nieuws

JRS-rotatiemotor: kansrijke Nederlandse vinding?

Techniek

Om nu te zeggen dat Nederland enorme impact heeft gehad op de hedendaagse autotechniek, nee. Nieuwe hoop geeft een uiterst origineel motorontwerp van JRS Systems. Een rotatiemotor die dubbel zo efficiënt is als een gewone benzinemotor, zonder nadelen van Wankels rotatiemotor. Breekt de rotatiemotor zo toch door?

JRS-rotatiemotor: kansrijke Nederlandse vinding?

De JRS-motor is een droom van HTS-ingenieur Hans Roelofs, die in 2001 een bedrijf opzette om zijn vinding definitief uit te werken. Vier jaar later maakte hij er zijn dagtaak van, wat in 2007 leidde tot bijna wereldwijde patenten op zijn techniek.

De achterliggende gedachte is hoogst actueel. Met de JRS-motor zou hoog tweetaktrendement gehaald worden, zonder dat vuile uitlaatgassen ontstaan. Het idee is zelfs dat deze motor met geavanceerde biobrandstof geen CO2 bijmaakt, maar het juist uit de atmosfeer verwijdert.

Ideale expansie

Nu spreekt JRS bij dat laatste over ‘vierde generatie biobrandstof’, terwijl nog niet eens de tweede generatie (uit plantaardig afval) op grote schaal geproduceerd kan worden. Dus een CO2 opetende motor is nog toekomstmuziek. Maar als het dubbele rendement van een conventionele benzinemotor gehaald wordt, dus zelfs een belangrijk lager verbruik dan een diesel, is al heel mooi.

Dat bereikt JRS door heel veel verliezen uit het viertakt verbrandingsproces te halen. Met als belangrijkste het expansieverlies. Uitlaatgassen komen nog met aardige druk en temperatuur uit de motor, en dat is puur energieverlies.

Bij de JRS-motor is de expansieruimte driemaal zo groot als de compressieruimte. Daardoor leveren verbrandingsgassen veel meer energie in de motor. Ze zouden zelfs met atmosferische druk naar buiten komen, dus volledig geëxpandeerd.

Directe mini-injectie

Nog een manier om maximale energie uit brandstof te persen is een compressieverhouding van 1:20. U voelt al aan dat bij zo’n compressie sprake is van zelfontbranding. Dat kan met diesel, maar ook met benzine.

De truc is dat direct wordt ingespoten, wat met benzine een explosieve verbranding oplevert. Maar dat geeft niet, want de verbrandingskamers zijn minimaal van formaat. Niet meer dan een groot aantal halfbolle putjes in een rotor, elk met een eigen injectieventiel erboven.

Eén zo’n putje is te klein om ongecontroleerd uitbreidende verbranding te bevatten. Alles wat wordt ingespoten verbrandt onmiddellijk.

Schottenpomp

Zonder een plaatje erbij is nauwelijks te begrijpen hoe de JRS-motor werkt. Met de bekende Wankelmotor heeft het weinig te maken. Het lijkt er alleen vaag op, met een rotor die in een iets achtvormig huis draait.

Maar hier is de rotor gewoon rond, en draait om een centraal middelpunt. Hij staat alleen niet middenin het achtvormig huis, vandaar dat aan de uitlaatkant meer ruimte tussen rotor en huis is dan aan de inlaatkant.

Vergelijkbaar met de Wankelmotor is dat er geen kleppen zijn, maar poorten voor in- en uitlaat. Verder lijkt de rotor op een schottenpomp. Inschuifbare schotten duwen inlaatlucht voor zich uit in een steeds nauwere tussenruimte. De rotor loopt nagenoeg tegen het huis aan op het punt waar inspuiting en verbranding plaatsvinden.

De verbrandingsdruk duwt vervolgens de schotten vooruit, zodat de rotor verder draait. De schotten vormen een soort in- en uitlaatkleppen. Zeer vernuftig is de bevestiging van de vier schotten op twee vaste assen binnen de rotor.

Geen problemen?

Die bevestiging zorgt dat de schotten precies op tijd in- en uitschuiven als de rotor draait. In 2008 werd voor het eerst een motor opgebouwd, vorig jaar moest het testen beginnen bij de Hogeschool Arnhem Nijmegen. Of het beloofde hoge rendement praktisch gehaald wordt is nog onbekend.

De eerste vragen zijn van mechanische aard. Er wordt van die vier schotten wel heel veel verwacht. Ze moeten op de wand van het motorhuis lopen, en daartegen blijvend goed afsluiten. Dat lijkt toch erg op een probleem waarmee de Wankelmotor enorme hoofdbrekens oplevert.

Ook is de mechanische belasting hoog omdat specifiek de schotten de verbrandingsdruk in rotatie moeten omzetten, door de rotor rond te duwen. Waarbij het schot onder hoge druk uit de rotor moet schuiven, zonder dat het gaat vreten, en zonder olie erbij, die desastreus zou zijn voor de uitlaatgaskwaliteit.

Uiterste nauwkeurigheid

Bovendien moet de afdichting tussen schotten en rotor goed zijn, zodat de verbrandingsdruk niet naar binnen in de rotor lekt. Nog een vraag is of de JRS-motor een redelijk toerental kan draaien. Is dan nog de driemaal zo grote expansieruimte genoeg, om verbrandingsgas volledig tot atmosferische druk te laten expanderen voordat de uitlaatpoort voorbij komt?

Het veld van inspuitventielen, al kunnen ze vrij simpel uitgevoerd zijn, is een kostbaar onderdeel. Nog onduidelijk is hoe ze precies bediend moeten worden, de motorregeling zou gebeuren door meer of minder inspuitventielen aan te sturen. Bepaald makkelijker gezegd dan gedaan.

De afdichting tussen schotten, rotor en huis lijkt zeer nauwkeurige maatvoering van onderdelen te vereisen, dat is voor massaproductie ook duur. Het is wel zo dat de JRS-motor uit erg weinig delen bestaat, dus klein en licht is, en zo goed als geen onbalanskrachten kent. JRS-oprichter Roelofs is tevens motorliefhebber, er zou een uitgewerkt motorfietsontwerp met zijn JRS-krachtbron klaar zijn. Maar daarvan is nog niets te zien. En zien is geloven.

Peter Fokker (Redactie Auto & Motor TECHNIEK)

Video: De JRS-motor lijkt op het eerste gezicht veel op de bekende Wankelmotor. In deze animatie is echter goed te zien dat er veel verschillen zijn.

Reageer op dit artikel
Lees voordat u gaat reageren de spelregels