Ansvarsfraskrivelse: Denne artikel indeholder tekniske tale
Motoren i din bil lige nu er forfærdelig på sit arbejde.
Anbefalede videoer
Din motor skal kun gøre én ting: omdanne benzin til mekanisk energi ved at brænde den. Det gør den flere gange i sekundet, når den kører - og det gør den meget dårligt. Brændende gas skaber varme. Den varme, i form af en hurtig eksplosion, er det, der driver din bils hjul (med et par dele og trin imellem). Derfor bør din motor fange så meget af den varme (eksplosion) som muligt. Men motoren i din bil fanger sandsynligvis kun sølle 20-30% af den varme, den producerer. Dette tal kaldes "termisk effektivitet", hvis du gik i skole i lang tid, og i 1975 U.S. Army testede en lastbil, der fik op til 48% termisk effektivitet ved hjælp af en "adiabatisk motor." Denne vanvittigt lydende motor lovede også flere hestekræfter og øgede samtidig effektiviteten. Så hvor kommer denne motor fra, og hvorfor bruger vi den ikke i dag?
Begrebet adiabatisk er lige så gammelt som bilteknik (BTW det udtales "aid-ee-a-bad-ik") og betyder simpelthen et system, hvor varme ikke kan komme ind eller ud. Hvis varmen er fanget inde, er den adiabatisk. Så hvorfor ville du prøve at fange varmen inde i en motor, når omkring en tredjedel af den typiske motorrum er dedikeret til at rense varme gennem radiatorer og kølevæskestrømme? Du vil teoretisk set have varme til at fordampe din benzin. Som du måske ved, brænder flydende benzin faktisk ikke så godt - det er dampen på toppen af en pøl af gas, der faktisk brænder.
Derfor, hvad du virkelig ønsker er benzindamp. Det sker bare, at flydende gas er nemmere for os at transportere, opbevare, pumpe og bruge i biler. I øjeblikket bruger vi injektorer til at skyde flydende gas i ekstremt fine sprays ind i forbrændingskammeret - teorien er, at jo finere spray jo hurtigere fordampning. En anden god måde at få væsker til at fordampe er at øge deres temperatur. Således ville et varmefanget system være meget bedre til at skabe og forbrænde brændstofdampe. Problemerne med at fange varmen inde i en motor vil være indlysende for enhver, der nogensinde er løbet tør kølevæske - moderne motorer har en tendens til at holde op med at fungere (dramatisk) over omkring 250 grader Fahrenheit.
Fortalerne for adiabatiske motorer hævder, at termisk effektivitet kan nærme sig 50 %, og brændstofeffektiviteten kan overstige 50 mpg
Opvejer risikoen for eksploderende motorer, er den potentielle gevinst - øget termisk effektivitet, langt bedre miles per gallon og et sundt bump i hestekræfter. Hvis det hele lyder lidt som en mirakelpille, kommer vi til det. Uanset hvad hævder tilhængerne af adiabatiske motorer, at termisk effektivitet kan nærme sig 50% eller mere, brændstofeffektiviteten kan overstige 50 mpg, og en lille 1980'er 4-cylindret kan producere 250 hk - alt på samme tid tid.
Ideen om en adiabatisk bilmotor har eksisteret siden mindst 1950'erne og er højst blevet presset frem af et par hot-rodders ved navn Henry "Smokey" Yunick og Ralph Johnson. Fordi teknologien hævder at både øge brændstofeffektiviteten OG øge hestekræfterne, alt imens den gør det modsatte af hvilken motor designere har brugt årtier på at gøre (fjerne varme), adiabatiske motorer har altid virket lidt utrolige og for godt til at være sandt.
Bil og chauffør kaldet BS på gamle Smokey og Ralph, da de tog ned til Florida for at se det selv, mens Hot Rodder bakkede op om de to baggårdsmekanikere. Og sådan gik det i årtier, hvor nogle mente, at denne teknologi kunne revolutionere bilindustrien, mens andre kaldte det slangeolie. Det så ud til, at ingen var villige til at give systemet en streng og videnskabelig test. Ingen, det var, før den amerikanske hær blev involveret.
I 1975 designede Tank Automotive Command-divisionen i den amerikanske hær, i samarbejde med Cummins, et testkøretøj til at evaluere adiabatisk teknologi. Mærkeligt nok var den vigtigste drivkraft for at undersøge disse motorer ikke effektivitet eller kraft eller miles per gallon. Tilsyneladende var hele 60 procent af fejlene i hærens køretøjer forårsaget af problemer med kølesystemet. Eliminer kølesystemet og eliminer fejlene, eller så gik tankerne.
For at teste denne teori eftermonterede hærdrengene en 5-tons lastvogn med den specielle motor og smed også 338 pund kølekomponenter væk. Cummins-ingeniørerne lavede motoren af keramisk-metalliske komponenter - inklusive hovedet, stemplerne, ventiler, cylinderforinger og udstødningsporte - der er designet til temperaturer på over 2.000 grader Fahrenheit. Hele enheden var pakket ind i kraftig isolering og rør, der sendte varme til brændstofrøret inde i motorrummet.
Hærens team testede lastbilen i 10.000 miles og registrerede en stigning på 38 procent i brændstoføkonomi i forhold til en traditionel hærlastbil. Når det er sagt, får den traditionelle lastbil cirka 6 MPG, så selv med en stigning på 38 procent taler vi kun om 8,28 MPG. De registrerede også 48% termisk effektivitet og proklamerede, "...den adiabatiske motor er den mest brændstofeffektive motor i verden." Det er stor ros. Hvad skete der?
Ikke noget. Intet skete. Der var ingen storslået sammensværgelse mod denne teknologi. Olieselskaberne sendte ikke hit squads eller oprettede desinformationskampagner. I stedet for fangede teknologien sig ikke af samme grund, at teknologien fejler hele tiden - stiafhængighed. At skifte bilproduktion, service og sekundær industri over til adiabatisk teknologi ville kræve en meget mere omfattende indsats end at forfølge yderligere effektivitet fra traditionelle komponenter. Omlægning af hele industrien til keramiske komponenter blev ikke set som pragmatisk, økonomisk fornuftigt eller kundedrevet og blev derfor skrottet. Hvis industrien var for fastlåst på sin vej i 1980'erne, er det bestemt mere i dag.
Faktisk findes de termiske effektivitetstal, som adiabatisk aktiverede, nu i traditionelle motorer med den seneste udvikling. Tilbage i 2014 proklamerede Toyota højlydt, at de havde konstrueret en testmotor med 38 % effektivitet, og for nylig Society of Automotive Engineers producerede prototypemotorer nærmer sig 50 % termisk effektivitet. Det er nu også almindeligt at se 4-cylindrede motorer med 250 hestekræfter eller mere i familiebiler. Konventionel teknologi har indhentet påstandene fra adiabatiske tilhængere, så det er usandsynligt, at vi snart vil se disse mærkelige og smukke motorer uden for eksperimenter eller museer. Det, der dræbte denne teknologi, før den startede, var simpelthen industriens momentum og prioriteringsbeslutninger truffet af R&D-afdelinger. Det er måske en mindre sexet historie, men det gør den ikke mindre sand.
Redaktørens anbefalinger
- Vi testede den selvkørende Mercedes-teknologi så avanceret, at den ikke er tilladt i USA.
