Αποποίηση ευθύνης: Αυτό το άρθρο περιέχει ομιλία μηχανικής
Ο κινητήρας στο αυτοκίνητό σας αυτή τη στιγμή είναι τρομερός στη δουλειά του.
Προτεινόμενα βίντεο
Ο κινητήρας σας πρέπει να κάνει μόνο ένα πράγμα: να μετατρέψει τη βενζίνη σε μηχανική ενέργεια καίγοντάς την. Το κάνει πολλές φορές το δευτερόλεπτο όταν εκτελείται — και το κάνει πολύ άσχημα. Η καύση αερίου δημιουργεί θερμότητα. Αυτή η θερμότητα, με τη μορφή μιας ταχείας έκρηξης, είναι αυτή που τροφοδοτεί τους τροχούς του αυτοκινήτου σας (με μερικά μέρη και βήματα ενδιάμεσα). Επομένως, ο κινητήρας σας θα πρέπει να συλλαμβάνει όσο το δυνατόν περισσότερη από αυτή τη θερμότητα (έκρηξη). Αλλά ο κινητήρας του αυτοκινήτου σας πιθανότατα συλλαμβάνει μόνο το 20-30% της θερμότητας που παράγει. Αυτός ο αριθμός ονομάζεται «θερμική απόδοση» εάν πηγαίνατε στο σχολείο για μεγάλο χρονικό διάστημα και το 1975 στρατός των ΗΠΑ δοκίμασε ένα φορτηγό που είχε έως και 48% θερμική απόδοση χρησιμοποιώντας έναν «αδιαβατικό κινητήρα». Αυτός ο τρελός ήχος κινητήρας υποσχέθηκε επίσης περισσότερη ιπποδύναμη ενώ παράλληλα αύξανε την απόδοση. Από πού λοιπόν προέρχεται αυτός ο κινητήρας και γιατί δεν τον χρησιμοποιούμε σήμερα;
Η έννοια του αδιαβατικού είναι τόσο παλιά όσο η μηχανική αυτοκινήτων (BTW προφέρεται "aid-ee-a-bad-ik") και σημαίνει απλώς ένα σύστημα όπου η θερμότητα δεν μπορεί να εισέλθει ή να φύγει. Εάν η θερμότητα είναι παγιδευμένη μέσα, είναι αδιαβατική. Γιατί λοιπόν να προσπαθήσετε να παγιδεύσετε τη θερμότητα μέσα σε έναν κινητήρα, όταν περίπου το ένα τρίτο του τυπικού χώρου του κινητήρα είναι αφιερωμένο στον καθαρισμό της θερμότητας μέσω των ροών του ψυγείου και του ψυκτικού; Θεωρητικά θέλεις θερμότητα για να ατμίσει τη βενζίνη σου. Όπως ίσως γνωρίζετε, η υγρή βενζίνη στην πραγματικότητα δεν καίει τόσο καλά – είναι ο ατμός πάνω από μια δεξαμενή αερίου που στην πραγματικότητα καίγεται.
Επομένως, αυτό που εσείς Πραγματικά θέλω είναι ατμοί βενζίνης. Απλώς συμβαίνει ότι το υγρό αέριο είναι ευκολότερο για εμάς να μεταφέρουμε, να αποθηκεύσουμε, να αντλήσουμε και να χρησιμοποιήσουμε σε αυτοκίνητα. Προς το παρόν, εμείς οι μπεκ ψεκάζουμε υγρό αέριο με εξαιρετικά λεπτούς ψεκασμούς στον θάλαμο καύσης – η θεωρία είναι ότι όσο πιο λεπτός είναι ο ψεκασμός τόσο πιο γρήγορη είναι η εξάτμιση. Ένας άλλος πολύ καλός τρόπος για να εξατμιστούν τα υγρά είναι να αυξήσετε τη θερμοκρασία τους. Έτσι, ένα σύστημα παγιδευμένο με θερμότητα θα ήταν πολύ καλύτερο στη δημιουργία και την καύση ατμών καυσίμου. Τα προβλήματα με την παγίδευση της θερμότητας μέσα σε έναν κινητήρα θα είναι προφανή σε όποιον έχει ξεμείνει ποτέ ψυκτικού υγρού – οι σύγχρονοι κινητήρες τείνουν να παύουν να λειτουργούν (δραματικά) πάνω από περίπου 250 μοίρες Θερμόμετρο Φαρενάιτ.
Οι υποστηρικτές των αδιαβατικών κινητήρων ισχυρίζονται ότι η θερμική απόδοση μπορεί να πλησιάσει το 50%, και η απόδοση καυσίμου μπορεί να ξεπεράσει τα 50 mpg
Ο κίνδυνος έκρηξης των κινητήρων υπερτερεί της πιθανής απόδοσης - αυξημένη θερμική απόδοση, πολύ καλύτερα μίλια ανά γαλόνι και υγιής αύξηση στην ιπποδύναμη. Αν όλο αυτό ακούγεται κάπως σαν θαυματουργό χάπι, θα φτάσουμε σε αυτό. Ανεξάρτητα από αυτό, οι υποστηρικτές των αδιαβατικών κινητήρων ισχυρίζονται ότι η θερμική απόδοση μπορεί να προσεγγίσει το 50% ή περισσότερο, Η απόδοση καυσίμου μπορεί να ξεπεράσει τα 50 mpg και ένας μικροσκοπικός 4κύλινδρος του 1980 μπορεί να παράγει 250 ίππους – όλα ταυτόχρονα χρόνος.
Η ιδέα ενός αδιαβατικού κινητήρα αυτοκινήτου κυκλοφορεί τουλάχιστον από τη δεκαετία του 1950 και έχει ωθηθεί πιο δυνατά από ένα ζευγάρι καυτών που ονομάζονται Henry "Smokey" Yunick και Ralph Johnson. Επειδή η τεχνολογία ισχυρίζεται ότι τόσο αυξάνει την απόδοση καυσίμου ΚΑΙ ενισχύει την ιπποδύναμη, ενώ κάνει το αντίθετο από αυτό του κινητήρα οι σχεδιαστές έχουν περάσει δεκαετίες κάνοντας (αφαίρεση θερμότητας), οι αδιαβατικοί κινητήρες πάντα φαινόταν λίγο απίστευτοι και πάρα πολύ καλό για να είναι αληθινό.
Αυτοκίνητο και οδηγός που ονομάζεται BS στο ol’ Smokey και στον Ralph όταν κατέβηκαν στη Φλόριντα για να το δουν μόνοι τους, ενώ Hot Rodder υποστήριξε τους δύο μηχανικούς της πίσω αυλής. Και έτσι συνέβη για δεκαετίες, με κάποιους να πιστεύουν ότι αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στην αυτοκινητοβιομηχανία, ενώ άλλοι την ονόμασαν λάδι φιδιού. Φαινόταν ότι κανείς δεν ήταν διατεθειμένος να δώσει στο σύστημα μια αυστηρή και επιστημονική δοκιμή. Κανείς, αυτό ήταν, έως ότου ενεπλάκη ο στρατός των ΗΠΑ.
Το 1975, το τμήμα Tank Automotive Command του Στρατού των ΗΠΑ, σε συνεργασία με την Cummins, σχεδίασε ένα δοκιμαστικό όχημα για την αξιολόγηση της αδιαβατικής τεχνολογίας. Παραδόξως, η κύρια ώθηση για τη διερεύνηση αυτών των κινητήρων δεν ήταν η απόδοση ή η ισχύς ή τα μίλια ανά γαλόνι. Προφανώς, ένα πλήρες 60 τοις εκατό των αστοχιών σε οχήματα του Στρατού προκλήθηκαν από προβλήματα στο σύστημα ψύξης. Καταργήστε το σύστημα ψύξης και εξαλείψτε τις αστοχίες, ή έτσι πήγε η σκέψη.
Για να δοκιμάσουν αυτή τη θεωρία, τα αγόρια του Στρατού εξόπλισαν εκ των υστέρων ένα μεταφορέα φορτίου 5 τόνων με τον ειδικό κινητήρα και πέταξαν επίσης 338 κιλά ψυκτικών εξαρτημάτων. Οι μηχανικοί της Cummins κατασκεύασαν τον κινητήρα από κεραμικά-μεταλλικά εξαρτήματα - συμπεριλαμβανομένης της κεφαλής, των εμβόλων, βαλβίδες, χιτώνια κυλίνδρων και θυρίδες εξαγωγής — που έχουν σχεδιαστεί για θερμοκρασίες άνω των 2.000 βαθμών Θερμόμετρο Φαρενάιτ. Ολόκληρη η μονάδα ήταν τυλιγμένη σε βαριά μόνωση και σωληνώσεις που έστελναν θερμότητα στο καύσιμο που διοχετεύεται μέσα στο χώρο του κινητήρα.
Η ομάδα του Στρατού δοκίμασε το φορτηγό για 10.000 μίλια και κατέγραψε 38 τοις εκατό αύξηση στην οικονομία καυσίμου σε σχέση με ένα παραδοσιακό φορτηγό του Στρατού. Τούτου λεχθέντος, το παραδοσιακό φορτηγό παίρνει περίπου 6 MPG, επομένως ακόμη και με αύξηση 38 τοις εκατό μιλάμε μόνο για 8,28 MPG. Κατέγραψαν επίσης 48% θερμική απόδοση και ανακήρυξαν, «…ο αδιαβατικός κινητήρας είναι ο πιο αποδοτικός κινητήρας στον κόσμο». Αυτό είναι μεγάλος έπαινος. Λοιπόν τι έγινε?
Τίποτα. Δεν έγινε τίποτα. Δεν υπήρχε μεγάλη συνωμοσία εναντίον αυτής της τεχνολογίας. Οι πετρελαϊκές εταιρείες δεν έστειλαν ομάδες χτυπημάτων ούτε δημιούργησαν εκστρατείες παραπληροφόρησης. Αντίθετα, η τεχνολογία δεν έπιασε για τον ίδιο λόγο που η τεχνολογία αποτυγχάνει συνεχώς - εξάρτηση από τη διαδρομή. Η μετάβαση της αυτοκινητοβιομηχανίας, των σέρβις και της δευτερογενούς βιομηχανίας σε αδιαβατική τεχνολογία θα απαιτούσε πολύ πιο δυναμική προσπάθεια από την επιδίωξη περαιτέρω αποτελεσματικότητας από τα παραδοσιακά εξαρτήματα. Η επαναπροσαρμογή ολόκληρης της βιομηχανίας στα κεραμικά εξαρτήματα δεν θεωρήθηκε ρεαλιστική, οικονομικά λογική ή με γνώμονα τον πελάτη και έτσι καταργήθηκε. Αν η βιομηχανία ήταν πολύ κολλημένη στην πορεία της τη δεκαετία του 1980, είναι σίγουρα περισσότερο σήμερα.
Στην πραγματικότητα, οι αριθμοί θερμικής απόδοσης που ενεργοποίησαν το αδιαβατικό βρίσκονται τώρα στους παραδοσιακούς κινητήρες με την τελευταία εξέλιξη. Πίσω το 2014, η Toyota διακήρυξε δυνατά ότι είχε κατασκευάσει έναν δοκιμαστικό κινητήρα με 38% απόδοση και πρόσφατα η Εταιρεία Μηχανικών Αυτοκινήτου παρήγαγε πρωτότυπους κινητήρες πλησιάζει το 50% θερμική απόδοση. Είναι επίσης συνηθισμένο πλέον να βλέπουμε 4κύλινδρους κινητήρες με 250 ίππους ή περισσότερους σε οικογενειακά αυτοκίνητα. Η συμβατική τεχνολογία έχει ικανοποιήσει τους ισχυρισμούς των αδιαβατικών υποστηρικτών, επομένως είναι απίθανο να δούμε αυτούς τους παράξενους και όμορφους κινητήρες εκτός πειραμάτων ή μουσείων σύντομα. Αυτό που σκότωσε αυτήν την τεχνολογία πριν ξεκινήσει ήταν απλώς η δυναμική του κλάδου και οι αποφάσεις ιεράρχησης προτεραιοτήτων που ελήφθησαν από τα τμήματα Ε&Α. Μπορεί να είναι μια λιγότερο σέξι ιστορία, αλλά αυτό δεν την κάνει λιγότερο αληθινή.
Συστάσεις των συντακτών
- Δοκιμάσαμε την αυτό-οδηγούμενη τεχνολογία της Mercedes τόσο προηγμένη, που δεν επιτρέπεται στις Η.Π.Α.
