Jenis rotary baru yang sangat efisien

Astron Aerospace telah menunjukkan sebagian prototipe mesin pembakaran putar baru yang diklaim berjalan pada efisiensi termal luar biasa sebesar 60%, terbakar sepenuhnya bersih dengan nol emisi NOx dan hanya mengeluarkan air segar dari knalpot.

Dengan semakin ditinggalkannya mesin pembakaran internal (ICE) dan semakin populernya kendaraan listrik (EV) – baik secara politis maupun lingkungan – cara-cara inovatif untuk menggunakan energi terbarukan untuk transportasi bersih menjadi yang terdepan dalam benak banyak insinyur.

Astron Aerospace baru-baru ini mengumumkan mesin inovatif terbarunya, H2Starfire. Mesin ini semacam desain Wankel-rotary, tetapi dengan sentuhan menarik: tidak ada roda gigi planet atau segel puncak. Sebagai gantinya, ada dua poros yang berputar berlawanan arah yang memiliki toleransi yang sangat ketat dan tanpa gesekan, menggunakan lapisan keramik dan titanium untuk mencegah keluarnya gas bertekanan dan mengurangi deformasi akibat panas. Toleransinya adalah 0,002-0,004 inci (kurang dari 0,1 mm).

“H2” tentu saja merupakan singkatan dari hidrogen – gas yang sangat sulit disimpan dan diangkut. Metode yang paling umum untuk memproduksi hidrogen adalah steam methane reforming – murah, tetapi tidak ramah lingkungan. Anda juga dapat membuatnya dengan memisahkan air dalam elektroliser menggunakan energi terbarukan, yang membuatnya ramah lingkungan, tetapi tidak murah. Anda kemudian perlu meremasnya hingga 700 kali tekanan atmosfer, atau mendinginkannya hingga mendekati nol mutlak untuk menyimpannya – dan bahkan setelah itu, hidrogen akan menguap, dan molekul-molekul kecilnya secara bertahap akan menyelinap keluar langsung melalui dinding wadah logam.

Dibandingkan dengan baterai, ini adalah cara yang tidak efisien dan rumit untuk menyimpan energi. Namun, jika dibakar pada suhu di bawah 1.400 °F (760 °C) dalam kondisi yang tepat, ia akan dengan senang hati menjalankan mesin pembakaran yang menghasilkan semua kebisingan, getaran, dan drama mekanis yang ditakuti oleh para penggemar kendaraan bermotor – dan satu-satunya produk sampingan yang dipancarkan adalah air bersih dan murni serta beberapa nitrogen oksida (NOx) yang tidak menguntungkan pada suhu yang lebih tinggi. Banyak perusahaan tampaknya memandang pembakaran hidrogen sebagai masa depan yang bersih dari kendaraan kelas ‘penggemar’.

Dan itulah rencana untuk Astron H2Starfire. Dengan menggunakan dua set rotor yang berputar berlawanan arah dengan bagian depan aluminium untuk pemasukan dan kompresi mesin serta bagian belakang titanium untuk ekspansi dan pembuangan, Astron mengklaim bahwa mereka mampu menghilangkan kebutuhan akan pendinginan air sepenuhnya, mengurangi berat dan kompleksitas, serta mencapai efisiensi termal lebih dari 60%.

Sebagai perbandingan, mesin mobil pada umumnya beroperasi pada efisiensi termal sekitar 20% menurut Laporan Mobil HijauBahasa Indonesia: artinya 80% energi yang dilepaskan dalam pembakaran hilang sebagai panas buangan. Mesin mobil jalan raya terbaik mendekati 40%, dan Anda mungkin mendapatkan 50% dari mesin Formula Satu yang dibuat dari gigi yeti dan ketombe unicorn. Enam puluh persen adalah klaim yang luar biasa.

Klaim yang luar biasa menuntut bukti yang luar biasa, dan meskipun Astron tampaknya telah membangun dan menjalankan prototipe parsial, kami tidak merasa bukti ini saat ini memenuhi syarat sebagai luar biasa:

Namun Astron sangat yakin dengan efisiensi desainnya – dan kemampuannya untuk beroperasi dengan dingin – sehingga mengklaim mesinnya menghasilkan emisi NOx nol. Emisi ini tidak dapat dihindari saat bahan bakar dibakar di udara dengan suhu sekitar 1.300 °C (2.370 °F), dan sebagian nitrogen di udara mulai terbakar.

Udara dihisap melalui karburasi atau injeksi bahan bakar melalui bagian depan mesin, di mana udara diperas dan dikompresi hingga 200-300 psi (13,8-20,6 bar) – sangat mirip kompresor – dan disuntikkan dengan bahan bakar hidrogen sebelum keluar melalui lubang ventilasi tetap ke bagian tengah mesin yang menghubungkan kedua bagian. Setelah kombinasi udara dan bahan bakar melewati bagian belakang, percikan atau busi pijar menyalakan campuran, menyebabkan kompresi eksplosif untuk memutar poros keluaran bawah, sebelum mengeluarkan uap air bersih dari sisi berlawanan mesin.

Semua ini terjadi pada putaran 270° yang berhenti pada 1.000 rpm, dan berputar hingga 25.000 rpm, yang diatur dengan sempurna dengan serangkaian roda gigi yang terhubung pada setiap poros atas dan bawah. Sulit untuk membayangkannya, tetapi Astron menyediakan video untuk menunjukkan prosesnya:

Jika Anda tahu apa pun tentang mesin putar tradisional, konsumsi oli adalah masalah. Karena H2Starfire adalah desain mesin putar yang sepenuhnya linier, tidak diperlukan segel apex. Seperti yang kami sebutkan sebelumnya, Astron mengklaim mesinnya hampir tanpa gesekan, dan toleransinya sangat ketat sehingga hanya roda gigi dan bantalan pengatur waktu yang perlu dilumasi. Faktanya, seluruh desain mesin hanya terdiri dari 82 bagian individual.

Menurut salah satu sumber (yang sejauh ini saya tidak dapat memverifikasinya sebagai orang sungguhan), H2Starfire itu kompak. Sangat kompak. Dan menghasilkan tenaga kuda dan torsi yang luar biasa. Dengan ukuran 11,4 x 12,5 x 17,3 inci (29 x 32 x 44 cm) dan berat 120 lb (54 kg), ia menghasilkan tenaga 400 hp (298 kW) dan torsi 500 lb-ft (678 nm).

Astron Dirgantara

Kami telah menghubungi Astron Aerospace untuk informasi lebih lanjut, tetapi setelah beberapa hari kami tidak mendapat tanggapan apa pun.

Kami ingin mendengar dari perusahaan (dan mudah-mudahan melihat sesuatu yang lebih baik dari video seseorang sedang membalik motor dengan bor listrik untuk memenuhi syarat sebagai demonstrasi kerja) … Kami akan menjalankan pembaruan jika dan ketika kami mempelajari lebih lanjut.

Bukanlah usaha yang kecil untuk menghadirkan mesin pembakaran baru ke pasaran, apalagi jenis baru mesin rotari… Apalagi menghadirkan mesin rotari bertenaga hidrogen ke pasaran di mana bahan bakar hidrogen masih sangat langka.

Namun, mesin pembakaran yang sangat efisien, bersih, dan tanpa emisi NOx … Bagi kita yang selalu menyukai jeritan motor pembakaran yang disetel dengan baik dan kenikmatan mekanis dari kotak roda gigi dan kopling, inovasi seperti ini memberi harapan bahwa pengalaman berkendara yang sepenuhnya mendalam yang telah kita nikmati selama lebih dari satu abad mungkin masih memiliki masa depan.

Sumber: Astron Dirgantara