Wie groß ist das Effizienz-Delta zwischen Wankel- und modernen Viertaktmotoren?

HINWEIS: Wankelmotoren sind immer noch Ottomotoren (in Bezug auf Einlass, Kompression, Zündung, Auslass), sie führen nur die Takte anders aus als ein ventilgesteuerter Hubkolbenmotor.

• Niedrigeres Verdichtungsverhältnis - Es ist bekannt, dass ein höheres Verdichtungsverhältnis ohne weitere Modifikation mehr Leistung bietet. Dieser Unterschied im Kompressionsverhältnis soll etwa 3% Leistungssteigerung pro 1 Kompressionspunkt betragen. Dieses Lehrbuch (Seite 14 von 21 [oder Seite 274 des Textes]) zeigt das Kompressionsverhältnis mit 6,98:1. Das bedeutet normalerweise, dass zwischen 3 und 4 Kompressionspunkte von dem, was ein serienmäßiger Kolbenmotor bieten kann, aufgegeben werden, wobei nur sehr wenig Rückgriff darauf genommen wird, diese Zahl zu erhöhen. ( HINWEIS: Während diese Zahlen das niedrigere Verdichtungsverhältnis zeigen, hat Mazda Zahlen von bis zu 10:1 angegeben.)

• Form der Brennkammer - Im folgenden Bild sehen Sie den grundlegenden Otto-Zyklus im Wankelmotor. Aufgrund der inhärenten Form jagt die Flammenfront beim Zünden von Luft/Kraftstoff (zwischen Zyklen Nr. 3 und Nr. 4) die Vorderkante des Rotors um die Brennkammer herum, holt sie jedoch nie vollständig ein. Dadurch kann ein Teil des Luft-Kraftstoff-Gemisches aus der Auslassöffnung entweichen, wenn diese Öffnung freigelegt wird. Aus diesem Grund können Sie manchmal Flammen aus dem Auspuff eines Fahrzeugs mit Wankelmotor sehen.

  

• Rotordichtung – Am Rotor selbst gibt es drei Hauptdichtungen, die alles in Schach halten: Spitzendichtungen, Gleitringdichtungen und Seitendichtungen. (Unten ist ein Bild, das ihre Positionen zeigt.) Alle Gase an ihren jeweiligen Positionen zu halten, ist eine lästige Pflicht für die Dichtungen, und die Dichtungen verlieren normalerweise etwas von dieser Integrität. Das liegt unter anderem daran, dass die Dichtungen sortenrein gleichzeitig heiß und kalt bleiben müssen.

  

• Motoröleinspritzung - Um eine gute Abdichtung zu gewährleisten, wird Motoröl direkt während des Ansaugzyklus und in den Ansaugtrakt eingespritzt. Dies sorgt für eine ordnungsgemäße Abdichtung und verringerten Verschleiß, führt jedoch zu Ineffizienzen bei der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches und erzeugt mehr Schadstoffe im Abgas.

• Leistungsabgabe - Die folgende Tabelle ist ein Vergleich zwischen drei verschiedenen Fahrzeugen mit ihrem Gewicht/Leistung/Hubraum. Betrachtet man die Zahlen, so wird beim Vergleich von Fahrzeuggewicht, PS-Leistung und Laufleistung deutlich, dass der Wankelmotor zu kurz kommt. Genau wie die anderen Motoren können Sie den Wankelmotor aufladen (der MB GLA45 wird ab Werk aufgeladen). Dies erhöht die Leistung, erhöht jedoch nicht proportional den Wirkungsgrad , da der Abgasstrom auftritt und die Einlass- / Auslassereignisse nicht wie bei einem Kolbenmotor gesteuert werden können. Sie werden unverbrannte Kohlenwasserstoffe aus den Auslassöffnungen blasen, was ineffizient ist. Ich sage nicht, dass keines der Fahrzeuge mit Kolbenmotor Kohlenwasserstoffe aus dem Auspuff blästIch sage, für die Menge an Luftkraftstoff, die Sie in den Motor kippen, entleert der Rotationsmotor im Verhältnis weit mehr als die Kolbenmotoren.

    Fahrzeuggröße Leistung Drehmoment Gewicht Stadt HWY
    2011 RX-8 1.3L 232PS@8500 159lb-ft@5500 3064lbs 16mpg 22mgp   
    2015 GLA45 2.0L 355PS@6000 332lb-ft@2250 3457lbs 23mpg 29mpg
    2105 Stingray 6,2 l 455 PS bei 6000 460 lb-ft bei 4600 3300 lbs 17 mpg 29 mpg

Ich konnte nicht anders, als zu bemerken, dass die viel größere rotierende "Kolben" -Oberfläche / pro Kraftstoffmenge in diesen anderen Überlegungen zu Antworten etwas übersehen wurde. Es könnte bis zu einem gewissen Grad ein kompensierender Faktor in der Effizienz sein. Wankelmotoren sollen Wasserstoff und wahrscheinlich Kohlenwasserstoffgase wie Methan effektiver nutzen als eine Kolbenkonfiguration, da die größere Oberfläche dem Kraftstoff mehr Antriebsenergie entziehen kann. Dies scheint eine Überlegung für die Mazda RENISIS-Motoren gewesen zu sein, die zusätzlichen Wasserstoff verwenden, und Mazda behauptet, dass der Wankel-Rotationsmotor bessere thermische Eigenschaften als ein Kolbenmotor hat, der eine magerere Verbrennung ermöglicht. http://www.mazda.com/en/innovation/technology/env/hre/Theoretisch könnte das Umschalten zwischen Auslassventilen, die unterschiedlich um den Motorradius beabstandet sind, einige der beschriebenen Probleme lindern, da der Auslassteil des Otto-Zyklus zusammen mit dem Verbrennungszeitpunkt geändert werden könnte.