Vastuuvapauslauseke: Tämä artikkeli sisältää teknisen puheen
Autosi moottori on tällä hetkellä kauhea.
Suositellut videot
Moottorisi täytyy tehdä vain yksi asia: muuntaa bensiini mekaaniseksi energiaksi polttamalla se. Se tekee tämän useita kertoja sekunnissa ollessaan käynnissä - ja se tekee sen erittäin huonosti. Polttava kaasu tuottaa lämpöä. Tämä nopean räjähdyksen muodossa oleva lämpö saa voiman autosi pyöriin (muutaman osan ja askeleen välissä). Siksi moottorisi tulisi ottaa talteen mahdollisimman paljon lämpöä (räjähdys). Mutta autosi moottori todennäköisesti sieppaa vain 20-30 % tuottamastaan lämmöstä. Tätä lukua kutsutaan termiseksi hyötysuhteeksi, jos kävit koulua pitkään, ja vuonna 1975 Yhdysvaltain armeija testasi kuorma-autoa, jonka lämpöhyötysuhde oli jopa 48 % käyttämällä "adiabaattista moottoria". Tämä hullulta kuulostava moottori lupasi myös lisää hevosvoimia ja lisäsi samalla tehokkuutta. Joten mistä tämä moottori tulee, ja miksi emme käytä sitä tänään?
Adiabaattinen käsite on yhtä vanha kuin autotekniikka (BTW se lausutaan "aid-ee-a-bad-ik") ja tarkoittaa yksinkertaisesti järjestelmää, johon lämpö ei pääse sisään tai poistumaan. Jos lämpö jää sisälle, se on adiabaattista. Joten miksi yrittäisit vangita lämpöä moottorin sisään, kun noin kolmannes tyypillisestä moottoritilasta on omistettu lämmön poistamiseen jäähdyttimien ja jäähdytysnestevirtojen kautta? Haluat teoriassa lämmön höyrystävän bensiinisi. Kuten ehkä tiedät, nestemäinen bensiini ei itse asiassa pala niin hyvin – se on kaasualtaan päällä oleva höyry, joka todella palaa.
Siksi mitä sinä Todella kaipaa bensiinihöyryä. Nestekaasua vain sattuu olemaan helpompi kuljettaa, varastoida, pumpata ja käyttää autoissa. Tällä hetkellä me ruiskuttimet ampuvat nestemäistä kaasua erittäin hienoina suihkeina polttokammioon – teorian mukaan mitä hienompi suihke, sitä nopeampi haihtuminen. Toinen loistava tapa saada nesteitä haihtumaan on nostaa niiden lämpötilaa. Siten lämpöloukkujärjestelmä olisi paljon parempi polttoainehöyryn luomisessa ja polttamisessa. Ongelmat lämmön vangitsemisessa moottorin sisällä ovat ilmeisiä kaikille, jotka ovat koskaan loppuneet jäähdytysnestettä – nykyaikaiset moottorit lakkaavat toimimasta (dramaattisesti) noin 250 asteen yläpuolella Fahrenheit.
Adiabaattisten moottoreiden kannattajat väittävät, että lämpöhyötysuhde voi lähestyä 50 % ja polttoainetehokkuus voi ylittää 50 mpg
Moottoreiden räjähtämisen riski on suurempi kuin mahdollinen hyöty – lisääntynyt lämpötehokkuus, huomattavasti paremmat kilometrit gallonaa kohden ja terve hevosvoiman nousu. Jos tämä kaikki kuulostaa vähän ihmepilleriltä, pääsemme siihen. Siitä huolimatta adiabaattisten moottoreiden kannattajat väittävät, että lämpöhyötysuhde voi lähestyä 50 % tai enemmän, polttoainetehokkuus voi ylittää 50 mpg, ja pieni 1980-luvun 4-sylinterinen voi tuottaa 250 hv – kaikki samalla aika.
Adiabaattisen auton moottorin idea on ollut olemassa ainakin 1950-luvulta lähtien, ja sitä äänekkäimmin ovat ajaneet pari hot-rodderia nimeltä Henry "Smokey" Yunick ja Ralph Johnson. Koska tekniikka väittää sekä lisäävän polttoainetehokkuutta että lisäävän hevosvoimaa, samalla kun se toimii päinvastoin kuin mitä moottori suunnittelijat ovat käyttäneet vuosikymmeniä tekemässä (lämmönpoistossa), adiabaattiset moottorit ovat aina tuntuneet hieman uskomattomilta ja liian hyvää ollakseen totta.
Auto ja kuljettaja soittivat BS: lle ol' Smokeylla ja Ralphilla, kun he menivät Floridaan katsomaan sitä itse Kuuma Rodder tuki kaksi takapihan mekaniikkaa. Ja niin se meni vuosikymmeniä, ja jotkut uskoivat, että tämä tekniikka voi mullistaa autoteollisuuden, kun taas toiset kutsuivat sitä käärmeöljyksi. Näytti siltä, ettei kukaan ollut halukas testaamaan järjestelmää tarkasti ja tieteellisesti. Ei kukaan, ennen kuin Yhdysvaltain armeija puuttui asiaan.
Vuonna 1975 Yhdysvaltain armeijan Tank Automotive Command -divisioona yhteistyössä Cumminsin kanssa suunnitteli testiajoneuvon adiabaattisen teknologian arvioimiseksi. Kummallista kyllä, tärkein sysäys näiden moottoreiden tutkimiseen ei ollut tehokkuus, teho tai mailia gallonaa kohden. Ilmeisesti täydet 60 prosenttia armeijan ajoneuvojen vioista johtui jäähdytysjärjestelmän ongelmista. Eliminoi jäähdytysjärjestelmä ja eliminoi viat, tai niin ajatus meni.
Tämän teorian testaamiseksi armeijapojat varustivat 5-tonniseen rahtitelineeseen erikoismoottorin ja heittivät pois 338 kiloa jäähdytyskomponentteja. Cumminsin insinöörit valmistivat moottorin keraamis-metallisista komponenteista – mukaan lukien pää, männät, venttiilit, sylinteriputket ja pakoaukot – jotka on suunniteltu yli 2000 asteen lämpötiloille Fahrenheit. Koko yksikkö oli kääritty raskaaseen eristeeseen ja putkistoon, joka lähetti lämpöä moottoritilan sisällä olevaan polttoaineen reitittimeen.
Armeijatiimi testasi kuorma-autoa 10 000 mailia ja kirjasi 38 prosentin lisäyksen polttoainetalouteen verrattuna perinteiseen armeijan kuorma-autoon. Perinteinen kuorma-auto saa kuitenkin noin 6 MPG: tä, joten jopa 38 prosentin kasvulla puhumme vain 8,28 MPG: stä. He kirjasivat myös 48 % lämpöhyötysuhteen ja julistivat: "…adiabaattinen moottori on maailman polttoainetehokkain moottori." Se on suuri kiitos. Mitä tapahtui?
Ei mitään. Mitään ei tapahtunut. Tätä tekniikkaa vastaan ei ollut suurta salaliittoa. Öljy-yhtiöt eivät lähettäneet hyökkäysryhmiä tai luoneet disinformaatiokampanjoita. Sen sijaan tekniikka ei saanut kiinni samasta syystä, joka epäonnistuu koko ajan – polkuriippuvuudesta. Autonvalmistuksen, -huollon ja toissijaisen teollisuuden vaihtaminen adiabaattiseen teknologiaan vaatisi paljon enemmän työtä kuin perinteisten komponenttien tehokkuuden lisääminen. Koko teollisuuden uudelleentyöstämistä keraamisiin komponentteihin ei pidetty pragmaattisena, taloudellisesti järkevänä tai asiakaslähtöisenä, joten se romutettiin. Jos ala oli liian jumissa polullaan 1980-luvulla, se on varmasti enemmän juuttunut tänään.
Itse asiassa adiabaattiset lämpötehokkuusluvut löytyvät nyt perinteisistä moottoreista, joissa on viimeisin kehitys. Vuonna 2014 Toyota julisti äänekkäästi, että he olivat suunnitelleet testimoottorin, jonka hyötysuhde oli 38 %, ja äskettäin Automotive Engineers -yhdistys valmistettu prototyyppimoottoreista Lähes 50 % lämpöhyötysuhdetta. Perheautoissa on nykyään yleistä nähdä myös 4-sylinterisiä moottoreita, joiden teho on 250 hevosvoimaa tai enemmän. Perinteinen tekniikka on saavuttanut adiabaattisten kannattajien väitteet, joten emme todennäköisesti näe näitä outoja ja kauniita moottoreita kokeiden tai museoiden ulkopuolella lähiaikoina. Se, mikä tappoi tämän tekniikan ennen sen alkua, oli yksinkertaisesti teollisuuden vauhti ja T&K-osastojen tekemät priorisointipäätökset. Se voi olla vähemmän seksikäs tarina, mutta se ei tee siitä vähemmän totta.
Toimittajien suositukset
- Testasimme itseajavaa Mercedes-tekniikkaa niin edistyneenä, että se ei ole sallittua Yhdysvalloissa.
