Kompakt: Enis Maksumic og Martin Schanche med de to kamrene satt sammen, med ventilskiven i midten. (Bilde: Sverre Chr. Jarild)

ROTASJONSMOTOR

Rally-Schanche vil være med på å revolusjonere forbrenningsmotoren

Består av kun 55 deler.

En ny rotasjonsmotor er patentert, og den første prototypen er under bygging hos Martin Schanche i Drøbak. Motoren kan tilpasses ulike drivstofftyper, men den første skal gå på bensin.

Da Teknisk Ukeblad ble invitert til å se delene til den nye motoren, var vi først skeptiske. Nok en variant av Wankel-motoren, var det første som falt oss inn. Det er bøttevis med patenter for rotasjonsmotorer. Det eldste vi fant var fra 1918, de fleste stammer fra 1960- og 70-årene.

Mange har forsøkt - ingen har lyktes, selv om rotasjonsmotoren i teorien skal være bedre enn stempelmotoren. Det kan nå endre seg.

Kun 55 deler

I motsetning til Wankel-motoren som er den ubestridt mest kjente varianten av rotasjonsmotorer, er den nye bosnisk-norske motoren sirkulær. Den er modulær, med to separate kamre. Det første håndterer innsug og kompresjon, det andre håndterer forbrenning og utblåsning.

Geometrien i motoren er slik at den roterende skovlen, som best kan sammenlignes med stempelringen i en tradisjonell motor, alltid står 90° på stempelhuset. Dette gir god tetting som vil bli støttet av fjærer. Det er ingen bevegelige deler i ventilsystemet som overfører komprimert luft til forbrenningskammeret.

Hele motoren har ikke mer enn 55 deler og da er bolter inkludert.

De to skovlene driver stemplene. Disse er eksentriske, dermed endres volumet i kammeret mens motoren roterer og gjør at bensin og luft-blandingen blir komprimert. Så overføres den komprimerte blandingen til neste kammer der tennpluggen sitter. Det samme prinsippet, men motsatt av det første kammeret, brukes til arbeidstakten. Blandingen forbrenner, ekspanderer og driver stemplene rundt.

Bosnisk design

– Jeg traff Ivan Jurjevic, oppfinneren, ved en tilfeldighet under en reise til Mostar i Bosnia-Herzegovina, forteller Erik Engh, en av gründerne av selskapet CRMIC AS.

God tetting: Her ser vi hvordan
God tetting: Her ser vi hvordan "stempelringen" vil sirkulere, selve stempelet var fortsatt under produksjon i England da bildet ble tatt, og er ikke med. Stempelingen vil får hjelp av en fjær til å gi god tetting. Nedenfor stempelringen kan vi se ventilen, der komprimert luft/bensin føres fra kompresjonskammeret til forbrenningskammeret. Foto: Sverre Chr. Jarild

Flyingeniøren Jurjevic som også hadde militær utdanning som jagerpilot, var sjefkonstruktør ved den tidligere jugoslaviske flyfabrikken Soko, som blant annet vedlikeholdte MIG-jagere. Etter Sovjetunionens fall hadde Soko også en rekke oppdrag for blant annet Airbus, Boeing, Snecma, Westland og Sikorsky.

Men krigen på Balkan første til at selskapet gikk i oppløsning.

Ventilskiven: Ved pekefingeren til han som holder skiven er ventilen synlig. Den skal etter hvert optimaliseres for forskjellige drivstofftyper. Utviklerne mener at om den utformes korrekt vil det gi samme virkning som en turbo og bidra til økt dreiemoment og effekt, kanskje så mye som 25 prosent.
Ventilskiven: Ved pekefingeren til han som holder skiven er ventilen synlig. Den skal etter hvert optimaliseres for forskjellige drivstofftyper. Utviklerne mener at om den utformes korrekt vil det gi samme virkning som en turbo og bidra til økt dreiemoment og effekt, kanskje så mye som 25 prosent. Foto: Sverre Chr. Jarild

– Jurjevic og noen få andre forsøkte å dra det videre, men det var mangel på kapital og det lot seg ikke gjøre. Jeg så potensialet i motorkonseptet hans, og vi ble enige om å ta utviklingen til Norge, sier Engh.

Det førte til at CRMIC ble stiftet.

Nå har Tronrud Engineering utenfor Hønefoss maskinert de fleste delene til den nye motoren. Det som gjenstår før den første prototypen er klar til montering, er å få oversendt akselen og rotoren fra England hvor disse er produsert. 

Martin Schanche står bak det valget. Han er opptatt splines – det vil si kilespor for overføring av roterende krefter.

– Splines er viktig, det er nesten ingen i Norge som behersker splines. Vi har fått laget de siste delene av en spesialist i England som jeg kjenner godt fra min tid som aktiv, sier han.

Schanche regnes som en av de mest kunnskapsrike og erfarne man kan finne i Norge når det gjelder motorer. Han er leid inn for å være med under byggingen av prototypen og de første testene.

– Jeg skal være med en stund, så kommer de til et nivå der eksperter må inn, sier rallycrosstjernen.

Veldig lovende

Ola Tronrud, eier og styreleder i Tronrud Engineering, får presentert en rekke motorkonsepter og han har sett mange rotasjonsmotorer.

– Ja, jeg har vært borti en del motorer. Dette ser veldig lovende ut, og jeg tror det var lurt å ta med Martin Schanche til å sette det hele sammen, han er god, sier Tronrud.

Flyentusiasten Tronrud sier han godt kan se den nye rotasjonsmotoren som aktuell for fly. Der brukes i dag enten stempelmotorer eller turbiner.

– Turbiner har lavere effekt og høyere drivstofforbruk enn stempelmotorer, så dette kan bi interessant. Hvis de første testene blir vellykket, er vi villige til å være med videre.

Komplett: Skissen viser den komplette motoren. De blå delene er kaldt kammer for innsug av luft og bensin. De grågrønne delene er midtskive med ventil og drivaksling,. Øverst i bildet ligger varmt kammer for forbrenning og utblåsing, markert med rødt. Til venstre på blå side ligger først skovlen som best kan sammenlignes med stempelringene på en tradisjonell motor. Den sørger for tettingen. Deretter følger stempelet, det er eksentrisk og sørger for at kamrene endrer volum for kompresjon og arbeidstakt (rød side).
Komplett: Skissen viser den komplette motoren. De blå delene er kaldt kammer for innsug av luft og bensin. De grågrønne delene er midtskive med ventil og drivaksling,. Øverst i bildet ligger varmt kammer for forbrenning og utblåsing, markert med rødt. Til venstre på blå side ligger først skovlen som best kan sammenlignes med stempelringene på en tradisjonell motor. Den sørger for tettingen. Deretter følger stempelet, det er eksentrisk og sørger for at kamrene endrer volum for kompresjon og arbeidstakt (rød side).

Erik Engh forteller at de ønsker å sette sammen motoren så raskt som mulig.

– Det blir et bevis på at den virker. Vi er ikke avhengige av at den skal snurre og gå lenge, kun vise at konseptet fungerer. Det vil være helt avgjørende for å få investorer på banen for videre utvikling.

Med en viss snert av både humor og aksept antyder Engh at Schanche vil overspekke motoren med unødig høye materialkvaliteter og nøyaktighet for en så tidlig fase.

– Men for faen! Jeg vet at den går rundt, vi trenger ikke bevise det. Det er da mye bedre at motoren er overspekket enn at den går til helvete, de har det så jævlig travelt med å få den til å gå rundt, blåser Schanche ut.

Kan øke effekten: De to kamrene montert sammen. Slik de nå er kan de sammenlignes med en 1-sylindret stempelmotor. Så kan det legges på flere for å få økt effekt og moment fra en større motor. Hvert av kamrene er på 300 cm3 volum..
Kan øke effekten: De to kamrene montert sammen. Slik de nå er kan de sammenlignes med en 1-sylindret stempelmotor. Så kan det legges på flere for å få økt effekt og moment fra en større motor. Hvert av kamrene er på 300 cm3 volum..

Wilhelm Klose, også en av eierne i CRMIC og selskapets advokat, peker på at så fort de har fått motoren til å gå, vil det være lettere å få både investorer og forskere på banen, som NTNU eller Chalmers tekniska högskola.

Schanche har et mål om å få motoren til å fungere i 10 000 timer, som tilsvarer omtrent 600 000 kilometer for en bilmotor.

Snittet viser motoren med alle deler, pilene markerer hvor innsug og kompresjon starter, prinsippet er det samme for forbrenningskammeret..
Snittet viser motoren med alle deler, pilene markerer hvor innsug og kompresjon starter, prinsippet er det samme for forbrenningskammeret..

– Det krever at vi må jobbe mye med coating, sier han.

Enis Maksumic, som til daglig er teamleder for drivsystem hos Rolls-Royce Marine i Ulsteinvik, er også en av gründerne i CRMIC.

– Fase én vil være «proof of the pudding». Når det er i boks, vil vi gå til fase to med stresstester, vi må jobbe med hardhet og varighet, sier Maksumic.

Så langt har gruppen vært i samtaler med Sintef og en plastmodell er vist fram for forskere på motorlabben hos Chalmers tekniska högskola. De skal være interessert i å kjøre tredjeparts tester av det nye motorkonseptet. CRMIC har mottatt 150 000 i støtte gjennom Innovasjon Norge, men av Forskningsrådet har de fått beskjed om at konseptet er kommet forbi forskningsstadiet, så derfra kom det ingenting.

Nå er gründerne på jakt etter en industriell investor som kan hjelpe dem med å utvikle motoren videre, og etter hvert få den i produksjon.

Utenbordsmotorer

Bruksområdene er nærmest uendelige – til tross for at mange ser for seg forbrenningsmotorens død. Rotasjonsmotoren kan brukes til å drive aggregater, enten til nødstrøm eller strømforsyning der andre alternativer ikke eksisterer. I minste variant kan den effektivt drive droner, etter hvert kan den også bli satt inn i småfly.

Men det virkelig store markedet kan bli utenbordsmotorer. Der er energibehovet så stort at batteridrift ikke er realistisk med dagens teknologi. Engh forteller at de har undersøkt, og det produseres om lag 20 millioner utenbordsmotorer hvert år på verdensbasis. Rotasjonsmotoren vil bli langt lettere enn dagens motorer, dreiemomentet vil bli høyere og forbruket lavere.

En mulighet kan også være å bruke rotasjonsmotoren i hybridbiler. Det vil bidra til at batteripakken kan gjøres mindre og rekkeviddeangsten kan legges død. CRMIC har en liste over potensielle områder for forbedring. En mulighet er å øke volumet i kompresjonskammeret. Det skal gi en turbolignende effekt og øke ytelsen. Så er det besiktning av kritiske deler for å minske slitasjen.

Flere av delene til prototypen er laget i stål, en fremtidig produksjonsmotor vil ha mer aluminium. Også designet kan optimaliseres med tanke på å spare vekt og plass. Prototypen er luftkjølt, det kan også være aktuelt å sette på vannkjøling, samt forbedre smøresystemet med oljepumpen som en integrert del av akslingen.

Kommentarer (68)

Kommentarer (68)