Ajal, mil pea kõik tootjad püüdlevad elektrile ülemineku poole, on veider näha niivõrd palju innovatsiooni sisepõlemismootorite vallas. Kuid ometi see toimub – kas SPM ei olegi veel “valmis”? Porsche arvates ei ole.
Ferrari keeras mootori pea alaspidi, Mazda toimetab edasi vankelmootoriga, Toyota ja veel mõned tootjad püüavad vesinikpõlemist edendada… Ka üldlevinud neljataktilise töötsükli laiendamine ei ole uus idee – näiteks 2000ndal aastal patenteeris Gerhard Schmitz viietaktilise mootori, mis sarnanes tööpõhimõttelt juba 1800ndate alguses välja töötatud viietaktilisele aurumasinale.
Kuid enne Porsche patendi juurde suundumist käime kiirelt põhimõtted üle. Neljataktilise mootori taktid on selged – maakeeli kütusesegu sisse, kokkusurumine, süüde ja gaasid välja. Ameeriklased on selle suupäraselt kokku võtnud kui “suck, squeeze, bang, blow“. Mida sinna juurde üldse lisada saaks?
Viietaktilise mootori puhul lisandub veel üks töötakt, kus põlenud kütusesegu gaasid suunatakse sekundaarsesse põlemiskambrisse, kus gaaside energiaga veel tööd teha ehk kolbi liigutada õnnestub. Eesmärk on lihtne – niigi energiat priiskavast (tööks muutub parimates mootorites napilt üle 50% sisse pandud energiast) sisepõlemismootorist veidi enam efektiivsust välja pigistada. Viiendat takti nimetatakse sellisel juhul re-expansioniks.
Porsche lähenemine lisab aga hoopis veel ühe surve- ja töötakti, seega järjekord on sisselase-surve-töö-surve-töö-väljalase. Kuidas?
Siin tuleb mängu väga keerukas väntvõll, mis tänu ekstsentrilistele hammasratastele suudab pöörelda kahe erineva punkti ümber. Teisisõnu – kolvikäik pikeneb drastiliselt ning mootori surveaste muutub dünaamiliselt. Mida see juurde annab?
Lihtsustatult – kolvikäik on tänu ülekannetega väntvõllile nii pikk, et esimese töötakti järel liigub kolb silindris sügavamale, paljastades sisselaskeavad (joonisel 11). Värske õhk sealtkaudu sisse, surve, otsepritse ja süüde – ning toimunud ongi teine töötakt, millele järgneb tavapärane väljalasketakt.
Nii et kui tavalise neljataktilise tsükli puhul “lööb” üks kolb väntvõlli liikuma vaid korra, siis kuuetaktilise puhul kaks korda. Huvitav tähelepanek – disainist tulenevalt on patenditud mootoril kaks erinevat kolvi ülemist (TDC) ja alumist (BDC) asendit.
Porsche sõnul on innovatsiooni taga püüd sisepõlemismootorit stagnatsioonist edasi liigutada ning rohkem võimsust ja efektiivsust kätte saada – tõesti, selline lähenemine võimaldab kütusesegu palju terviklikumalt ära põletada ja rohkem energiat välja pigistada.
Kuuetaktilisel on loomulikult ka omad probleemid – esiteks, kuidas lahendatakse suurem lämmastikühendite heide? Teiseks – nii palju liikuvaid osi tähendab nii ülekandekadusid kui õlitusprobleeme. Ja kolmandaks – kui juba Mazda vankelmootorite sisse- ja väljalaskeportide emissiooninõuetega vastavusse saamine mingist hetkest võimalik polnud, siis miks Porsche omad erinema peaksid? Kuid kindlasti on Porsche insenerid pädevamad plusse ja miinuseid hindama.
Nagu ikka, tuleb patenti suhtuda reservatsioonidega – väga suure tõenäosusega see tootmisse ei jõuagi. Kuid katsetama peab, muidu pole innovatsioon võimalik!
Fotod: Porsche, ResearchGate
