Rootormootor: miks on Wankeli pöörlev mootor vesinikkütuse jaoks parim?
Wankeli pöörlev mootor ilmselt ei tutvusta, aga lühidalt öeldes on see pöördkolviga sisepõlemismootori tüüp, mis muudab rõhu pöörlevaks liikumiseks. Neljataktiline tsükkel toimub ovaalse kujuga sisekesta ja pöörleva kolvi vahel, mis on kolmnurkne.
Selle mootori konstruktsioonil on oma eelised – masin on kompaktne, lihtsam ehitada (vähem liikuvaid osi) ja suudab arendada oma kaalu kohta suurt võimsust. Sellele vaatamata pole erinevalt Mazdast ükski teine autotootja pühendunud mootorite arendamisele.
Sisu
Seda seetõttu, et vaatamata mainitud eelistele on mootoril omad puudused, mis on sõiduautode puhul üsna märkimisväärsed. Neid puudusi saaks aga vesinikkütuse puhul kõrvaldada.
Rootormootori puudused
Wankeli rootormootorit selle peamiste puuduste tõttu praegu masstootmises ei kasutata ja kuigi paljud on selle mootori ammu maha matnud, ei taha Mazda sellest loobuda.
Mis aga puudutab miinuseid, siis kõige põhimõttelisem on kütuse ebaefektiivne põletamine võrreldes klassikalise kolbmootoriga ja mootoriõli põletamine, mis põhjustab kõrgeid heitmeid.
RX-8 toidab nii bensiini kui ka vesinikku
Kuigi Mazda ei tooda praegu pöörleva mootoriga autosid, võib vesinikkütus seda muuta. Mazda alustas katsetamist pöörleva mootori ja vesinikkütuse kombinatsiooniga 90ndatel. 2003. aastal õnnestus isegi toota nn kahe kütusega RX-8.
See eriväljaanne RX-8 suutis oma töö ajal vahetada kütuse bensiinist vesinikku ja vastupidi. Kes teab, võib-olla sõidab see siiani Jaapani teedel, sest Jaapanis müüdi see 2006. aastal.
Miks vesinik ja rootormootor?
Jason Fenske Engineering Explainedist (tuntud YouTube'i kanal) avaldas hiljuti video, milles ta selgitab üksikasjalikult, mis juhtub vesiniku jõul töötavas Wankeli mootoris. Illustreerimiseks kasutas ta 3D-printeriga trükitud pöörlevat mootorit. Kogu videot saad vaadata siit:
Mis puutub nii bensiini kui ka vesiniku jõul töötavasse Wankeli rootormootorisse, siis selle ehitus on sisuliselt sama, millele on lisatud vesinikkütust otse põlemiskambrisse süstiv pihusti ja ka sisselaskekollektoris olev pihusti eel- valmistatud segu.
Wankeli mootor: kuidas see töötab ja millised on selle eelised?
Rootormootori eelis klassikalise kolbmootori ees on asjaolu, et rootormootoril on rohkem aega segu ettevalmistamiseks (sisselasketsükkel). Mis puutub segusse, siis vesinikkütust kasutades on kütuse ja õhu segu valmistamine palju lihtsam, kuna vesinikul on palju parem dispersioon kui bensiinil. Vesinik on ka tuleohtlikum – seda on palju lihtsam süttida kui bensiini.
Segu kergem süttimine on tohutu eelis
Klassikaliste kolbpõlemismootorite puhul võib aga vesiniku kergema süttimise eelis muutuda miinuseks segu enneaegse süttimise tõttu.
Põlemistsükkel rootormootorites toimub 3 kambris ning kamber, milles toimub õhu ja kütuse sissevõtt, on eraldatud kambrist, kus toimub segu kokkusurumine ja süttimine. Tänu sellele on segu sisselaskekamber jahedam ja segu enneaegse süttimise tõenäosus on väiksem.
Vesiniku kasutamine pöörlevas mootoris lahendab tänu vesiniku enda omadustele ka segu ebaefektiivse põlemise probleemi. Vesinik võib põleda isegi kitsamas ruumis kui bensiin, tänu millele põletab pöörlev mootor segust rohkem osa kui bensiin ja eraldab samaaegselt vähem heitgaase.
Kui rääkida heitkogustest, siis puhtalt vesinikkütusega auto süsinikuheidet ei tekita. Teisest küljest tekitab see segu põletamisel tekkiva kõrge temperatuuri tõttu lämmastikoksiide. Kuid Mazda saab neid emissioone mõjutada segu reguleerimisega – segu sisaldab vähem vesinikku, vähendades temperatuuri ja samal ajal lämmastikoksiidide heitkoguseid.
Järeldus
Rootormootor saab vesinikuga suhteliselt hästi läbi, kuid kindel miinus on lühike tegevusulatus. Sellepärast kombinatsioon bensiiniga. Mazda võib plaanida kasutada rootormootorit hübriidmudelites, eelkõige elektriautode valiku laiendamiseks.