Rotační motor: Proč je Wankelův rotační motor nejlepší na vodíkové palivo?
Wankelův rotační motor zřejmě není třeba přestavovat, ale ve zkratce jde o typ spalovacího motoru s rotačním pístem, přeměňuje tlak na rotační pohyb. Čtyřtaktní cyklus probíhá mezi vnitřním pláštěm oválného tvaru a rotačním pístem, který má tvar trojúhelníku.
Konstrukce tohoto motoru má své výhody – motor je kompaktní, jednodušší na konstrukci (nejméně pohyblivých částí) a na svou hmotnost dokáže vyvinout skvělý výkon. Přesto se vývoji motoru kromě Mazdy nevěnuje žádný jiný výrobce automobilů.
Obsah
Je to z toho důvodu, že i přes zmíněné výhody má motor své nedostatky a ty jsou v případě osobních automobilů dost výrazné. Tyto nevýhody by se však v případě vodíkového paliva mohly eliminovat.
Nevýhody rotačního motoru
Wankelův rotační motor se kvůli svým hlavním nevýhodám momentálně v hromadné výrobě nevyužívá a ačkoli mnozí už tento motor dávno pohřbili, Mazda se ho prostě nechce vzdát.
Co se však nevýhod týká, k té nejzásadnější patří neefektivní spalování paliva v porovnání s klasickým pístovým motorem a také spalování motorového oleje – to vede k vysokým emisím.
RX-8 poháněná benzínem i vodíkem
I když momentálně Mazda nevyrábí žádný automobil vybavený rotačním motorem, díky vodíkovému palivu by se to mohlo změnit. S experimentováním kombinace rotačního motoru a vodíkového paliva začala Mazda již v 90. letech, v roce 2003 se jí dokonce podařilo vyrobit tvz. dual-fuel RX-8.
Tato speciální edice RX-8 dokázala během svého provozu změnit palivo z benzínu na vodík a naopak. Kdoví, možná stále jezdí po japonských silnicích, protože v roce 2006 byla prodána právě v Japonsku.
Proč právě vodík a rotační motor?
Jason Fenske z Engineering Explained (známý kanál na YouTube) nedávno publikoval video, ve kterém detailně vysvětluje, co se děje ve Wankelově motoru poháněném na vodík. K vysvětlení použil rotační motor vytištěný 3D tiskárnou, celé video si můžeš prohlédnout zde:
Co se týče Wankelova rotačního motoru, který je poháněn jak benzínem tak vodíkem, jeho konstrukce je v podstatě stejná, přibyl vstřikovač, který vstřikuje vodíkové palivo přímo do spalovacího prostoru a také vstřikovač do sacího potrubí na předpřipravenou směs.
Wankelův motor: Jak funguje a jaké jsou jeho výhody?
Výhodou rotačního motoru oproti klasickému pístovému motoru je fakt, že rotační motor má více času na přípravu směsi (cyklus sání). Co se samotné směsi týče, za použití vodíkového paliva je mnohem snazší připravit směs paliva a vzduchu, jelikož vodík má mnohem lepší rozptyl než benzin. Vodík je také hořlavější - je mnohem snazší ho zapálit v porovnání s benzínem.
Lehčí zapálení směsi než obrovská výhoda
Výhoda snazšího zapálení vodíku by se však v případě klasických pístových spalovacích motorů mohla stát nevýhodou z důvodu předčasného zapálení směsi.
Spalovací cyklus však v rotačních motorech probíhá ve 3 komorách a komora, ve které probíhá sání vzduchu a paliva, je oddělena od komory, ve které probíhá komprese a zapálení směsi. Díky tomu je komora pro sání směsi chladnější a je tak menší šance, že by došlo k předčasnému zapálení směsi.
Využití vodíku v rotačním motoru také řeší problém neefektivního spalování směsi, a to díky vlastnostem samotného vodíku. Vodík totiž dokáže hořet iv těsnějším prostoru než benzín, díky tomu rotační motor spálí více směsi ve srovnání s benzínem a zároveň vypustí méně emisí.
Pokud mluvíme o emisích, auto čistě na vodíkový pohon neprodukuje žádné karbonové emise, na druhou stranu však produkuje oxidy dusíku z důvodu vysoké teploty, která vzniká při spalování směsi. Tyto emise však Mazda umí ovlivnit, a to úpravou směsi – směs bude obsahovat méně vodíku, díky čemuž se sníží teplota a zároveň emise oxidů dusíku.
Závěr
Rotační motor si s vodíkem relativně dobře rozumí, ale definitivní nevýhodou je krátký dojezd. Právě proto ta kombinace s benzínem. Mazda však do budoucna plánuje využít rotační motor v hybridních modelech, především však pro prodloužení dojezdu elektromobilů.