DRIVR

Techtalk: De Libralato-rotatiemotor

De zuigermotor die onze auto’s al honderd jaar aandrijft, is in se een erg inefficiënte krachtbron. Niet alleen zorgen de tientallen bewegende onderdelen voor veel wrijving en slijtage, bovendien moeten de pompende pistons telkens worden versneld, om vervolgens weer afgeremd en de andere kant uit gestuurd te worden. Resultaat: een rendement van slechts 30 (benzine) of 40 procent (diesel). In 1954 vond de Duitse ingenieur Felix Wankel een oplossing in de rotatiemotor, die het decennium daarop op behoorlijk wat bijval kon rekenen maar wegens zijn hoge brandstof- en olieverbruik uiteindelijk weer werd opgegeven door iedereen behalve Mazda. En terwijl alle hoop inmiddels op elektrische aandrijving gericht lijkt, stelt een bescheiden hoogleraar uit Italië na twintig jaar ontwikkeling zijn revolutionaire verbrandingsmotor voor, met een rendement van 50 procent.

Wankelmotor

Op het eerste zich lijkt Ruggero Libralato’s uitvinding sterk op de Wankelmotor: een rotor die cirkels draait in een cilinder. Kijk van wat dichterbij en de verschillen worden duidelijk. In Felix Wankels rotatiemotor draait een driehoekige rotor asymmetrisch rond een centrale as. De rotor steunt daarbij tegen de cilinderwand om de compressieruimte af te dichten, wat veel wrijving en bijgevolg slijtage oplevert – meteen de reden voor het hoge olieverbruik van de Wankelmotor: voor een goede smering wordt er, samen met het gas-luchtmengsel, olie in de cilinder ingespoten.

De Libralatomotor heeft een verbrandingsruimte die – denk even terug aan verzamelingenleer uit de lagere school – de unie is van twee cilinders met een lichtjes verschillende diameter. Op de centrale, uitgaande as in de grootste draait een massieve hoofdrotor; in de kleinste cilinder een holle volgrotor, die via een beweegbaar koppelstuk bevestigd is aan de hoofdrotor en dus diens rotatie volgt. Merk op dat de rotoren niet geleid worden door de cilinderwand, maar dankzij zorgvuldige kalibratie en een breed cirkelvormig contactvlak toch een afgedichte compressieruimte kunnen creëren.

Libralatomotor

De lucht komt via een centrale inlaatpoort de verbrandingsruimte binnen en wordt via de holle volgrotor naar de compressieruimte geleid, waar hij in de kleinste van de twee denkbeeldige cilinders samengedrukt wordt door de massieve hoofdrotor. Bovenaan de verbrandingsruimte, op het snijpunt van de twee cilinders, zit een holle uitsparing in de cilinderwand. Hierin wordt de lucht bij maximale compressie samengedreven, waarop benzine of diesel geinjecteerd en ontstoken wordt. De ontploffing duwt de vlakke achterkant van de inmiddels gepasseerde hoofdrotor verder in de richting van de uitlaatpoort aan de overzijde van de cilinder. Onderweg passeert het verbrandende mengsel langs de grootste van de twee virtuele cilinders, wat een grotere expansieruimte en bijgevolg een volledigere verbranding en minder NOx-, CO- en roetuitstoot oplevert.

De uitlaattiming wordt geregeld door een geperforeerde as, gekoppeld aan de uitgaande as die rechtstreeks door de hoofdrotor wordt aangedreven. Wanneer het verbrande mengsel aan de uitlaat arriveert, staat de poort wijd opengesperd, wat resulteert een lage uitlaatgasdruk en bijgevolg weinig wrijving, verhitting en geluid. De uitlaatgassen worden uit de cilinder geduwd door de voorgecomprimeerde lucht die zich op dat ogenblik aan de compressiezijde van de cilinder bevindt, en precies op het moment van uitstoot via de ontstekingsruimte naar de expansiezijde kan doorstoten. Hierdoor mengt ook een deel van de uitlaatgassen zich met de inlaatlucht, met andere woorden een ingebouwde EGR (Exhaust Gas Recirculation) die de verbrandingstemperatuur verlaagt en de productie van schadelijke NOx vermindert.

Libralatomotor

Wellicht hoor je het inmiddels tot ver achter Keulen donderen, maar geen nood. Bij Libralato Engines zijn ze zo vriendelijk geweest de werking van hun gecompliceerde motor te illustreren in een verhelderend Youtube-filmpje. Het getoonde model is trouwens alles wat er momenteel gebouwd is van de revolutionaire motor. Eind volgend jaar wordt een eerste werkend prototype verwacht, productie is ten vroegste voor 2012. Laten we hopen dat de benodigde 1,5 miljoen euro voor de ontwikkeling gevonden wordt, want de huidige berekeningen spreken over 73,4 pk en 103 Nm koppel uit een enkele 850 cc-cilinder. Een verhouding van 86 pk/l en vooral 121 Nm/l: niet slecht voor een ongeblazen verbrandingsmotor in de pre-prototypefase.

Tot slot nog even de geclaimde voordelen op een rijtje: laag gewicht, hoge efficiëntie en rendement, weinig slijtage, hoog en constant koppel, lage uitstoot, weinig lawaai, weinig motorvibraties, lage productie- en onderhoudskosten, betere koeling, betrouwbaarheid. Meer info bij Libralato Engines.

Share Button

3 Responses

  1. Mee says:

    Dat is wel een heel indrukwekkend (en ingewikkeld ;)) systeem. Traditionele verbrandingsmotors zien er euh… eind 19de eeuws uit.

  2. ElmoTheElk says:

    Leuk om ook over dit soort ontwikkelingen te lezen. Hoop dat hij ooit nog in een commerciele auto te vinden zal zijn. Voordat de waterstofauto er is. 🙂

  3. Joeri says:

    Laat het nu net die ouderwetsheid en simpliciteit zijn die de klassieke verbrandingsmotor zo verheeft gebracht. Het zal nog even duren eer er een even economisch als duurzaam als efficiënt alternatief is gevonden.

Leave a Reply