موتور چند سوختی

جروم موری، مخترع پرکار 78 سالة آمریکایی، که اسباب های شگفت انگیزی مانند تلمبه با حرکت دودی (درست مانند حرکت دودی دستگاه گوارش بدن)، چاقوی کنده کاری الکتریکی، و پیاده رو متحرک را برای انتقال مسافران هواپیما اختراع کرده است، اکنون موتور درون سوز کاملا جدیدی ابداع کرده است. موتور "روتور کم" (متشکل از دو واژة انگلیسی روتور، به معنای محور چرخنده و کَم، به معنای بادامک) ساخت جروم موری فاقد میل بادامک، چرخ لنگر (فلای ویل)، دلکو (توزیع کنندة برق بین شمع ها)، یا تلمبة آب (واتر پمپ است و می تواند) با هر نوع سوختی کار کند، از جمله با بنزین، گازوئیل، نفت، پروپان، سوخت جت، یا مخلوطی از هر کدام از این ها!
موتور چهار سیلندر چهار هنگام ساخت این مخترع آمریکایی، که 15 سال مورد مطالعه و تحقیق بوده است، بسیار سبک-تر، جمع و جورتر، و ارزان تر از موتورهای درون سوز کنونی خواهد بود، چون تعداد قطعات به کار رفته در آن بسیار کم تر است. هزینه های بهره برداری از این موتور نیز خیلی کم است، زیرا به تنظیم کردن متناوب و منظم با دستگاه های کامپیوتری، که هزینة آن روز به روز گران تر می شود نیازی ندارد.
طرح موتور روتورکم از نوع موتورهای دوار یا وانکل است. اما بر خلاف موتورهای وانکل که سرنوشت بدی داشتند و به سبب مشکلات جدی و فراوان در آب بندی محفظة احتراق فقط در تعداد محدودی از اتوموبیل ها استفاده شدند، موتور روتورکم از سیلندرهای معمولی، پیستون ها و حلقه های آب بندی مورد استفاده در موتورهای درون سوز متداول، برای تأمین آب بندی کامل در ضمن احتراق استفاده می کند. امّا شباهت این موتور جدید با موتورهای معمولی فقط در همین حد است.
سیلندرهای موتور مانند پرّه های چرخ دوچرخه به طور شعاعی به یک محور مرکزی (اَکسِل) متصل شده اند، به طوری که سر آن ها به سمت مرکز است. در انتهای هر دسته پیستون یک چرخ کوچک وجود دارد که در داخل حلقة تخت بزرگی که کل موتور را دربرمی گیرد، می چرخد. شکل این حلقه بیضوی است و بنابراین وقتی که سیلندرها دور محور مرکزی می چرخند، متناسب با حرکت چرخ ها از قسمت باریک حلقة بیضوی به قسمت پهن آن پیستون ها به داخل و خارج سیلندر رانده می-شوند.
در ضمن چرخش سیلندرها، دریچة بزرگی در هر سیلندر به تناوب از برابر روزنه هایی که از طریق آن ها سوخت داخل و گازهای اگزوز خارج می شوند، عبور می کند. به این ترتیب موتور روتورکم به سوپاپ های قارچ شکل، چکشک، فنر سوپاپ، یا بادامک های مورد استفاده در موتورهای درون سوز معمول، نیازی ندارد. در جدیدترین طرح موتورهای درون سوز معمول، برای انجام سریع تر و بهتر ورود سوخت و خروج محصولات احتراق، به جای دو سوپاپ از چهار سوپاپ (موسوم به سوپاپ های سوخت و دود) در هر سیلندر استفاده می شود، که این به پیچیدگی موتور می افزاید. بعضی از اتوموبیل سازان حتی در پی استفاده از پنج سوپاپ یا بیشتر برای هر سیلندر هستند.
جروم موری معتقد است که موتور او در مقایسه با موتورهای دیگر آلودگی کم تری ایجاد می کند. این موتور با مخلوط سوخت رقیق تری کار می کند یعنی آن که در مقایسه با مقدار سوخت مصرفی، مقدار هوای بیشتری را مصرف می کند که به احتراق کامل سوخت کمک می کند. هم چنین سطح داخلی سرسیلندر و بالای پیستون نیمکروی است. با این طرح، فضای آزاد یا لقی کوچکتری بین سرسیلندر و پیستون می ماند، که به نظر موری بدان معنی است که سوخت، با بازده بیشتری می-سوزد و در هنگام تخلیه، گازهای حاصل از احتراق به طور کامل از سیلندر بیرون رانده می شود.
در روتورکم تنها از یک شمع استفاده می شود. هر سیلندر در ضمن چرخش در داخل موتور به نوبت در موقع مناسب، از این شمع استفاده می کند. به این ترتیب دیگر نیازی به دلکو نیست. اما جروم موری معتقد است که در مدل های تولیدی یک شمع دیگر به عنوان یدکی برای مواقع خرابی شمع اول نیز نصب خواهد شد. موتور ساخت موری به تلمبة گردش آب نیز نیاز ندارد. چون با روغن گردش کننده خنک می شود و نیز به همین سبب می تواند تا دمای 180 درجة سانتی گراد به کار ادامه دهد، دمایی که 70 درجه بیشتر از حد مجاز در موتورهای معمول است. بنابراین، بازده این موتور بیشتر است.
سیلندرهای موتور روتوکم می چرخند و به نوبت از برابر شمع و دریچه های مکش سوخت و اگزوز (تخلیة دود) می گذرند.
در حال حاضر کارخانه های اتوموبیل سازی سرگرم آزمایش موتورهایی با قطعات سرامیکی اند تا بتوانند حداکثر دمای مجاز موتور را بالاتر ببرند.
روتورکم نیازی به تنظیم موتور مکرر ندارد و تنها لازم است که روغن و صافی (فیلتر) روغن آن در هر 8000 کیلومتر تعویض شود. خو د استفاده کننده می تواند صافی هوا و شمع را تعویض کند. چون این قطعات کاملا در دسترسند و به آسانی تعویض می شوند، و بالآخره آن که "روتورکم" به ضدّیخ نیاز ندارد.
نمونة ساخته شدة روتورکم فقط 25 سانتی متر ارتفاع دارد و قطر آن کمتر از یک متر است. موتور به حالت افقی در اتوموبیل نصب می شود، که سه مزیت دارد: کاپوت پایین تر واقع می شود و آئرودینامیک بدنه بهبود می یابد، در سرپیچ ها موتور شیب کمتری پیدا می کند چون سیلندرهای چرخنده خود دارای اثر ژیروسکوپی اند و اتصال چرخ دنده ای به دستگاه محرک در چرخ های جلو (در اتوموبیل های به اصطلاح دیفرانسیل جلو) آسان تر می شود.از آن جا که گشتاور چرخشی موتور در سرعت های چرخشی کمتر، خیلی زیاد است، موتور می تواند با دنده های کمتری، شاید فقط دو دنده کار کند.
علاوه بر دارا بودن طرح چرخنده یا داور، موتور روتورکم از لحاظ قابلیت تغییر دادن نسبت تراکم به نسبت نوع سوخت مورد مصرف، تفاوت قابل ملاحظه ای با موتورهای معمول درون سوز دارد. نسبت تراکم عبارت است از نسبت حجم سیلندر در آغاز هنگام تراکم (دومین هنگام از چرخة کار موتور) به حجم محبوس در آن در پایان این هنگام. معمولا این نسبت در موتورها تغییرناپذیر و ثابت است، چون هر موتور برای کارکردن با یک نوع سوخت خاص طراحی شده است.
در روتورکم یک میکروفون بسیار کوچک صدای ضربه های "تق تقِ" ایجاد شده در مرحله ای را که مخلوط سوخت ـ هوا، بیش از حد متراکم می شود و پیش از جرقه زدن شمع مشتعل می شود، می شنود. این میکروفون سولنوییدی را تحریک می-کند که بادامک توپری را که روی حلقة بیرونی بزرگ نصب شده است، به مقدار کمی به داخل و خارج حرکت می دهد. در هنگامی که هر سیلندر از برابر این بادامک قابل تنظیم می گذرد، در لحظة جرقه زنی پیستون آن خیلی کم به داخل یا خارج حرکت می کند. با این ترتیب، نسبت تراکم را می توان از 7 به 1 تا 17 به 1 تغییر داد. کمترین نسبت برای نفت، و بیشترین نسبت برای سوخت دیزل تنظیم می شود.
تا کنون دست کم یک میلیون دلار برای ابداع موتور روتورکم خرج شده است. یک چهارم این مبلغ را خود جروم موری از درآمدهای حاصل از فروش اختراع های قبلی اش تأمین کرده است. شهرت موری بیشتر به خاطر اختراع تلمبه با حرکت دودی است که جراحی قلب باز را امکان پذیر کرد. موری از حق اختراع تلمبه برای تمام کاربردهای آن در مراقبت های بهداشتی چشم پوشید. از این تلمبه در ماشین های دیالیز خون، برای تلمبه کردن پیوستة داروها از طریق لوله های داخل سیاهرگ و در فرآوری مواد غذایی نیز استفاده می شود. این تلمبه سبب تخریب (له و خرد شدن) گویچه های خون یا سبزی های موجود در سوپ نمی شود.
موری پیش بینی می کند که کاربردهای اولیة روتورکم در هواپیماهای سبک، ماشین های چمن زنی، موتورهای ثابت (مستقر) و وسایل نقلیة نظامی باشد. وسایل نقلیة نظامی مجهز به روتورکم می توانند از هر نوع سوخت موجود استفاده کنند. در موتور سیکلت ها، روتورکم را می توان در داخل چرخ عقب قرار داد. اثر ژیروسکوپی موتور سبب راست نگه داشتن وسیله می شود و به این ترتیب ایمنی آن را افزایش می دهد.
متقاعد کردن اتوموبیل سازان به خریداری امتیاز استفاده از این اختراع نیز کاری مشکل است. اما موری می گوید که در دیترویت، مرکز امپراتوری اتوموبیل سازی در امریکا، جبهه گیری علیه نوآوری های خارج از کارخانه ها تخفیف یافته است و سازندگان میدان بیشتری به گسترش مفاهیم جدید می دهند.

موتورهای دوار

موتور دوار، که به افتخار فلیکس وانکل، مهندس آلمانی ابداع کنندة این موتور در سال 1954، موتور وانکل نیز نامیده می شود، ساختمانی کاملا متفاوت با موتورهای درون سوز معمول دارد. بدنة موتور به صورت محفظه ای شکل است، که شاید بتوان آن را سیلندر موتور دانست. در داخل این محفظه قطعه ای مثلث شکل دَوَران می کند که آن را صفحة دوّار می نامند و شاید بتوان آن را با پیستون موتورهای معمولی قیاس نمود. آرایش محفظة احتراق و صفحة دوار به گونه ای است که همواره سه فضای مجزا از یک دیگر بین محفظه و صفحه ایجاد می شود، که بر اثر چرخش صفحة حجم آن ها با نظمی خاص تغییر می کند، به طوری که در هر لحظه هر چهار هنگام چرخة کار موتور درون سوز در حال انجام است. کل موتور دارای یک سوپاپ دود، یک سوپاپ بنزین و یک شمع است. چون حرکت ناشی از کار این موتور دَوَرانی است، دیگر به استفاده از میل لنگ، که در اتوبوس های معمولی برای تبدیل حرکت رفت و برگشتی موتور به حرکت دورانی محور چرخ ها ضروری است، نیازی نیست.