(VIDEO) Un nou motor cu combustie, cu un cilindru şi cu piston rotativ, promite un raport excepţional de putere la greutate proprie, dar mai are probleme de rezolvat

Trăim într-o perioadă în care foarte puţine companii mai dezvoltă noi motoare cu combustie, pentru că tendinţa spre electrificare pare una universală. Dar, totuşi, mai există pe alocuri elaborări şi invenţii noi, iar unele invenţii promit chiar să revoluţioneze însăşi principiul de funcţionare a motorului cu ardere internă, ca în cazul propulsorului despre care vorbim azi. Totuşi, deşi despre acest propulsor inventatorii său vorbesc deja de ceva timp şi adună fonduri pentru a-l pune în producţie, recent ei au descoperit şi o problemă de concept, care trebuie rezolvată.

Foto: Noul motor cu combustie Avandi MA-250

Noul motor are numele de MA-250 şi e creat de start-up-ul american Avandi, printre fondatorii companiei numărându-se şi inventatorul motorului, canadianul Michel Arseneau. Inginerii de la Avandi au construit deja câteva prototipuri funcţionale, care demonstrează că ideea lor funcţionează în viaţa reală, iar motorul livrează forţa de propulsie promisă.

Foto: Michel Arseneau, inventatorul motorului

Mai exact, în versiunea iniţială în care a fost creat, motorul MA-250 are 250 cm cubi, cu un singur cilindru, din care scoate 15,5 CP. Puterea ar fi comparabilă cu cea a unor motoare de motocicletă, eventual, şi nu neapărat le-ar depăşi pe acestea în randamentul de putere raportat la cilindree. Însă avantajul noului motor ar fi în primul rând în puterea livrată raportată la greutatea proprie, or, el cântăreşte doar 11,8 kg! Şi dimensiunea sa e mai apropiată de cea a unui motor de scuter sau motoretă, de 50 cm cubi.

Dimensiunea compactă şi greutatea redusă se datorează construcţiei sale. Există un cilindru aproape clasic, după cum spuneam, în care are loc combustia. Această combustie împinge un piston, doar că acest piston nu are ataşată de el o singură bielă, care să fie conectată la un arbore cotit. Pistonul motorului MA-250 are două biele, conectate la un mic arbore cotit, amplasat la rândul lui pe un ax, care transmite în final şi forţa rotativă din motor spre cutie de viteze sau roţi. Acest arbore cotit se învârte în jurul propriei axe fiind propulsat de cele două biele, iar la capetele sale există două roţi dinţate, care reduc raportul de transmisie şi determină rotirea întregii construcţii în jurul axului cardanic şi rotirea propriu-zisă a acestui ax cardanic care iese din motor.

Astfel, se reduce substanţial dimensiunea motorului, iar acele roţi dinţate permit modificarea raportului de rotaţie chiar în interiorul motorului, generând mai mult cuplu la ieşire. Acelaşi arbore cardanic are ataşat de el şi axul ventilatorului, care asigură răcirea cu aer a motorului, iar echilibrarea axului cardanic ar avea loc prin însăşi construcţia simetrică şi centrată, spun creatorii motorului. Mai jos includem şi o animaţie care arată cum funcţionează acest motor.

Dar din această animaţie lipseşte un element important. Din ea se poate vedea că motorul e unul în 4 timpi, dar nu se poate vedea nicăieri deschiderea şi închiderea valvelor pentru admisie şi evacuare. Aceste valve, însă, există, şi ele sunt poziţionate într-un loc relativ obişnuit în cilindru, ca capătul unde e amplasată şi bujia. Însă nu există arbori cu came, care să dirijeze ciclurile de deschidere şi închidere a acestor valve. Cum sunt acţionate ele, atunci?

Ei bine, din animaţie asta nu se poate vedea, însă conform principiul iniţial, galeriile de admisie şi evacuare erau acoperite de un disc rotativ, care avea în el proiectate două găuri care să coincidă cu dimensiunea galeriilor lăsate în cilindru.

O rotaţie a acestui disc ar fi sincronizată cu ciclul complet în 4 timpi, şi respectiv gaura din el ar ajunge la fiecare doi timpi fie la galeria de admisie, fie la cea de evacuare. Inventatorii motorului spun că acest disc rotativ e acţionat de forţa de mişcare a motorului, dar nici în animaţie, nici în video-ul cu funcţionare demonstrativă nu e clar cum e pus în mişcare acest disc, or, ventilatorul motorul e amplasat în partea opusă a motorului. Totuşi, motorul e turat la diferite diapazoane în aceste filmări, demo, deci e clar că inventatorii motorului au reuşit cumva să transmită mişcarea de rotaţie către acel disc rotativ ce serveşte drept valve de admisie şi evacuare.

Până aici toate par relativ bune, deşi mai rămâne lucruri nespuse, despre cum e furnizat amestecul de combustibil în motor, printr-un soi de carburator, despre emisii, despre cât de eficientă e lubrifierea şi cât de longeviv e uleiul într-un spaţiu atât de mic, despre eventuale probleme cu răcirea. Totuşi, problema cea mare vine anume de la sistemul de admisie şi evacuare, despre care ne întrebam mai sus.

În ultimul comunicat al celor de la Avandi, aceşti spun că inventatorul motorului, canadianul Michel Arseneau, a plecat din rolul său de CTO din companie şi a fost înlocuit de Dimitrios Dardalis, totul din cauza problemelor de nedepăşit, pe care inginerii le-au descoperit în fluxul de aer cu designul actual al acţionării valvelor prin acel disc rotativ. Aşa cum e conceput şi prezentat motorul, atunci când e lăsat să funcţioneze independent, fluxul de aer e insuficient şi ineficient direcţionat, având probabil prea mult coturi şi bariere de depăşit într-un spaţiu atât de mic.

S-au analizat diverse alternative, inclusiv supape cu manşon. S-au încercat toate variantele care să evite adăugarea unui mecanism cu arbori cu came, pentru că el ar fi adăugat greutate şi ar fi anulat avantajele motorului. Până la urmă, sfatul unui inginer din exterior i-a ajutat să găsească o soluţie care ar evita adăugarea arborilor cu came şi ar folosi mişcarea de rotaţie a axului motorului pentru a asigura admisia şi evacuarea. Cei de la Avandi menţionează că noua soluţie ar trebuie să funcţioneze, cel puţin asta arată calculele teoretice, dar rămâne să mai aşteptăm până la demonstraţii practice.

Aceştia speră să poată veni cu confirmări pe parcursul acestui an, pentru a putea ulterior să ajungă la producţia la scară mare a acestor motoare. Ei le văd atât în rol de motoare pentru motociclete mici, motorete, scutere, cât şi în rol de range extender la unele maşini hibride. De asemenea, ele ar putea propulsa şi drone autonome, iar aici probabil e şi marea lor perspectivă de implementare, mai ales pentru dronele kamikadze care au de făcut un singur zbor şi nu au nevoie de fiabilitate în timp, ci de greutate proprie cât mai redusă. Totuşi, inginerii spun că nu se vor mulţumi până când nu-i vor asigura acestui motor o fiabilitate demnă, chiar dacă intentatorul original nu mai face pate deja din echipa lor.

Vezi mai jos şi două video-uri, unul cu animaţia de funcţionare şi altul cu o funcţionare demo a acestui motor.