Je 'klasičnim' motorjem odklenkalo?

Lahko ste mirni. Ples izpušnih in sesalnih ventilov, simfonija turbinskih polnilnikov in radostno rohnenje valjev bodo vaše mobilne navade spremljali vsaj še nekaj desetletij. Kar pa ne pomeni, da v sodobni motorogradnji ni več nobenega prostora za izboljšave. Inženirji neprenehoma iščejo nove načine, s katerimi bi zmanjšali škodljive emisije ter povečali zmogljivosti in ekonomičnost motorjev z notranjim izgorevanjem. Za vas smo pripravili nekaj obetavnih tehničnih rešitev, ki bi v nekaj letih lahko zašle pod motorni pokrov vašega jeklenega konjička.

Kar se sliši kot kakšen uvod v znanstvenofantstični roman, je izum ameriškega podjetja Scuderi. Ta tehnična rešitev porazdeli običajni štiritaktni cikel motorja med dva med seboj povezana valja. S tem procesom se poveča izkoristek energije, saj se v posebnem rezervoarju valjev shranjuje stisnjen zrak, ki se pri običajnem motorju izgubi skozi izpušne ventile.

Prvi bat opravi sesalni in kompresijski takt. Pri običajnem motorju bi sledil vžig, pri Scuderijevem motorju pa mešanica zraka in goriva preko posebnega ventila potuje v drugi valj, kjer sledita delovni in izpušni takt. Ta porazdelitev omogoča bolj natančen vžig in večjo učinkovitost. Scuderijev motor obenem hrani odvečni stisnjen zrak v posebnem rezervoarju. Ko je rezervoar poln, lahko shranjen zrak nekaj časa poganja motor brez vsakršnih emisij. Tehnologija deljenega cikla v primerjavi s klasičnim motorjem prinaša tudi do 50 odstotkov večji prihranek pri gorivu.

Tourjev vroče-hladni koncept

Podobno kot Scuderijev motor tudi motor podjetja Tour iz San Diega temelji na deljenem ciklu. Le da v tem primeru ne gre za izkoriščanje odvečne kompresije, temveč temperaturno ločevanje taktov. Sesalni in kompresijski takt sta najbolj učinkovita pri nizkih temperaturah, medtem ko sta delovni in izpušni takt najbolj optimalna pri visokih temperaturah. Inženirji so ob sodobnih motorjih prisiljeni iskati kompromise, ob čemer se izgubi tudi do 40 odstotkov toplotne energije.

V Tourjevem motorju so takti ločeni – sesalni in kompresijski takt se izvajata v manjšem ohlajenem valju, delovni in izpušni takt pa se odvijata v večjem, ločenem ’vročem’ valju. Trenutni prihranki se gibljejo okrog 20 odstotkov, z nadaljnjim razvojem in izboljšavami pa naj bi dosegli tudi do 50 odstotkov večjo ekonomičnost.

Motor z nasprotnim principom

Monty Cleeves, ustanovitelj podjetja ’Pinnacle Engines’, ni bil zadovoljen s toplotnimi izgubami konvencionalnih motorjev z notranjim izgorevanjem. Posvetil se je razvoju svojega motorja. Znebil se je težke motorne glave, ki, po njegovem mnenju, na silo ustavlja gibanje batov. Namesto motorne glave je namestil dodatno vrsto batov. Tovrstni motorji so veliko lažji in bolj kompaktni, obenem pa lahko motor brez predelav deluje bodisi kot ’Ottov’ motor (bencinski) ali dizelski motor. Motor podjetja Pinnacle lahko brez težav ’prebavlja’ vse oblike pogonskih goriv.

Tovrstni pogonski agregat bo s prihodnjim letom poganjal nekatere azijske 'mopede', že leta 2016 pa naj bi ga začeli vgrajevati v prva osebna vozila. Tudi tu znaša prihranek do 50 odstotkov.

OPOC motor

Kratica pomeni ’nasprotni bat nasprotni valj’. Podobno kot pri motorju z nasprotnim ciklom gre tudi tu za princip dveh nasprotnih valjev, le da se pri OPOC motorjih v enem valju nahajata kar dva nasprotna bata.

Tudi ta tehnološka inovacija ne potrebuje težke glave motorja, deluje na dvotaktnem principu, motor pa deluje hitreje. Potrebni tlak v valjih ob nizkih motornih vrtljajih vzdržuje turbinski polnilnik s posebnim elektromotorjem. V OPOC polagajo upe glavni inženirji nekaterih nemških avtomobilističnih gigantov, prihranki pa naj bi bili ogromni.

Najbolj revolucionarna ideja prihaja iz univerze v Michiganu. Wave Disk Generator oz. valovni generator je koncept, ki z minimalnim številom gibljivih mehanskih delov kemično energijo pretvarja v električno energijo. Generator ima le en vrteči del, kjer poteka izgorevanje pogonskega goriva, ki zaradi posebne oblike povzroča vrtenje in izmenjavo eksplozivne mešanice ter izpušnih plinov. Preprosta zasnova močno olajša izdelavo, vzdrževanje in zmanjša energijske izgube. Generator ne potrebuje pogonskega sklopa in hladilnega sistema, njegova izdelava pa je preprosta in veliko cenejša kot pri običajnih motorjih z notranjim izgorevanjem. Serijska proizvodnja naj bi stekla v nekaj letih.

Laserji namesto vžigalnih svečk

Vžigalne svečke so na meji svojih zmogljivosti. Skrbijo za vžig mešanice zraka in goriva, kljub sodobnim materialom pa strokovnjaki razmišljajo o bolj učinkovitem vžigu eksplozivne mešanice. Za čim bolj optimalen vžig in izgorevanje je treba proizvesti čim bolj vročo iskro. Večja delovna temperatura konvencionalnih vžigalnih svečk pa močno obremeni elektrode.

Inženirji razvijajo posebne laserje, ki bodo mešanico goriva in zraka vžgali hitreje, bolj natančno in bolj učinkovito. Japonski inženirji razvijajo posebne keramične laserje. Med raziskavami so ugotovili, da je nadzor vžiga s pomočjo laserjev veliko bolj natančen, temperatura vžiga je veliko višja, vse to pa prinaša večji izkoristek in večjo ekonomičnost.

Svoje mnenje pa lahko izrazite tudi na naši Facebook strani!