Apa delta efisiensi antara mesin empat langkah rotary dan modern

Latar Belakang

Ada banyak pendapat di luar sana mengenai delta efisiensi antara mesin rotary wankel dan mesin empat langkah dari berbagai konfigurasi (induksi paksa, dll).

Delta ini, apa pun itu, tampaknya menjadi perdebatan tentang seberapa banyak. Berapa banyak pemborosan, berapa banyak efisiensi, berapa banyak daya.

Apa kekurangan sebenarnya dari mesin rotari?

Apa delta efisiensi antara mesin rotary dan mesin empat langkah modern?

Apa penyebab root mengenai konfigurasi mesin rotari yang membuatnya sangat boros?

CATATAN: Mesin Wankel masih merupakan mesin siklus Otto (re: intake, kompresi, pengapian, knalpot), mereka hanya melakukan pukulan secara berbeda dari mesin reciprocating yang dikendalikan katup.

• Rasio Kompresi Lebih Rendah - Diketahui bahwa rasio kompresi yang lebih tinggi memberikan daya lebih besar tanpa modifikasi lainnya. Perbedaan dalam rasio kompresi ini dikatakan sekitar 3% peningkatan output per 1 titik kompresi. Buku teks ini (halaman 14 dari 21 [atau halaman 274 dari teks]) menunjukkan rasio kompresi menjadi 6.98: 1. Itu biasanya menyerah antara 3-4 titik kompresi dari apa yang dapat disediakan oleh mesin piston stok, dengan bantuan yang sangat sedikit untuk meningkatkan angka itu. ( CATATAN: Meskipun angka-angka ini menunjukkan rasio kompresi yang lebih rendah, Mazda telah menunjukkan angka setinggi 10: 1.)

• Bentuk Ruang Pembakaran - Pada gambar berikut, Anda dapat melihat siklus Otto dasar di mesin Wankel. Karena bentuknya yang melekat, ketika udara / bahan bakar dinyalakan (antara siklus # 3 & # 4), bagian depan nyala mengejar tepi depan rotor di sekitar ruang bakar, tetapi tidak pernah benar-benar mengejarnya. Hal ini memungkinkan beberapa campuran bahan bakar udara keluar dari port pembuangan saat port tersebut dibuka. Inilah sebabnya mengapa kadang-kadang Anda dapat melihat api yang berasal dari knalpot kendaraan bermesin rotari.

  

• Sealing Rotor - Pada rotor itu sendiri, ada tiga seal utama yang menjaga semuanya terkendali: seal apex, seal wajah, & seal samping. (Di bawah ini adalah gambar yang menunjukkan lokasi mereka.) Menyimpan semua gas di lokasi masing-masing adalah tugas untuk segel dan segel biasanya akan kehilangan sebagian dari integritas itu. Salah satu alasan untuk ini adalah karena segel harus tetap panas dan dingin tidak dicampur pada saat yang bersamaan.

  

• Injeksi Oli Engine - Untuk membantu menjaga seal yang baik, oli engine disuntikkan langsung selama siklus intake dan di saluran intake. Ini memberikan penyegelan yang benar dan keausan yang berkurang, tetapi menimbulkan inefisiensi dalam pembakaran campuran udara / bahan bakar, serta menciptakan lebih banyak polutan pada knalpot.

• Output Daya - Bagan di bawah ini adalah perbandingan antara tiga kendaraan yang berbeda dengan bobot / tenaga / perpindahannya. Melihat angka-angka itu, menjadi jelas terlihat membandingkan berat kendaraan, output hp, dan angka jarak tempuh, mesin rotary jatuh pendek. Sama seperti mesin lainnya, Anda dapat melakukan turbocharge pada mesin rotari (MB GLA45 berasal dari pabrik). Ini akan meningkatkan output, tetapi tidak akan meningkatkan efisiensi secara proporsional karena bagaimana aliran gas buang terjadi dan tidak mampu mengendalikan acara intake / gas buang seperti yang Anda bisa dengan mesin piston. Anda akan mengeluarkan hidrokarbon yang tidak terbakar keluar dari port pembuangan, yang tidak efisien. Saya tidak mengatakan salah satu kendaraan bermesin piston tidak mengeluarkan hidrokarbon keluar dari knalpot, Saya katakan untuk jumlah bahan bakar udara yang Anda buang ke mesin, mesin putar jauh lebih sebagai perbandingan daripada mesin piston.

    Ukuran Kendaraan Torsi Listrik Berat Kota HWY
    2011 RX-8 1.3L 232hp @ 8500 159lb-ft @ 5500 3064lbs 16mpg 22mgp   
    2015 GLA45 2.0L 355hp @ 6000 332lb-ft @ 2250 3457lbs 23mpg 29mpg
    2105 Stingray 6.2L 455hp @ 6000 460lb-ft @ 4600 3300lbs 17mpg 29mpg 

Saya tidak bisa tidak memperhatikan, permukaan "piston" rotari yang jauh lebih besar / per jumlah bahan bakar, agak diabaikan dalam pertimbangan jawaban lain ini. Ini bisa menjadi faktor kompensasi dalam efisiensi sampai batas tertentu. Mesin rotari seharusnya menggunakan hidrogen dan mungkin gas hidrokarbon seperti metana, lebih efektif daripada konfigurasi piston karena area permukaan yang lebih besar dapat mengekstraksi lebih banyak energi motif dari bahan bakar. Ini tampaknya telah menjadi pertimbangan untuk mesin Mazda RENISIS yang menggunakan hidrogen tambahan, dan Mazda mengklaim bahwa putaran Wankel memiliki karakteristik termal yang lebih baik daripada mesin piston yang memungkinkan pembakaran lebih ramping. http://www.mazda.com/en/innovation/technology/env/hre/ Secara teori, perpindahan antar katup buang dengan jarak yang berbeda-beda di sekitar jari-jari engine dapat mengurangi beberapa masalah yang dijelaskan karena bagian pembuangan dari siklus Otto dapat diubah bersamaan dengan waktu pembakaran.