olarak gelir). Bu, çıkışı artıracak, ancak egzoz akışının nasıl gerçekleştiği ve pistonlu motorla olduğu gibi emme / egzoz olaylarını kontrol edememesi nedeniyle verimliliği orantılı olarak artırmayacaktır . Yanmamış hidrokarbonları verimsiz olan egzoz portlarından üfleyeceksiniz. Pistonlu motorlu araçların hiçbirinin egzozdan hidrokarbonları üflemediğini söylemiyorumDiyorum ki, motora döktüğünüz hava yakıtı miktarı için, döner motor, pistonlu motorlara göre çok daha fazla boşalır.

    Araç Boyutu Güç Tork Ağırlığı Şehir HWY
    2011 RX-8 1.3L 232hp @ 8500159lb-ft @ 5500 3064lbs 16mpg 22mgp   
    2015 GLA45 2.0L 355hp @ 6000 332lb-ft @ 2250 3457lbs 23mpg 29mpg
    2105 Stingray 6.2L 455hp @ 6000 460lb-ft @ 4600 3300lbs 17mpg 29mpg 

Ben yardım edemedim ama dikkat, çok daha büyük döner "piston" yüzey / yakıt başına, bu diğer cevaplar dikkate biraz gözardı edildi. Verimliliği bir dereceye kadar telafi edici bir faktör olabilir. Döner motorların hidrojen ve muhtemelen metan gibi hidrokarbon gazları bir piston konfigürasyonundan daha etkili kullanması gerekir çünkü daha büyük yüzey alanı yakıttan daha fazla enerji çekebilir. Bu, tamamlayıcı hidrojen kullanan Mazda RENISIS motorları için bir düşüncedir ve Mazda, Wankel rotasyonunun daha zayıf yanmaya izin veren bir piston motorundan daha iyi termal özelliklere sahip olduğunu iddia ediyor. http://www.mazda.com/en/innovation/technology/env/hre/ Teorik olarak, motor yarıçapı etrafında farklı aralıklarla yerleştirilmiş egzoz valfleri arasında geçiş, tarif edilen bazı problemleri hafifletebilir, çünkü Otto döngüsünün egzoz kısmı yanma zamanlaması ile birlikte değiştirilebilir.