Actualización del motor Waissi: las diferencias entre los motores Waissi y Bourke

Motor Bourke (haga clic para ver la animación)

En un comentario en mi publicación del mes pasado sobre el nuevo motor de pistón del profesor Gary Waissi que no tiene bielas entre los pistones y el cigüeñal, uno de nuestros lectores preguntó sobre las similitudes con el motor Bourke, inventado por Russell Bourke. Según los diagramas del motor Bourke, parecía una buena pregunta, así que se lo pregunté al profesor Waissi. Recibí su respuesta hoy. Waissi dijo que si bien había similitudes entre su motor y el de Bourke, también había diferencias sustanciales, lo que resultó en que el motor Bourke tuviera más fricción operativa. El Dr. Waissi también dijo que esperaba tener un prototipo de dos cilindros de su propio diseño ensamblado y funcionando para finales de este año. La respuesta de Waissi tras el salto.

Gracias por el mensaje y por escribir el artículo. Estoy muy familiarizado con el motor y el concepto de Bourke; un motor de yugo escocés. Varias similitudes, incluidos cilindros alineados y estructura de pistón conectado. La principal diferencia es, como se muestra claramente en la animación, que el motor Bourke utiliza un cigüeñal “convencional” con “yugo”. No hay "yugo" en el motor Waissi, porque el cigüeñal es como un árbol de levas (un eje recto).

El motor Bourke tampoco utiliza lubricación hidrodinámica entre los anillos del rodamiento, lo que, en mi opinión, no reduce la fricción, sino que la aumenta. Ambos motores, el Bourke y el Waissi, tienen sólo fuerzas de pistón primarias (debido a que no tienen vástagos) y, por lo tanto, son más sencillos de equilibrar. En el diseño del motor Waissi, el cigüeñal es en realidad como un árbol de levas: un eje recto; y un disco de levas desplazado y un anillo de rodamiento lubricado hidrodinámicamente. El anillo del rodamiento tiene una superficie significativamente mayor (entre la superficie interior del anillo y el perímetro exterior del disco), lo que distribuye la fuerza del pistón a un área más grande, lo que da como resultado una presión del rodamiento más baja.

Otra ventaja del motor Waissi es la capacidad de fabricación (eje recto frente a cigüeñal), especialmente con motores de varios cilindros; Puede utilizar el mismo árbol de levas (cigüeñal) para motores con diferentes carreras de pistón, simplemente cambiando el disco (ya que la carrera depende del desplazamiento del disco). Por ejemplo en un motor F-1 la carrera es de 40 mm; yf para motores “normales” la carrera varía ampliamente (60- 70- 80- 90- 100 mm). Con diseños de motores regulares, incluido el motor Bourke, para cada variación se necesita un cigüeñal nuevo. Con el motor Waissi, desde un motor F-1 hasta un motor de camioneta, solo necesitas uno.

Actualmente estoy trabajando en una versión de dos cilindros del motor Waissi. Mi plan incluye ejecutar una versión comprobable antes de fin de año. (Una versión de dos cilindros, porque es más barata de construir).

Ronnie Schreiber edita Cars In Depth, una perspectiva realista sobre los automóviles y la cultura automovilística y el sitio original de automóviles en 3D. Si esta publicación te pareció útil, puedes profundizar más en Cars In Depth. Si lo del 3D te asusta, no te preocupes, todos los reproductores de fotos y vídeos que se utilizan en el sitio tienen opciones mono. Gracias por leer – RJS

Las únicas diferencias que veo entre el Wasai y el Bourke son el diámetro del muñón de la muñequilla y el método estructural para conectar los dos pistones opuestos. Ya sea que use película antifricción (Bourke) o fluida (Wasai) es discutible. Si tuviera que apostar por cuál tiene menor fricción, apostaría mi dinero por Bourke. Un problema que tienen ambos motores es el equilibrio. A diferencia de un motor de doble cigüeñal opuesto, los pistones no "encajonan". En lugar de eso, se mueven de un lado a otro. Sí, puede colocar un contrapeso en la manivela/excéntrica para oponerse a la masa alternativa, pero luego introduce una masa alternativa sin oposición que actúa perpendicular al pistón. Algunos diseños de este tipo de motores utilizan dos pares de pistones en disposición cruzada para solucionar este problema. Pero entonces todavía tendrás que lidiar con las fuerzas temblorosas de segundo orden (momento). Estoy de acuerdo con los comentaristas que señalaron que este jugueteo mecánico no hace nada para mejorar la eficiencia térmica. Lo que se necesita es algo que convierta más energía del combustible en trabajo mecánico en lugar de calor perdido. La otra área es la eficiencia del acelerador parcial, que es deprimente para los motores de encendido por chispa.

Lograr una mejor eficiencia del acelerador parcial es LA forma más importante relacionada con el motor para mejorar el consumo de combustible en la conducción en el mundo real. Cambiar la forma en que el ida y vuelta se traduce en vueltas y vueltas no afecta en absoluto esto... a menos que de alguna manera puedas variar la cantidad de ida y vuelta en lugar de estrangular el suministro de aire. Muy difícil de lograr de una manera que tenga suficiente solidez mecánica. Ninguno de los conceptos discutidos parece hacer eso. Por cierto, hay una manera razonablemente fácil de filtrar los conceptos mecánicos para traducir de ida y vuelta a vuelta y vuelta para ver si pueden tener durabilidad a largo plazo: ¿Se basan en el contacto superficial entre partes móviles adyacentes, o en el contacto lineal (o peor aún, en el contacto puntual)? Un pistón tiene una superficie de contacto con un pasador de muñeca. El pasador de muñeca tiene una superficie de contacto con la biela. La biela tiene una superficie de contacto con el pasador del cigüeñal. El pasador del cigüeñal tiene una superficie de contacto con el cárter. Esto permite que las fuerzas (muy sustanciales) involucradas se distribuyan de una manera que haga que la tensión sea manejable. Si hay contacto de línea involucrado en cualquier lugar (rodillos, lóbulos de levas, etc.), ese es un punto débil potencial. Sí, me doy cuenta de que las válvulas en un motor normal son operadas por un árbol de levas con contacto de línea con los seguidores... pero las fuerzas en los resortes de las válvulas son órdenes de magnitud menores que las fuerzas entre el pistón y el cigüeñal. Y HAY motores de producción que tienen problemas de durabilidad del tren de válvulas porque este punto de tensión se llevó demasiado lejos. Hay motores de producción que utilizan cojinetes de elementos rodantes (contacto de línea en los rodillos) en un cigüeñal que de otro modo sería normal. .Tengo uno. Pero la cilindrada de ese motor es de 124,7 centímetros cúbicos. El diámetro del pistón es menor que el de una tarjeta de crédito. Y los rodillos de agujas tienen multitud de contactos lineales, no sólo uno.

@Brian P Los árboles de levas desaparecerán en los próximos 10 años (a excepción de GM, que es propiedad de los chinos...). Estarán impulsando la misma tecnología que venden sus hermanos neandertales en HD, a la misma parte de la Curva de Campana... El accionamiento de la válvula será 100% eléctrico/electrohidráulico, en un sistema cuasi-desmo. El actual y primitivo , lo último en tecnología ya eliminó las placas del acelerador de los motores de gasolina hace más de una década con Valvetronic de BMW. Cada evento de encendido tendrá no sólo una sincronización óptima de combustible y chispa, sino también una sincronización óptima de válvulas.

@porschespeed Eso es fácil de decir, pero más difícil de lograr. Pensé que las válvulas accionadas electrónicamente tenían sentido cuando supe por primera vez qué era una ECU cuando era niño. Y escuché un informe de noticias de un equipo de ingeniería que en realidad había construido uno unos años más tarde (principios de la década de 1990). Pero su prototipo solo funcionaba a bajas RPM y ni siquiera se discutió la durabilidad. De todos modos, estoy de acuerdo contigo en que reemplazar Un árbol de levas mecánico pesado con capacidad de ajuste electrónica limitada parece una idea excelente. Pero las ideas excelentes/obvias que no se han implementado suelen ser más difíciles de lo que parecen. ¿Por qué los próximos 10 años serán diferentes a los últimos 20 años para las válvulas controladas electrónicamente? Por otro lado, todo esto puede volverse irrelevante para mí personalmente. , tan pronto como pueda permitirme un vehículo eléctrico.

@ Luke42 Muy cierto, es fácil ver el futuro; simplemente es difícil asignarle una fecha precisa... Este es mi caso de por qué los veo llegar en menos de una década en vehículos de producción en serie. Mira mis puntos y luego haz tu propia decisión.1. Funciona. Los coches de F1 han tenido varios operadores de válvulas híbridas neumáticas y/o electrohidráulicas desde mediados de los años 1980. Seguro que necesitaba desarrollo y lo consiguió. La electricidad pura aún no ha llegado a su fin, pero hay cosas en marcha. Diagrama sencillo... http://scarbsf1.com/valves.html2. Hay un montón de gente trabajando activamente en esto con pies cúbicos de efectivo. Aquí hay solo uno...http://www.launchpnt.com/portfolio/transportation/electromechanical-valve-actuator/ 3. Salvo recubrimientos, aleaciones y tratamientos, el accionamiento de válvula totalmente controlable es una de las últimas fronteras del ICE. . A medida que las regulaciones se endurecen, simplemente tiene que suceder: no hay opciones. 4. Sinceramente, gente con muchos más recursos que yo se dedica a esto desde mediados de los 70. Mis amigos y yo modificamos el motor de una cortadora de césped Briggs para que funcionara sin leva, con solenoides de cuerda manual y con la electrónica analógica de la edad de piedra que podíamos permitirnos a principios de los años 80, aunque sabíamos que no íbamos a ser nosotros quienes lo hiciéramos. , sabíamos que eventualmente sucedería. (¡Hablemos de disparadores y placas de prueba optoelectrónicos improvisados!) Es realmente que la tecnología, la potencia informática y la fabricación barata se han puesto al día con las ideas que muchos tenían hace 40 años. Al igual que la suspensión activa (que ha estado en proceso durante 2 décadas en Bose), simplemente está esperando que los precios bajen y que el mercado no sólo la exija, sino que la exija.

Después de tres años, el inventor no pudo permitirse el lujo de renovar la patente, lo que relega esta idea al olvido, como muchas otras. Me temo que se necesitan millones de dólares incluso para construir un prototipo y patentarlo. Debería saberlo, porque yo mismo estoy en el proceso de hacer eso mismo. Nunca puedo entender por qué la gente hace públicas sus ideas antes de poder fundamentar sus afirmaciones con números reales tomados del dinamómetro.