Egy kis amerikai motorfejlesztő startup, az Avadi Engineering különleges egyhengeresében a dugattyú nem csak fel-le jár a hengerben, hossztengelye körül forog is. A szerkezet termikus hatásfoka tervezői szerint 42% feletti!

Az Avadi egy kis, belsőégésű motorokat fejlesztő cég, és az USA Washington államában működik. Tervezőgárdájának legfrissebb prototípusa mindössze 250 köbcentis és egyhengeres, mégis két hajtókar dolgozik benne, és alapvetően hagyományos kialakítású dugattyúja forog is, miközben az alsó és a felső holtpont között rohangál.

A két hajtókar alsó végei kúpfogaskerekes, ellensúlyos tengelycsonkokhoz kapcsolódnak, ezek fogaskerekei pedig egy fix, azaz a motorházhoz rögzített tányérfogaskeréken futnak körbe-körbe. Ahogy a dugattyú fel-le jár, a kúpkerekek végiggördülnek a tányérkeréken. Így jön létre az alternálóból a forgó mozgás, amitől maga dugattyú is forog miközben a hajtókarok ollózó mozgással nyitnak-zárnak.

Az egymással szemben forgó ellensúlyoktól és a forgástól a motor egyhengeressége ellenére is tökéletesen kiegyensúlyozottan jár, és mivel elmarad a dugattyú, hagyományos motorokra jellemző csapszeg körüli billegése (a harangozás), a súrlódás is alacsonyabb a szokásosnál. A főtengelyt a rövid ellensúlyos-fogaskerekes tengelyek forgatják, a henger forgástengelyében: a kialakításból adódóan a dugattyú tengely körüli forgásának fordulatszáma azonos a főtengelyével.

Az Avadi MA-250 nevű prototípusmotor nagyon könnyű: 15,8 LE-s (30,2 Nm) 250 köbcentis és mindössze 10,7 kilót nyom. A könnyű szerkezet egyik kulcsa a ventilátoros léghűtés, a másik pedig a legalább is elméletében rendkívül egyszerű vezérlés.

A dugattyú a motorházhoz képest ugyan forog, de a hengerhez képest nem, az ugyanis vele együtt, és azonos fordulatszámon szintén pörög, ami egyben a vezérlés kulcsa is: a szívó és a kipufogó csatorna csak két nyílás az álló hengerfejen, így a forgó hengerrel együtt egy a hengerfejben forgó lyuggatott tárcsával kiválthatók a hagyományos szelepek. Ha a tárcsa szívónyílása együtt áll a szívócső hengerfeji végével a motor szív, ha a kipufogókkal történik ugyanez, a motor kipufog.

A vezérlési idők csak a forgótárcsa és a forgó henger egymáshoz viszonyított szöghelyzetétől és a nyílások alakjától függenek, ezt folyamatosan módosítva akár a változó vezérlés is megoldható. Egyedül a tárcsa és a hengerfej, valamint a tárcsa és a henger közötti tömítés kialakítása bonyolult; a prototípusban kerámiagyűrűket használnak, és a megoldás egyelőre távolról sem tökéletes.

Úgy tűnik éppen a forgó tárcsaszelep kenése okozza ma a legtöbb fejtörést az Avadi mérnökeinek. Egyelőre, egyéb megoldás híján – 1:50-es keverési aránnyal – kétütemű motorolajat kevernek a próbamotor üzemanyagába: a tárcsát a kipufogáskor kijutó, kicsapódó olaj keni. Ez a megoldás nyilván nem végleges; a gond 2023 óta megoldatlan…

Az Avadi 42,1%-os termikus hatásfokról beszél, aminek kulcsa a vezérlés hagyományos elemeinek és az áramlást fojtó hagyományos szelepek hiánya, de a fejlesztők szerint az összetett forgattyús mechanizmus is kevesebbet fogyaszt a hagyományosaknál. Ennél egyelőre csak a kínai BYD 1,5-ös benzinesei tudnak többet; ők 43% feletti hatásfokról írnak. Az MA-250-es szívócső befecskendezéses, és nem szegénykeverékes működésű, a sorozatgyártmányok valószínűleg közvetlen befecskendezéssel és réteges keverékképzéssel működnek majd.

Az Avadi már a többhengeres vízhűtéses és mindenhol nyomott olajozású próbamotorokon dolgozik. Ha egyszer gyártásba kerül, az MA sorozat kiválóan teljesíthet, mint villanyautók hatótáv-növelője. Vevő egyelőre nincs.

SZG

A működés megértéséhez érdemes megnézni a videót!