Om motorer.                                                                                          den 15.01.2012

Herunder indsætter jeg uddrag fra tidligere link om motorer.

Een metode til konstruktion af motorer med forbedret virkningsgrad, det er at opnå driftsbetingelser, hvor at der bortledes mindre spildvarme. I krumtapmotorer skal der trækkes meget varme bort fra motoren, ellers fordamper smøreolien fra cylinderoverfladen, og så river stemplerne fast på cylinderen.

For at undgå sammenrivning ved høj temperatur, så valgte jeg i 1986 at konstruere en motor baseret på en teknik, flere motorkonstruktører tidligere har benyttet. Her er et par links http://www.engineeringtv.com/video/AVEC-Axial-Vector-Engine, som viser udenlandske tiltag i den retning, og i dansk litteratur om Stirlingmotorer vises også Ford's -215 motor, der er en aksialmotor. Der er også et par danskere som kan indregnes i selskabet af aksialmotorkonstruktører, hhv. ingeniør Erling Hansen fra Esbjerg, og civilingeniør, journalist Mogens Thaisen. I 1988 besøgte jeg Erling Hansen, han havde nogle år forinden fremstillet en aksialmotor med to skråskiver, hvorimellem der sad dobbetvirkende cylindre, dvs. den fungerede som 2-takt, og det uden ventiler, idet at hvert af stemplerne i cylinderens ender også passerede indsugnings- og udstødsporte.  Erling Hansen meddelte mig at han havde rettet henvendelse til A.P. Møller/Maersk A/S derom. De havde sendt projektet videre til vurdering hos et tysk firma, som desværre for Erling Hansen havde meddelt, at de vurderede at gnidningstabet eller lejefriktionen i denne motortype ville give for lav virkningsgrad. Muligvis kan de have ret, men idet at glidefladernes areal i et skråskivedrev er større end på en krumtapmotor, da er den arealspecifikke lejebelastning mindre, hvorved at man så kan vælge at benytte en olie med lavere viskositet, som så giver mindre friktionstab.

Jeg har set tegninger hvor Mogens Thaisen har konstrueret en ret kompleks skråskivemotor, men som havde lav vægt og var meget kompakt. Teknologisk Institut fik min motorkonstruktion vurderet hos den kompetente Mogens Thaisen, som mest udtrykte skepsis overfor mulighederne for at få den slags projekter gennemført, det blev jeg noget sur over. Men et par måneder derefter besøgte jeg konstruktionschef Åge Munk Carlsen på motorfabrikken Frichs i Århus, og fik der en positiv vurdering, som jeg tidligere har vist.  

Omtrent samtidig med at jeg fremstillede min aksialmotor, da skete der reelt det, at producenterne af højtryksrensere også gik over til at benytte aksialstempelpumper, istedet for rækkepumper, hvilket gav holdbare fordele. Jeg skal dermed ikke påstå at samme fordele vil være tilstede ved motorer, idet at effektretningen er forskellig.

Stormotorer dvs. over 10.000 hk, som eks. på skibe, er konstruere anderledes end krumtapmotorer, som vi kender fra biler. Stormotorer er udstyret med et krydshoved, som optager krumtapakslens sidebelastning, så at det ikke sker oppe i den forbrændingsvarme cylinder. Det betyder at der spares brændstof, med det er en tung og kostbar konstruktion, som af flere grunde, skalamæssigt næppe kan tjene noget formål på biler.

Der er det så at skråskivemekanismen kommer ind i billedet, og hvor bl.a. de to førnævnte danske ingeniører, havde ofret år af deres liv på arbejde i den retning. Jeg fortsatte i deres spor kan man sige, ikke kun af samme årsager som de, men fordi at den energiomsætning jeg tilstræbte var ved lineær temperatur.

Ved siden af mit maskinmesterstudie havde jeg gennemgået mængder af litteratur om de miljømæssige forhold, og problematikken kan koges ned til følgende. Miljøbelastning fra forbrænding i motorer skyldes at ude ved de kølede cylindervægge underkøles forbrændingen, så at der opstår koksdannelser og partikelforurening. I midten af forbrændingsrummet er temperaturen ofte for høj, det giver NOx-dannelser.

Skråskivemekanismen giver mulighed for at få den højere cylindervægstemperatur, og for at begrænse temperaturen i midten af forbrændingsrummet foretages intern køling med vand, istedet for ekstern køling. Vandet tilfører ikke energi til processen, men ved fordampning af 1 kg. vand fås 1700 l. damp, dette damptryk kan bidrage til at forøge motorens effekt, såfremt det sker ved reduktion af skadelig højtemperaturforbrænding, samt ved at vandet tilledes under tryk, hvor dets varmeindhold er hentet fra ekstern køling af hhv. ventilsæder og cylinderkappe. Umiddelbart vil man forestille sig at udstødsgassens forøgede indhold af vanddamp vil genere traffikken, men sådan er det ikke, det kan kort forklares således: Fra almindelige biler, der er udstødsgassen ofte synlig ved kold motor, og kold udstødsgas lugter mere end varm udstødsgas, men det hænger sammen med at det forurenende partikelindhold er meget højt ved kolde motorer. Dette var der også en patentskrifter om forinden jeg begyndte på det, og nogle år efter viste det sig så rent faktisk, at MAN B&W Diesel var begyndt at bruge den teknik på deres stormotorer, med det formål som jeg havde fremhævet, og det er reelt et teknologisk gennembrud, som er foregået ret diskret.

Behandlingen af mine ansøgninger om tilskud til arbejdet hos de danske tilskudsmyndigheder var fatal, de aflæste maskintegningerne som pædagoger og så istedet for skråskiveakslen et fallossymbol, indser jeg nu og gyser. -Den pokkers skråskivemekanisme var nødvendig for at undgå koksdannelse og partikelforurening. 

Et par år efter blev biler udstyret med partikelfiltre/katalysator, således erkendte fagfolkene at der var et problem som der kunne gøres noget ved, men som de kun satte et plaster over, og som endnu er der. I katalysatoren sker der en efterforbrænding, som ikke bidrager til at spare på benzinen, varmen derfra spildes.

Jeg blev økonomisk udsultet, så trist er det, men det er heldigvis noget jeg kan se tilbage på, og som jeg håber man evner at lære af.

Nå, men problemer med oversvømmelser stiger, og jorden er blød mange steder, larvefødder på mejetærskere i Danmark var utænkeligt for 20 år siden, nu er det ofte nødvendigt, og det er ikke sjovt. Herunder lidt om det:

Ovenfor se en artikel fra 1993 om min aksialmotor, som jeg startede udviklingen af i 1984. Ved den lejlighed vistes større omhu for at ødelægge mit gode navn og rygte, end at få en produktion igang af denne fine mediumhastigheds motor. 

 Ovenstående viser den nykonstruerede aksialmotor under samling. Denne var til 1500 o/min.

De største fordele denne motortype giver, er at der er kun een aksel, så problemer med tandrem, kæde og knastaksler findes ikke her, og det medvirker til bedre mekanisk virkningsgrad.

Ved et bestemt indbyrdes vægtforhold mellem motorens bevægende dele, da er den 100% vibrationsfri ved alle omdrejningstal. I en bog havde fundet en formel, hvor dette hævdedes, dog uden noget bevis. Men en af mine samarbejdspartnere, som ville benytte denne motortype, tog kontakt til Esbjerg Ingeniørhøjskole, således fik vi nogle ingeniørstuderende til at udføre en række kontrolberegninger, med komplicerede matematiske modeller, og bl.a. viste det sig at den fundne formel var korrekt. Denne aksialmotor er vistnok den eneste motor i verden, som har kørt med indløbsventil i stemplet. Oprindeligt var det meningen at indløbsventilen skulle være luftpudestyret,  men som kan give fatale følger ved utætheder, derfor forsynede jeg 1. prototypen med en fjederbelastet kurvebaneaktivering, som viste sig at være det svageste led i motoren, men bedre anordninger dertil findes.