Výhody v porovnání s běžnými čtyřdobými motory
Velký poměr výkonu k hmotnosti
Vyšší poměr výkonu k hmotnosti bi-rotačního motoru vyplývá jak ze značného nárůstu výkonu na jednotku objemu, tak z redukce hmotnosti, která je primárně dána následujícími třemi konstrukčními prvky:
Vysoká objemová účinnost je umožněná velkými průřezy sacích kanálů
V porovnání s tradičními čtyřtaktními motory mají sací a výfukové kanály bi-rotačního motoru výrazně větší průřez. V tradičním čtyřtaktním motoru se sací a výfukové ventily spolu se svíčkou a/nebo palivovým vstřikovačem musí vejít do prostoru válcového otvoru. U bi-rotačního motoru válce při otáčení bloku přechází přes prostor sacího kanálu. Proto může průřez kanálu pokrývat velkou část průměru válce. Obrázek výše je porovnání s čtyřventilovou hlavou jasně zobrazuje tuto výhodu. Speciálně navržené tvary kanálů umožňují mnohem rychlejší otevírání a zavírání než u tradičních ventilových rozvodů. To přispívá k celkově lepším průtokovým charakteristikám a nakonec lepší objemové účinnosti bi-rotačního motoru.
Vysoké otáčky umožňuje pod-čtvercová konstrukce motoru
Konstrukce s krátkým zdvihem umožňuje dosažení vysokých otáček, přičemž průměrná rychlost pístu zůstává v přijatelných mezích. Prototyp motoru má zdvih 37 mm a průměrnou rychlost pístu 12,3 m/s při 10 000 relativních otáčkách klikového hřídele vůči bloku válců.
Vysoký točivý moment s relativně plochým průběhem
Vysoká objemová účinnost se promítá do vyššího špičkového točivého momentu. Křivka točivého momentu zůstává při vysokých otáčkách relativně plochá. Šoupátkový rozvodový mechanismus s velkými otvory netrpí snížením výkonu, který je typický pro ventilové rozvody při vysokých otáčkách.
Nízké vibrace
Bi-rotační motor má pouze jeden čep klikového hřídele a jeho písty se pohybují v jedné rovině a proto motor nepodléhá žádným podélným vibracím, na rozdíl od tradičních řadových pístových motorů. Velmi krátký zdvih vede k výrazně nižším amplitudám setrvačných sil ve srovnání s tradičním řešením s dlouhým zdvihem.
Odstředivé síly působící na písty snižují maximální tlakovou sílu na ojnice a Koriolisovy síly částečně vyvažují síly od setrvačných hmot klikového mechanismu.
Během jednoho absolutního otáčení klikového hřídele existuje osm momentů, kdy jsou síly v rovině kliky nulové. Výsledný vektor všech setrvačných sil působících na motor má téměř konstantní velikost (závislou na přesnosti vyvažovacích závaží klikového hřídele) a jeho směr se otáčí kolem osy motoru s frekvencí pětkrát vyšší než je rotační frekvence klikového hřídele.
Tato vysoká frekvence otáčení výsledného vektoru síly způsobuje vibrace s velmi malými výchylkami. Počítačová simulace motoru v prostředí bez vnějších vlivů (motor není uchycen, neexistuje gravitační pole) ukázala maximální amplitudu 0,1 mm při provozních otáčkách.
V případě potřeby, lze motor dokonale vyvážit pomocí jediného vyvažovacího hřídele. Podrobnosti o simulacích kinematiky a vyvážení motoru jsou předmětem samostatné zprávy, která pokrývá výpočetní analýzu. Bi-rotační motor je charakterizován velmi hladkým chodem. Rotační pohyb na výstupu motoru je charakterizován velmi malou rotační nerovností. Je to dáno vysokou frekvencí zážehů, malým objemem válců a kombinovaným využitím setrvačnosti klikového hřídele a otáčejícího se bloku válců. Toto snižuje vibrace v uložení motoru.
Další výhodou jsou třikrát vyšší otáčky klikové hřídele a na opačnou stranu než vrtule, což částečně kompenzuje gyroskopický moment pohonné jednotky.
Kompaktní rozměry
Malé rozměry ve vztahu k jeho výkonu je jednou z hlavních výhod bi-rotačního motoru. Motor je malý jak v průměru, tak v axiálním rozměru. Rozměry prototypu motoru jsou uvedeny na obrázku níže. V leteckých aplikacích malý průměr motoru vede k nižšímu aerodynamickému odporu motorového krytu. To podstatně zvyšuje výkon vrtule umístěné před motorem. Kompaktní velikost je také velmi důležitá pro použití jako range extender.
Jednoduchá konstrukce
Šoupátkový ventilový mechanismus je mnohem jednodušší než ventilový mechanismus DOHC tradičních pístových motorů. Ventilový mechanismus bi-rotačního motoru obsahuje pouze převody, které poskytují přenos mezi klikovým hřídelem a blokem motoru. Nejsou zde žádné vačkové hřídele, vahadla, ventily, systém pro nastavení vůle ventilů atd. To činí motor lehčí, levnější na výrobu a snadnější na údržbu a opravy. Zároveň systém šoupátkových rozvodů nevylučuje realizaci proměnného časování.
Vylepšený návrh spalovací komory
Bi-rotační motor umožňuje řešení spalovací komory, která nejsou snadno dostupná u standardních čtyřtaktních motorů. Například je zde prostor pro umístění několika zapalovacích svíček pro zajistění dobrého spalování směsi. Prototyp motoru využívá dvojice zapalovacích svíček. Povrch spalovací komory ve víku válce lze jednoduše a účinně chladit. Neexistují zde žádná horká místa, jako jsou výfukové ventily a tenké můstky mezi ventily, které jsou těžko chladitelné. Z těchto důvodů může motor lépe dosáhnout vyššího kompresního poměru s výsledným zvýšením účinnosti. Přímé vstřikování nebo dokonce systém proměnného kompresního poměru lze snadno umístit do spalovací komory.
Dvourychlostní výstup
Bi-rotační motor nabízí další výhodu specifickou pro jeho konstrukci. Motor může poskytovat výkon prostřednictvím jak klikového hřídele, tak i bloku válců. Blok válců se otáčí s jednou třetinou rychlostí klikového hřídele. Ve letecké aplikaci jsou otáčky bloku válců vhodnější pro sladění s moderními vysokoúčinnými vrtulemi bez nutnosti další redukční převodovky.
Očekávané výhody v sériově vyráběném modelu
Kromě výhod, které již prototyp motoru prokázal, se očekává řada dalších výhod, jakmile bude motor dále vyvíjen do modelu určeného pro sériovou výrobu:
Bi-rotační motor by měl být levnější na výrobu vzhledem k jednoduchosti motoru a nižší hmotnosti.
Měl by být také snazší na údržbu s pravděpodobně delším intervalem mezi generálními opravami. U pístových motorů je požadavek na generální opravy způsoben zejména opotřebením těsnících kroužku pístů. Vzhledem k velmi krátkému zdvihu, a tedy kratším vzdálenostem, které písty urazí, by motor měl být v tomto ohledu lepší. Vysoké požadavky na generální opravy u rotačních Wankelových motorů jsou způsobeny špatnou geometrií těsnění na vrcholu, stejně jako vysokou rychlostí, s jakou se těsnící prvky pohybují. Oba tyto problémy řeší patentované řešení utěsnění bi-rotačního motoru.
Bi-rotační motor má méně částí, což snižuje požadavky na skladování a dodavatelský řetězec. Spojené s jednoduchou konstrukcí motoru by se měla výrazně snížit složitost a náklady na opravy ve srovnání s tradičními motory.
Motor by také mohl potenciálně fungovat s méně příslušenstvím. Startér/generátor by mohl být integrován přímo do bloku motoru. Pro některé aplikace by mohl být vyvinut optimalizovaný chladící systém, který by používal motorový olej i pro chlazení hlavy válce. Vzhledem k tomu, že motor už disponuje plně vybaveným olejovým chladícím systémem pro blok válců, může být ve těchto aplikacích dodatečný vodní chladící systém úplně eliminován.