Csillagmotor
Mi lenne, ha 105 liter feletti (a legkisebb ~5 x 21 liter), 750 RPM-es csillagmotoros genset gyártása beindulna ? Ha versenyképes az ára, százszámra kellene, már az első projekthez is tucattal.
A 8-pólusú szinkrongenerátor beszerezhető (>= 390 kW, 400V vagy nagyobb feszültségen). Vízszintes tengellyel könnyebb beszerezni, de gyártottak függőleges tengellyel is (pl. Szerbiában).
Az Eco-Marathon autóhoz saját (nem csillag) motor készült:
- hagyományos főtengellyel
- 1 hengeres motor
- közönséges vezérműtengely
- két gyújtógyertyával !
Az 1905-ös Mathop könyv úgy beszél a motorokról, mint amit bármelyik kisvárosban összeraknak a lakatosok. Problémásabb elemek:
- dugattyúgyűrű (ez ma már beszerezhető olcsón)
- főtengely.
- ezt Mathop könyvben öntik. külön tanácsokat ad a kiegyensúlyozásra és öntésre
- csillagmotornál a főtengely nem gond
- hengerfej
- vezérműtengely - primitív rendszer esetén kemény felületet igényel, de már az Eco-Marathon csöppnyi motornál is roller-t használtunk !
Csillagmotor elemei
- hengerek
- dugattyúk
- főtengely
- a csillagmotornál ez igen egyszerű (de erős központi csapágy kell)
- I-motornál a főtengely elkészítése problémásabb.
- crosshead
- nem kötelező, de tartósabbá teszi a szerkezetet, és kevésbé kényes a mechanikai pontosságra: a gőzgépek és korai motorok mind ilyenek voltak. A legnagyobb motorok MA IS ilyenek !
- hengerfej
- lehetőleg 4 szeleppel + 2 gyertyával
- szelepszár, szeleprugó
- hűtéssel !
- tartószerkezet
- továbbá a gyártáskor újrahasználható illesztőszerszámokat is kell készíteni
- szelepvezérlés
- csillagmotornál ez több elemből áll, mint mondjuk egy I6 DOHC -ja
Ami ígyisúgyis kell (hagyományos motorhoz is):
- fagáz-keverő
- gyújtórendszer
- olajspricnik
- szinkrongenerátor
Axial-dugattyús motor
Míg a csillagmotor nem küszöböli ki a problémás hajtókart, az axiáldugattyús motor cam-plate engine (a swashplate haverja, csak tűcsapágyas görgőkön fut)
A Nm ára:
2011-es ár 130 USD / 6.5 ft lbs azaz 94 EUR / 8.8 Nm = 10.7 EUR / Nm de fagáznál (ahol tipikusan csak kb 50 ill. maximálisan 55 Nm/liter) ugyanazon lökettérfogatra kisebb a nyomaték (ennél a kis motornál 5.3 Nm), magasabb a fajlagos költség: 17.8 EUR / Nm.
Ha 5MW-ra van szükségünk egy erőműben (4MW + karbantartási tartalék):
- 1500 RPM-nél: 5000000 / (1500/60*6.28) = 31850 Nm (~567 kEUR)
- fagázzal összesen kb 637 liter lökettérfogat
- 750 RPM-nél 63700 Nm (~ 1134 kEUR)
- fagázzal összesen kb 1274 liter lökettérfogat, 300x300-as (21200 ccm) hengerből 60 henger, azaz pl. 7db 9 hengeres csillagmotor
- természetesen 3000 RPM-nél alacsonyabb ár jönne ki, de motoros erőművet nem készítünk 1500 RPM (60 Hz-nél 1800 RPM) felett.
Természetesen a nagyobb motor lehet olcsóbb is, hiszen hiába 6000-szer nagyobb az össznyomaték (5-11 db max 1MW motorral oldanánk meg)
- nem kell 6000-szer több gyertya bele
- nem kell 6000 gyújtótrafó bele
- nem kell 6000 gyújtásvezérlő bele
- nem kell 6000 gyújtókábel
- nem kell 6000 karburátor (benzines karburátor nem is kell, kb 5-11 db egyszerű kétfolytószelepes keverő kell aminek kb. 200-400 EUR darabja)
- nem kell 6000 olajnyomásmérő
- a hengerek össz palástfelülete sem 6000-szer nagyobb
- a tömege sem 6000-szer nagyobb:
- a kisebb motoroknál 4 kg /Nm, míg a 21 literes 1050 Nm-es hengernél csak kb 0.4-0.6 kg / Nm (750 RPM-en 40 tonna körüli, ez alapján is realizálható célnak látszik a 28 EUR / kg)
Megkérdezünk néhány gyártót, hogy a nagy méret ellenére mennyivel rosszabb az árhoz viszonyított fajlagos teljesítményük a 17.8 EUR / Nm-hez képest
- az indiai (eredetileg dízel, de szikragyújtással is tudják szállítani) nagyon megközelíti a fenti fajlagos árat (sajnos várható élettartama csak az 1500 RPM-nek megfelelő 20000 óra)
- kérdés, hogy a török (szintén 1500 RPM, 20000 óra élettartam) mennyivel rosszabb
- kérdés, hogy a wartsila.com mennyivel rosszabb
- sajna a 340 mm-es SG34-es turbómotor, a gázrendszere csak 28 MJ/Nm3 gázra jó, azt is nyomás alá kell helyezni
- kérdés, hogy 300-340 mm-es furattal és 300-400 mm-es lökettel legyártott csillagmotor mennyivel lenne jobb vagy rosszabb: kb 60 henger hengerenként 18900 EUR-ból kijön vagy sem ?
