nieuws

Radiale bi-rotatie motor volmaakt in balans

Techniek

Radiale bi-rotatie motor volmaakt in balans

In het kader van motorische downsizing komen twee- en driecilinders weer in de belangstelling. Nadeel is dat ze slecht gebalanceerd lopen, wat weer gecompenseerd moet worden. Is er misschien een elegantere oplossing, een motor die niet trilt? Ja, de RBR die de Belgische hobby-constructeur Devaere baseert op vroegere rotatiemotoren. Wat is het voordeel van dit motorconcept?

Op dit moment ontwerpt Devaere een luchtgekoelde 750 cc viercilinder radiale bi-rotatie motor, kortweg RBR. Het formaat van een autovelg, zegt hij, wat een idee geeft hoe compact de motor is.

Vliegtuigmotoren

Voor het goede begrip eerst de definities van Devaere voor een radiale motor en een rotatiemotor. Denk daarbij aan oude vliegtuigmotoren, die zo licht en compact mogelijk moesten zijn bij een hoge vermogensopbrengst.

Zo had je de radiale stermotoren, waar een flink aantal cilinders rondom op een krukkast staan. Met zijn allen zitten de zuigers aan een heel korte krukas, met feitelijk maar één kruk. De krukas draait, het motorblok met zuigers staat stil.

Wat ook werd geprobeerd was de rotatiemotor, waar de krukas stilstaat en het motorblok met cilinders er omheen draait. Dat draait mooi gebalanceerd, omdat de zware krukas en drijfstangen geen heen en weer gaande beweging maken.


Beperkt toerental

Nog mooier waren pogingen helemaal geen krukas en drijfstangen te gebruiken, maar de zuigers te laten lopen over een stilstaande as met nokken. Daar loopt dan een rol onderin de zuiger overheen, om een op en neer gaande beweging op te wekken.

Door vier zuigers onderling in ruitvorm te koppelen kan er aangezogen worden, zonder dat een zuiger dan loskomt van de nok. Bij verbranding, compressie en uitlaatslag worden de zuigers vanzelf tegen de nokken gedrukt.

Een draaiend motorblok kan alleen niet veel toeren maken, door het gewicht komen er grote centrifugale krachten op. Dus bedacht een slimmerd om ook de krukas te laten draaien. Daarmee wordt het effectief motortoerental hoger, je krijgt meer vermogen, maar ook wel weer wat onbalans van het kruk-drijfstang mechanisme.

In- en uitlaatring

Notabene een Nederlander werkte al voor de oorlog zo’n motortje uit dat rond een stilstaand nokkenprofiel draaide. Helemaal leuk als de cilinders binnen een stilstaande ring draaien, die dienst doet als cilinderkop.

Deze ring krijgt poorten voor in- en uitlaat, en ook een bougie of inspuitventiel kan erin. Er zijn geen kleppen of nokkenas nodig, de cilinders komen vanzelf langs de poorten en bougie (of inspuitstuk bij een diesel) om ontsteking te krijgen.

Zo ontwierp Freddy Devaere het, met een krukas die via tandwieloverbrenging vijfmaal zo snel draait als het cilinderblok. Radiaal in cilinderopstelling, en bi-rotatie omdat zowel krukas als motorblok draaien.

Er zijn drie sets poorten, dat geeft met vier cilinders (in een viertaktproces) twaalf arbeidsslagen per omwenteling van het motorblok. Ofwel 12/5=2,4 arbeidsslagen per krukasomwenteling, waar een gewone viercilinder er maar 2 heeft.

Beter dan Wankel

Nog iets moois is dat alles symmetrisch is aangelegd, en tegen elkaar in beweegt. Dat compenseert de massakrachten, er is geen onbalans. Devaere wil nu nog een variant met vier sets poorten maken, en aangepaste toerentalverhouding tussen krukas en motorblok. Dan vinden ook de (zestien) verbrandingen symmetrisch aan weerszijden van de krukas plaats, wat een nog mooiere balans geeft.

Meer poorten helpt ook aan betere verdeling van koude en warme delen in de poortenring, dus minder kans op warmtespanning en vervorming. Hij vergelijkt met de ook zo mooi gebalanceerde Wankel draaizuigermotor. Met een koude en een hete kant aan het ronde huis, wat ongunstig is voor vervorming.

Ook is er geen probleem met rotorpunten die afgedicht én gesmeerd moeten worden, Devaere kan veel eenvoudiger een draaiende schijf in een stilstaande ring afdichten. En geen probleem met een uiterst ongelukkige lange, dunne verbrandingskamervorm zoals bij Wankel.

Dat laatste is waar, maar het afdichten van cilinders tegen de buitenring zal nog niet meevallen. Een ronde in plaats van (bij Wankel) een rechte afdichting die langs een ronde wand loopt, al is dat dan met vrij beperkte snelheid (laag toerental cilinderblok). Ga er maar aan staan.

Peter Fokker (Redactie AMT)

Reageer op dit artikel