KNOB Engines

Odpovědět
Uživatelský avatar
Rase
5. Plukovník
5. Plukovník
Příspěvky: 12968
Registrován: 11/2/2010, 16:02
Bydliště: Prostějov

KNOB Engines

Příspěvek od Rase »

Výererertstřižek.JPG

Birotační pístový spalovací motor od KNOB Engines

"Náš tříválcový birotační motor A3 má zcela unikátní konstrukci. Pro malé letectví se doposud užívají tradiční pístové motory, jejichž design a konstrukce jsou z drtivé většiny starší padesáti let. Roční velikost trhu, pro který je naše nová varianta motoru A3 určena, se celosvětově odhaduje okolo deseti miliard korun. Intenzivně jednáme s výrobci letounů, kteří mají zájem motor do svých ultralehkých letadel zastavět a podílet se na letových zkouškách motoru. Více sdělit nyní nemůžeme." jednatel firmy Jiří Drahovzal

Pístový motor je typ motoru, přeměňující tlakovou energii nebo tepelnou energii pracovní tekutiny na mechanickou energii. Základní pohyblivou součástkou těchto strojů je píst, jehož pohyb vyvolává expanze plynné náplně nebo přítok náplně (kapalné nebo plynné). V evolučním souboji jednoznačně dominuje pístový spalovací motor fungující na principu čtyřdobého Ottova spalovacího cyklu. Amatérských, profesionálních i vědeckých pokusů o překonání této nejrozšířenější koncepce bylo velké množství a jen namátkou můžeme zmínit třeba z rotačních jednotek známý Wankel, dále Webbův, Cornuův, Umplebyho, Cooleyho nebo Siddonsův agregát. Pak tu máme toroidní motory od Dewandreho, Becka, Esselbeho, Wolffa, Tschudiho nebo Bradshawa a spousta času i peněz bylo věnováno axiálním jednotkám, motorům s rotujícími ventily anebo kuriozity od Bakewella, Polizziho, Bretona. Přestože z výše zmiňovaných konstrukcí se žádná nijak zásadně neprosadila a to i včetně relativně známého Wankelu, neznamená to, že se další a další lidé nepokoušejí protlačit svou myšlenku neobvyklého motoru. Jedním z posledních je belgický návrhář Franky Devaere, který vytvořil něco na způsob systému Fairchild-Caminez, akorát celý křížový mechanizmus pístů a ojnic vykonává kromě vratného pohybu také pohyb rotační. Motor Harolda Camineza měl značné problémy s vibracemi a vzhledem k materiálům používaným v 20.letech minulého století také s vysokou hmotností. Devaere měl v tomto směru určitě mnohem více možností, jak se ale vypořádal se všemi nástrahami není dosud jasné. Jeho myšlenkový model s názvem RBR (Radial Bi Rotary) byl zatím převeden pouze do 3D grafiky, která vám ve videu pod článkem alespoň pro představu napoví, jak by jeho dílo mělo fungovat v praxi. Ač podstata birotačního motoru byla vymyšlena již v první polovině 20.století, dosud nebyl zkonstruován moderní motor na tomto principu a zatím se jedná pouze o modely.

Český konstruktér Václav Knob

Václav Knob se zabýval konstrukcemi atypických spalovacích motorů již za svých studií, přes dvacet let v jejich vývoji profesionálně pokračuje ve své firmě Knob Engines a výsledky už vypadají velmi slibně. Má rozpracovaný a patentovaný projekt - Víceválcový spalovací motor s prstencovým ventilem, který funguje zatím nejen v podobě jednoválcového stacionárního motoru, ale úspěšně už poháněl i jeho motocykl Yamaha WR 250. Václav Knob je přesvědčen, že potenciál konstrukce birotačního pístového motoru ještě zdaleka nebyl dostatečně využit. Vidí ho v malých rozměrech, nízké hmotnosti, jednoduchosti konstrukce, velkých dosažitelných měrných parametrech, snadné výrobě, příznivé ceně, trvanlivosti a snadné servisovatelnosti. Birotační pístový spalovací motor, je hvězdicový pístový motor s klasickým čtyřdobým cyklem, s písty a klikovým mechanismem, kde blok válců rotuje v pevné skříni opatřené sacími a výfukovými kanály. Kliková hřídel rotuje v opačném směru a rozdílnými otáčkami proti bloku válců, se kterým je propojena převodem s ozubenými koly. Birotační motor lze navrhnout s různými počty válců i s různými poměry otáček bloku válců vůči klikové hřídeli. Původní koncepci motoru Knob výrazně změnil v roce 2013 a pracoval na konstrukci důležitých detailů. Za ideální uspořádání motoru považuje použití jen tří válců s malým zdvihem pístů nesených krátkými ojnicemi na klikové hřídeli s jedním zalomením, což umožní malé rozměry kompaktního, kapalinou chlazeného motoru. Nejzásadnějším vynálezem je řešení utěsnění rotujícího bloku válců vůči pevné vnější skříni, které již dosáhlo udělení užitného vzoru CZ 24669 U1 a je přihlášeno k patentové ochraně. Druhá patentová přihláška PV 2012-820 se týká celkového ideálního uspořádání birotačního motoru. Hvězdicový tříválec má rotující blok, v němž jsou radiálně umístěny tři válce s písty. Písty jsou neseny ojnicemi rozvidlenými v místě uložení na pouzdru valivého ložiska, umístěného na čepu klikové hřídele. Ta je spojena ozubeným převodem s rotujícím blokem válců. Kolem tohoto rotujícího bloku je pevná skříň s velkými sacími a výfukovými otvory. Tím, že blok rotuje, koná zároveň funkci šoupátkového rozvodu motoru, který tak pracuje ve čtyřdobém cyklu bez použití ovládaných ventilů. Pevná vnější skříň motoru je opatřena dvěma sacími a dvěma výfukovými kanály, v místech spalování je osazená zapalovacími svíčkami. Převod ozubenými koly je navržen tak, že proti jedné otáčce bloku válců vykoná kliková hřídel tři otáčky v opačném směru. Odběr výkonu může být proveden z kterékoli rotující části, čímž zároveň lze řešit redukování výstupních otáček. Kompletní čtyřdobý cyklus proběhne ve válci motoru za 0,5 otáčky bloku válců. Kliková hřídel zároveň vykoná 1,5 otáčky na opačnou stranu, relativně tedy budou mezi blokem a klikou vykonány otáčky dvě. Velké průřezy výfukových i sacích kanálů se relativně rychle otevírají i zavírají. Vzniká tím prakticky ideální pístový stroj. To umožňuje maximálně naplnit válec, maximálně využít expanzi a minimalizovat ztráty prouděním v kanálech, a to i při velmi vysokých otáčkách, umožněných extrémně nízkými zdvihy pístů. Proto může birotační pístový motor dosáhnout vysokých parametrů. Je možné dosáhnout libovolného kompresního poměru. Ve spalovacím prostoru nepřekáží žádné ventily, je tedy možné použít větší počet zapalovacích svíček a zajistit optimální prohoření směsi i přes velké vrtání válce a vysoké otáčky. Spalovací prostor a antidetonační štěrbiny lze libovolně tvarovat pomocí tvaru dna pístu. Velké vrtání v poměru ke zdvihu pístů umožňuje dosažení malých vnějších rozměrů motoru i dosažení vysokých otáček motoru při relativně malých středních pístových rychlostech. Vzhledem k poměrně malému průměru bloku válců a zejména proto, že za jednu otáčku bloku proběhnou ve válci dva celé čtyřdobé cykly, je třecí rychlost na obvodu bloku přibližně o 1/3 nižší než třecí rychlost těsnění srovnatelného Wankelova motoru. Výhodou je také souměrné rozdělení tepelného zatížení do dvou protilehlých míst motorové skříně. Patentovaná konstrukce a umístění těsnících prvků (lišt) nikoli v rotujícím tělese, nýbrž v pevné skříni motoru, zcela odstraňuje zásadní problém Wankelova motoru – zatížení těsnění velkými odstředivými silami. Umožňuje také účinné chlazení prvků, těsnících jednu válcovou plochu oproti druhé, souosé válcové ploše. Velkou výhodou motoru je technologická jednoduchost s malým počtem součástí. Birotační pístový spalovací motor používá klikový mechanismus s písty a pístními kroužky, který je konstrukčně a technologicky přiveden k dokonalosti. Tomu bude odpovídat cenová dostupnost, trvanlivost a snadná opravitelnost motoru.

Společnost KNOB Engines s.r.o.

Společnost byla založena v roce 2010 jako KNOB ENGINES s.r.o. v Čelákovicích. Zabývá se konstrukční činností v oblasti spalovacích motorů a převodových ústrojí pro automobily. Více než 25 let zkušeností s konstrukcí a vývojem motorů a převodovek šéfkonstruktéra Václava Knoba doplňuje mladý vývojový tým. Společnost spolupracuje s řadou významných institucí a průmyslových společností na průmyslovém výzkumu a experimentálním vývoji prototypů. Jedná se například o spolupráci se špičkovým vědeckým pracovištěm ČVUT v Praze. KNOB ENGINES se věnuje i aplikacím materiálů na bázi Geopolymerů v letectví, kolejových vozidlech a automotive. Dosavadní činnost společnosti tvořil vývoj a realizace projektů. V roce 2017 vložila zhruba dvacet milionů korun do vývoje vyspělého birotačního motoru. Její vizí je získat v horizontu pěti let celosvětově tržní podíl v řádu jednotek procent. Své řešení si dala patentovat nejen v tuzemsku, ale také v Austrálii, Jihoafrické republice, Kanadě a ve Spojených státech. Budoucí ultralighty a bezpilotní letouny by tak mohly být poháněny menším, lehčím, a hlavně výkonnějším českým motorem. Unikátem je pak to, že motor může fungovat i na alternativní a v letectví nestandardní paliva – etanol a plyn. Projekt je v prvním stadiu financování a vložené prostředky přišly výhradně od spoluvlastníků firmy. Společnost doufá, že se brzy podaří prodat licenci na výrobu letecké varianty motoru. Ve světě působí přes šedesát výrobců motorů pro tyto kategorie letectví, přičemž skutečně významných je zhruba deset. Po tříválcovém motoru má přijít na řadu ještě šestiválec a devítiválec. Na vývoji se podíleli mimo jiné také odborníci z ČVUT. Firma tvrdí, že kromě letectví by nová verze birotačního motoru mohla najít užití v šesti dalších oborech včetně hybridních pohonů. Využití motoru se jednoznačně nabízí u malých letadel, vrtule může být připojena přímo na rotující blok motoru, který má třikrát nižší otáčky než kliková hřídel. Počítačová simulace činnosti tříválcového birotačního motoru ukázala jeho zcela výjimečný potenciál: výkon motoru o objemu 750 cm3, naladěného k využití při otáčkách 10 000/min resp. 20 000/min, se vyšplhal na 86, resp. na 160 kW a kroutící moment k hodnotě 90 Nm. Motory s vyššími počty válců lze snadno realizovat násobky tříválcových jednotek, s jedním ozubeným převodem mezi společnou klikovou hřídelí a rotujícími bloky. Prostorově nenáročný šestiválec s obsahem 1500 ccm, vzniklý spojením dvou popsaných jednotek, by mohl mít výkon až přes 400 koní. Nejbližším cílem firmy KNOB Engines s.r.o. je dokončení vývoje a malosériová výroba motoru pro ultralehká letadla. Následující předpokládanou fází je uplatnění motoru pro pohon závodních strojů na dvou i čtyřech kolech. Z našeho pohledu se nabízí využití i pro drony nebo jiné, menší armádní stroje.

Historie firmy:
1988 – Při studiu na ČVUT se rodí myšlenka unikátního Birotačního Motoru
2010 – KNOB ENGINES s.r.o.
2011 – První patent společný s ČVUT (CZ303350)
2012 – Druhý patent společný s ČVUT (CZ303732)
2013 – 25 let od ukončení studia na ČVUT
2014 – 2 české patenty KE na BM (CZ304371 a CZ304386)
2015 – Vyroben a poprvé testován funkční vzorek BM
2016 – Projekt Partnerství – KNOB ENGINES a partneři
2017 - 20 mil. vklad do vývoje vyspělého birotačního motoru

Zdroj:
http://zpravy.e15.cz/byznys/prumysl-a-e ... yn-1332064
http://www.knobengines.com/index.php/cs/o-nas/
http://www.autoforum.cz/technika/rbr-ra ... doucnosti/
http://www.motoxpress.cz/cs/site/detail ... essage=466


Devaereho 3D model RBR (Radial Bi Rotary)
Obrázek

"Účelem života není být šťastný. Účelem života je být užitečný, čestný a soucitný"
Odpovědět

Zpět na „Zbrojní průmysl“