Một công ty khởi nghiệp đến từ Mỹ đã phát triển một động cơ turbo đầy ngoạn mục. Động cơ này được cho là thích hợp sử dụng làm động cơ truyền động cho ô tô, tàu thủy và máy bay.
Động cơ Omega 1 của Astron Aerospace được cho là có hiệu suất cực lớn, rất ít hoặc hầu như không có khí thải có hại, tỷ lệ công suất trên trọng lượng cực lớn. Công nghệ này được dự đoán là có khả năng bay qua một đàn chim, tro núi lửa, khói và cát mà không bỏ qua một nhịp nào, cũng như khả năng bay ở độ cao cao nhất hiện có. Động cơ cũng không yêu cầu các vòng đệm ở tất cả rôto. Dung sai chặt chẽ và RPM cao đã giải quyết các vấn đề đó, không khí và khí cháy không đủ thời gian rò rỉ khi chạy!
Trong động cơ kiểu tuabin truyền thống, nhiên liệu đốt cháy giải phóng khí cháy nở ra sẽ thổi vào các cánh quạt để làm quay trục, và không khí dư thừa sẽ làm mát động cơ.
Động cơ quay Omega One đã đăng ký nhãn hiệu mới của Astron Aerospace chứa quá trình đốt cháy giống như động cơ piston, cải thiện mô-men xoắn và đơn giản hóa việc kiểm soát khí thải trong khi vẫn giữ được các ưu điểm của tua-bin như làm mát bằng không khí, số lượng chi tiết nhỏ, kích thước nhỏ gọn và vận hành êm ái. Omega chủ yếu dành cho ngành hàng không, nhưng một ứng dụng mở rộng phạm vi cho EV đang được phát triển. Nó kết hợp nhiều ý tưởng “thành công lớn nhất” của Technologue, bao gồm khái niệm chu kỳ phân tách về việc tiến hành nén và đốt trong không gian riêng biệt và đánh lửa nén tích điện đồng nhất (HCCI).
Hãy tưởng tượng một bánh răng trơn có một răng rộng quay duy nhất trên một bánh răng hoàn toàn trơn khác kết hợp một rãnh để vừa với răng của bánh răng đầu tiên. Chúng quay trong một vỏ được gia công để vừa khít (khe hở 0,001-0,005 inch) với bề mặt của bánh răng khía và với mép ngoài của răng đơn đó. Các tấm bên hoàn thiện mỗi vỏ bọc với khe hở hoạt động tương tự như các cánh quạt. Răng được cho là không cần miếng đệm, giảm ma sát đáng kể.
Trong một cặp bánh răng, răng ngăn cách giữa thể tích nạp và nén; mặt khác, là quá trình đốt cháy và xả. Bộ nén lớn hơn khoảng một phần ba, cho phép nó “siêu nạp” buồng đốt thông qua một bình chứa không khí nhỏ nằm giữa các cặp rôto này. Các van xả điều chỉnh áp suất nạp (180 đến 320 psi là phạm vi dự kiến).
Không khí nạp vào buồng đốt khi một cổng trên đĩa quay trong buồng nén thẳng hàng với một lỗ trên tấm bên rôto, được đặt ở vị trí răng buồng đốt nhô ra khỏi rãnh của nó để bắt đầu một vòng quay khác. Khi khí nén đi vào cổng lớn và không hạn chế này, nhiên liệu được cung cấp bởi cổng phun và/hoặc vòi phun trực tiếp cung cấp điện tích phân tầng (giàu gần phích bugi) ở vòng tua máy thấp hơn hoặc nạp đồng nhất ở vòng tua máy cao hơn. HCCI hỗ trợ tia lửa có thể lên đến 10.000 vòng/phút.
Sau khi bị đốt cháy, các khí cháy nở ra sẽ đẩy mặt sau của răng đó đi gần hết đường tròn của nó, cung cấp nhiều thời gian để khai thác công từ nhiên liệu. Sau đó, khí thải đi qua một cổng mở gần nơi răng vào lại rãnh của nó, được đẩy bởi mặt trước của răng trong lần đi tiếp theo của nó. Cổng này có thể được dẫn đến một turbo và/hoặc xúc tác.
Trong thử nghiệm, khối động cơ 14 x 15 x 23 inch tạo ra 600 mã lực tại 15.000 vòng/phút và 1.000 lb-ft, đạt hiệu suất nhiệt 80%. Không khí làm mát từ một chiếc quạt giống như tuabin thổi qua các trục rỗng, lớn hỗ trợ các cặp rôto và đi qua vỏ ngoài có vây. Chỉ có các ổ trục của các trục này mới được bôi trơn nên buồng đốt không bao giờ tiếp xúc với chất bôi trơn. Và quá trình đốt cháy nhanh HCCI cộng với diện tích bề mặt buồng đốt thấp sẽ làm giảm lượng NOx thải ra của động cơ đủ để loại bỏ chất xúc tác ba chiều, không tác dụng với không khí dư. Sẽ có không khí dư thừa, đặc biệt là trong điều kiện tải thấp ở chế độ “bỏ qua lửa”, khi động cơ không đốt cháy ở mỗi vòng quay.
Cỗ máy mở rộng phạm vi EV Astron
- Kích thước buồng đốt khoảng 250cc, mặc dù buồng giãn nở lớn hơn rất nhiều (tương tự như hành trình piston 12 inch).
- Giống như một tuabin, nó có thể chạy bằng nhiều loại nhiên liệu khác nhau và nó luôn chạy không bị cản trở.
- Năng lượng bơm rất thấp với thiết kế này. Bởi vì động cơ chạy không có điều khiển, không có hoạt động bơm không khí chống lại chân không ở tải thấp; nhu cầu bôi ít vì chỉ có các ổ trục chính được bôi trơn và làm mát bằng không khí có nghĩa là không có chất làm mát để bơm.
- Xung đánh lửa trong vòng quay này tạo ra độ rung tối thiểu, vì vậy, chế độ bỏ lửa (trong đó ở tốc độ 10.000 đến 15.000 vòng/phút, nó có thể chỉ đánh lửa mỗi 500 vòng khi tải thấp) không đáng chú ý như cách ngừng hoạt động xi lanh trong động cơ piston. Và định tuyến áp suất không khí thặng dư trở lại cửa nạp trong quá trình hoạt động như vậy làm giảm công việc nén.
- Không khí có áp suất đi vào buồng đốt ở tốc độ gần âm thanh, giúp nguyên tử hóa và trộn đều nhiên liệu phun vào cổng ở tốc độ động cơ cao hơn.
- Số lượng các bộ phận gần bằng với động cơ máy cắt cỏ một xi-lanh.
- Có thể mở rộng: Astron Omega có thể được thu nhỏ, mở rộng hoặc kết hợp bằng cách thêm nhiều cặp rôto hơn và có thiết kế “ba rôto” cao hơn, trong đó rôto chính lớn hơn có hai răng thay vì một với các đĩa trên và dưới nhỏ hơn, mỗi chiếc có một rãnh đơn được định thời gian để nhận hai răng, có nghĩa là hai sự kiện đốt cháy và xả có thể xảy ra trong mỗi vòng quay. Máy tính của Astron đề xuất một phiên bản hàng không ba rotor nặng 250 pound như thế này có thể tạo ra 4.500 mã lực.
Thông tin về động cơ hàng không
- Các khối quay được làm bằng titan, thay vì nhôm trong động cơ ô tô.
- Vòng bi bằng gốm so với vòng bi Babbitt thông thường (và gốm cũng có thể phủ lên một số bộ phận khác).
- Tốc độ cao nhất là 40.000 vòng / phút, so với 18.000 đối với tốc độ ô tô.
- Công suất và mô-men xoắn cao hơn nhiều, và chi phí tương đương 50.000 đô la cho mỗi động cơ, đây sẽ là một món hời so sánh trong thị trường động cơ hàng không cá nhân (giả sử rằng ước tính giá đó được giữ nguyên sau khi Omega hoàn thành kiểm tra độ tin cậy / độ bền/lập lịch bảo trì mở rộng yêu cầu chứng nhận hàng không).
- Một ưu điểm lớn của thiết kế này so với tuabin truyền thống là khả năng lọc không khí nạp, giúp động cơ Omega chịu được bão cát tốt hơn và ít bị chim tấn công hơn.
