A Quasiturbine vagy Qurbine motor egy tisztán rotációs motor (főtengely és radiális visszacsapó hatás nélkül, szemben a Wankel motorral, amely egy forgódugattyús motor ), amelyet a quebeci Gilles Saint-Hilaire család talált ki, és amelyet eredetileg a általános változat AC kocsikkal, 1996-ban és 2003-ban . Ez a főtengely nélküli motor csuklós rotort használ, amelynek négy oldala ovális formában forog , és forgás közben növekvő és csökkenő térfogatú kamrákat képez. A rotor közepe szabad és hozzáférhető, és a rotor rezgés és holtidő nélkül forog, miközben nagy motornyomatékot produkál alacsony fordulatszámon. Lehet, hogy képes különböző üzemanyagokkal működni . A Quasiturbine konstrukciós tűréseinek magas költségei jelenleg korlátozzák a működést sűrített levegős motor , gőzgép , gázkompresszor vagy szivattyú üzemmódban .
Ez egyben a kompakt és hatékony motorok koncepciójának optimalizálásának elmélete is. A Quasiturbine kutatócsoport eredetileg összeállította a Wankel motor harminc dugattyús és annyi hiányosságának felsorolását . A Quasiturbine általános koncepciója e két motor továbbfejlesztésére irányuló erőfeszítések eredménye a korlátozó szinuszos főtengely eltávolításával és akár hétfokú szabadság megadásával. Geometriai meghatározatlanság, amely lehetővé teszi a Quasiturbine bezáró állórész különböző formáinak (ideértve az aszimmetrikus formát is) alkalmazását.
A Quasiturbine motorban egy tipikus Beau de Rochas- ciklus ( Otto Cycle ) négy löketét egymás után osztják el egy kvázi-ovális körül, ellentétben a dugattyús motor oda-vissza mozgásával . Az alapvető egyrotoros Quasiturbine motorban egy kvázi ovális állórész veszi körül a négyoldalas csuklós rotort, amely deformálódva forog, miközben pontosan követi a ház kontúrját. A rotort az oldalfalak és az állórész belső kerületének kontúrtömítései tömítik, amelyek négy változó térfogatú kamrát alkotnak. A Wankel motorral ellentétben , amelynek forgattyústengelye radiálisan elmozdítja a forgódugattyú felületét befelé és kifelé, a Quasiturbine rotorának felületei váltakozva dőlnek a motor sugárához viszonyítva, de rögzített távolságban maradnak a motor közepe: a motor minden forgás közben, tiszta tangenciális forgási erőt produkálva. Mivel a Quasiturbine nem rendelkezik főtengellyel , a belső térfogat változása nem feltétlenül követi a motorok szokásos szinuszos mozgását, ami nagyon eltérő tulajdonságokat ad, mint a dugattyús vagy a Wankel motoré. Ellentétben a lapátos szivattyúkkal, amelyek általában nagy lapátmenettel rendelkeznek, és amelyek ellen a forgás előidézésére nyomást gyakorolnak, a Quasiturbine kontúrtömítéseinek minimális mozgása van, és a forgásmozgás nem következik be annak nyomásakor.
A forgórész forgása közben annak alakváltozása és az állórész alakja az állórész egyes szakaszait egyre közelebb és távolabb mozgatja egymástól, így összenyomja és ellazítja a kamrákat, mint a dugattyúval járó "motoridő". Míg azonban egy négyütemű dugattyús motor hengerenként egy égést produkál két fordulatnál, azaz hengerenként fordulatonként a teljesítmény félig ég, a Quasiturbine rotor négy kamrája négy égési időt produkál a motor rotorjának fordulatszámánként.
A tervezők szerint a Quasiturbine motorjai egyszerűbbek, mivel nem tartalmaznak fogaskereket és sokkal kevesebb mozgó alkatrészt tartalmaznak. Például, mivel a szívó- és kipufogógáz egyszerű nyílás az állórészben, nincs szelep vagy csatlakozás. Ez az egyszerűség, a kicsi és kompakt méret takarít meg az építési költségeken.
Tömegközéppontja forgás közben mozdulatlan, a Quasiturbine nem rezeg, vagy nagyon kevés. A Quasiturbine megszakítás nélküli, üzemszünet nélküli ciklusának köszönhetően sűrített levegővel vagy gőzzel működtethető szinkronszelep nélkül, valamint folyadékkal, mint hidraulikus motor vagy szivattyú .
Egyéb előnyei közé tartozik a magas nyomaték alacsony fordulatszámon, hajlama hidrogén égés , és a kompatibilitás photodetonation módban (lásd alább) a Quasiturbine a kocsik, ahol a nagy felület / térfogat arány problémává válik. Enyhítő faktora erőszak a detonációs: összehasonlítva számos innovatív javaslatra a motortervezés terén a Quasiturbine új fejlesztési területet nyit meg, különös tekintettel a fotodetonációra.
A Quasiturbine fő hátránya a magas súrlódási szint (ami viszont belső szennyeződéshez vezet), ami eddig teljesen összeegyeztethetetlenné tette a termikus üzemmóddal való üzemeléssel - és a hulladékolaj hozzáadásának szükségessége. Mint egy Wankel-motornál , kizárt, mert ez összeegyeztethetetlen a legújabb szennyezésellenes előírásokkal. Ezért csak egy kenőanyagtól mentes művelet lehet megoldás, de csak a kerámia teszi lehetővé, és ez a technika nem egyeztethető össze az elfogadható költségekkel. A Quasiturbine motorja jellemzően alumíniumból és öntöttvasból készül, amelyek részei hővel változó mértékben tágulnak, ami némi szivárgást okoz. Hasonló probléma áll fenn a Wankel motorok első prototípusaiban, de a Nikasil (in) alumínium felületkezelésének Mahle általi találmánya az 1960-as években segített az összes alumíniumötvözet darab előállításában, és ezáltal a súrlódás problémájának megoldásában (ami minimális volt) a Quasiturbine-hez képest) és a dilatációs differenciál. De a Quasiturbine-n a falakra nehezedő nyomás növekszik a robbanás nyomásával, amely a szokásos anyagok számára zsákutcát jelent.
A Quasiturbine-t négy kutatóból álló család fogantatta D r Gilles Saint-Hilaire , termonukleáris fizikus vezetésével . Az eredeti cél az volt, hogy olyan turbómotort tervezzenek, amelyben a kompresszor rész turbinája és a forró turbina ugyanabban a síkban legyen. Ebből a célból le kellett választani a pengéket a központi tengelyről, és össze kell őket kapcsolni, mint egy láncot, amely egyetlen forgórészként forog, és negyed fordulatig kompresszorként , motorként pedig a következő fordulóban működik. A Quasiturbine általános koncepcióját 1996- ban szabadalmaztatták . Kis pneumatikus és gőzegységek állnak rendelkezésre kutatáshoz, egyetemi képzéshez és ipari demonstrációhoz. Az égési prototípusokat demonstrációra is szánják.
A tervezők szerint a Quasiturbine nagy teljesítmény / súlyaránya különösen alkalmassá teszi repülőgépmotorként, és nagyon alacsony rezgéskeltési hajlandósága többféle célra is kedvez, például: láncfűrész, motoros ejtőernyő ( paramotor ) vagy motorkerékpár. . A Quasiturbine alapkoncepciójától való eltérések alkalmassá teszik légkompresszorként és turbófeltöltőként történő használatra is. Tüntetések a Quasiturbine motor készült egy pneumatikus kart 2004-ben, a „Auto Pneumatique de APUQ” 2005-ben, a „Pimasz Steam Car”, a University of Connecticut, 2010-ben, és egyéb termékek (beleértve a láncfűrész és a generátor ).
A fotodetonáció az optimális égési mód , például a volumetrikus lézeres égés , olyan mód, amelyet a Wankel-motor és a dugattyú szinuszos impulzus alakja nem képes könnyen támogatni. A dízelüzemben az égést hőgyújtás vezérli; A belső égésű a motor üzemanyag-dugattyú által irányított termikus hullámfront; a detonáció kopogását szuperszonikus lökéshullám vezérli; míg a fotodetonáció a térfogatú égés, amelyet intenzív sugárzás vezérel az égéstérben. Mivel a Quasiturbine-nek nincs forgattyústengelye, és lehetnek hordozói is , a térfogatimpulzus a kis "i" kurzív betű szerint alakítható ki, amelynek felső része tizenöt-harmincszor rövidebb időtartamú, mint a térfogatimpulzus. Wankel vagy dugattyú , és egy gyors lineáris fel és le rámpa. Ez a fajta térfogatimpulzus automatikusan szinkronizálja a fotodetonációt és csökkenti a mechanikára nehezedő stresszt azáltal, hogy lerövidíti a nagynyomású pillanatok időtartamát.
Tervezői szerint a Quasiturbine megnyitná az ajtót egy olyan jövőgép előtt, amely elavulttá tenné a hibrid járművek koncepcióit.
A Quasiturbine célja a klasszikus motorerősítési tényezők, amelyeket hosszú ideig azonosítottak. Mivel a dugattyú a négyütemű motorokat egyetlen kamrában hajtja végre, a forró idő tönkreteszi a hideg idő hatékonyságát és fordítva; Éppen ezért az osztott ciklusú dugattyús motorok 30% -os hatékonyságnövelést eredményeznek, amelyet a gyakorlatban a Quasiturbine hideg bevezető zónája tesz lehetővé a forró zónával szemben. A quasiturbine-i helyszín több mint harminc módszert sorol fel a dugattyú, valamint a Wankel hatékonyságának és tisztaságának javítására.
Másrészt a Quasiturbine kialakításában a hét szabadságfok lehetővé teszi a nyomásimpulzus alakítását, amelyet a dugattyú excentrikus főtengelye egyszerűen nem enged meg. Ez a kialakítás lehetővé teszi gyorsabb ciklusú motorok tervezését, amelyek kompatibilisek a detonációval, amelyekből a szívónyomás-csökkentés kiküszöbölése jelentős hatékonyságnövelést tesz lehetővé (gépjárműveknél az üzemanyag energia közel felét használják fel a szívónyomás-csökkentéshez) ). A 200 lóerős benzinmotor hatékonysága jelentősen csökken, ha csak 20 lóerő termelésére használják a szívócsatornában szükséges nyomásmentesítés miatt, amely a motor által termelt teljesítmény növekedésével csökken. A fotodetonációs motornak nem kell előállítania ezt a szívóvákuumot, mivel minden lehetséges levegőt beenged, és főleg ezért alacsony hatékonyság mellett is magas a hatékonysága. A dugattyú fejlõdõ HCCI üzemmódja a detonáció alsó határküszöbén mûködik, míg a fotodetonáció teljes robbanás és a nyomásciklusok sokkal gyorsabbak, mint a dugattyúé. A fotodetonációs motor nagyon alacsony hatásfokkal bír alacsony teljesítmény mellett; környezetbarátabb lesz, és elégedett lesz alacsony oktánszámú benzinnel vagy alacsony cetántartalmú dízelüzemanyaggal adalékanyagok nélkül; kompatibilis lesz több üzemanyaggal, beleértve a hidrogén közvetlen égetését is, és jelentősen csökkenti a meghajtórendszer súlyát, méretét, karbantartását és költségeit.
Ami a pneumatikus és a gőz üzemmódot illeti, a Quasiturbine kihasználja a lökettérfogatú motor koncepcióinak előnyeit a mechanika egyszerűsítésével és a szekvenciák sebességének növelésével. A hatékonyság ekkor a hagyományos turbinákkal ellentétben alig függ a fordulatszámtól és a terheléstől. Már 2009-ben a Quasiturbine 600 cm 3 -es és 5 literes elmozdulás előtti változatai körülbelül 80% -os nyomás-áram átalakítási hatékonyságot eredményeztek.
A hibrid koncepciónak éppen ez a célja az alacsony fordulatszámú motorok alacsony hatékonyságának javítása. Másképp fogalmazva, a modern hibrid koncepció oka az, hogy elkerüljük a mai járművek erőteljes motorjainak alacsony fogyasztási hatékonyságú büntetését, amelyet általában csak 15% -os átlagos terhelési tényezővel használnak. 50% -os üzemanyag-megtakarításra van lehetőség, amelynek felét hibrid módszerrel lehet megtéríteni. De a hatékonyság ilyen módon történő növelése további energia- és energiatároló alkatrészeket igényel , amelyek kontraproduktív hátrányokkal járnak a tömeg, a hely, a karbantartás, a költségek és a környezeti újrahasznosítási folyamatok növekedésével . A fotodetonációs motor közvetlenebb eszközt nyújthat legalább azonos eredmény eléréséhez.
Még ha a Saint-Hilaire-i Quasiturbine cikk is, amelyet társaik az ASME-n és az IGTI-nél bíráltak, komoly nemzetközi elismerés, a Quasiturbine legfőbb hiányossága továbbra is az, hogy sűrített levegővel vagy gőzzel kiképzett prototípusokon kívül nem ismert valódi demonstrációt, amint arról beszámoltak. Tudós iratok. A koncepció mint belső égésű motor életképességét tehát a gyakorlatban még bizonyítani kell.
A fotodetonáció fogalmát gyakran megkérdőjelezik, még akkor is, ha vannak olyan publikációk a fotokombinációról, és néhány másik, ritka, közvetlenül a fotodetonációval kapcsolatos.
Ugyanakkor a Wankel-motor , amelynek működése látszólag szoros (bár eltérő), nem érte el a várt ipari sikert, mivel a hagyományos dugattyús motoroknál kevésbé jó üzemanyag-hatékonysággal és a rotortömítésekkel kapcsolatos technológiai nehézségek miatt csökkentik az élettartamát. .