Motor de cilindros giratorios

La principal ventaja del motor de pistón axial con cilindro giratorio es que permite obtener un motor de pistón alternativo de cuatro tiempos sin necesidad de un tren de válvulas complejo y costoso . Los flujos de admisión y escape se controlan mediante orificios sencillos en las culatas . Los costos se reducen aún más porque todos los cilindros, en cada extremo del motor, comparten un inyector de combustible y/o una bujía . Además, su diseño suele ser compacto y ligero.

La mayoría de los diseños de motores de pistones axiales con cilindros giratorios utilizan una leva fija multilobulada tipo barril y rodillos en los pistones para controlar el movimiento alternativo de los mismos. ^{[ 1 ]} La ventaja de este enfoque, en comparación con un mecanismo convencional de cigüeñal y biela , es que la cinemática del movimiento del pistón se puede optimizar en función de la eficiencia del ciclo de combustión.

El principal inconveniente del diseño de motor de pistón axial con cilindro giratorio es que los conjuntos de pistones en rotación están sometidos a fuerzas centrífugas , lo que puede provocar pérdidas por fricción significativas . Estas fuerzas centrífugas aumentan con el cuadrado de la velocidad angular . Por lo tanto, a menos que el motor funcione a velocidades de rotación muy bajas , las pérdidas por fricción debidas a las fuerzas centrífugas que actúan sobre los conjuntos de pistones pueden volverse rápidamente inaceptables.

Hasta la fecha, la aceptación comercial o militar de este diseño se limita a los sistemas de propulsión de torpedos en uso actualmente (2009) por los motores de las series mk 46 y mk 48 de la Armada de los Estados Unidos , que utilizan una variante del motor de plato oscilante Gould original , desarrollado a principios de la década de 1960 para la propulsión de torpedos.

Los problemas asociados con el diseño del motor de pistón axial incluyen alto consumo de aceite, alto consumo de combustible, bajo límite de RPM impuesto por las cargas de fricción previamente mencionadas, baja potencia total , complejidad mecánica y la necesidad de métodos de mecanizado complejos para que el motor soporte las cargas impuestas a los componentes. Se observan problemas adicionales, ya que el diseño no tiene una larga vida útil en comparación con otros diseños de motores debido a la gran cantidad de piezas móviles y las tensiones relativamente altas. El desgaste se produce a un ritmo más rápido porque el motor genera más pulsos de potencia por giro de la leva que los motores tradicionales. Por último, debido al par inicial muy alto y la necesidad de grandes cantidades de refrigerante , la pérdida de aceite o refrigerante en este diseño durante el funcionamiento casi con certeza resultará en una explosión catastrófica del motor, ya que este generalmente tiene carcasas o protectores muy ligeros ubicados alrededor de las levas y las bielas.

Entre las ventajas del diseño se incluyen un par motor inicial relativamente muy alto en comparación con otros motores, un diseño muy compacto y la posibilidad de funcionar con una variedad de combustibles, desde gasolina , diésel , queroseno y alcohol , hasta mezclas más exóticas/energéticas como el combustible Otto y mezclas de peróxido de hidrógeno/combustible. ^{[ 2 ]}

• Módulo de energía cilíndrico