Odricanje od odgovornosti: ovaj članak sadrži inženjerski govor
Motor u vašem automobilu trenutno užasno radi svoj posao.
Preporučeni videozapisi
Vaš motor mora učiniti samo jednu stvar: pretvoriti benzin u mehaničku energiju izgaranjem. Čini to nekoliko puta u sekundi dok radi — i to vrlo loše. Izgaranje plina stvara toplinu. Ta toplina, u obliku brze eksplozije, pokreće kotače vašeg automobila (s nekoliko dijelova i koraka između). Stoga bi vaš motor trebao uhvatiti što više te topline (eksplozije). Ali motor u vašem automobilu vjerojatno hvata samo 20-30% topline koju proizvodi. Taj se broj naziva “toplinska učinkovitost” ako ste dugo išli u školu, a 1975 Vojska SAD-a testirao je kamion koji je postigao do 48% toplinske učinkovitosti koristeći "adijabatski motor". Ovaj motor koji zvuči ludo također je obećavao više konjskih snaga, a istovremeno povećavao učinkovitost. Odakle dolazi ovaj motor i zašto ga danas ne koristimo?
Koncept adijabatike star je koliko i automobilski inženjering (BTW, izgovara se "aid-ee-a-bad-ik") i jednostavno označava sustav u koji toplina ne može ući niti izaći. Ako je toplina zarobljena unutra, to je adijabat. Pa zašto biste pokušavali uhvatiti toplinu unutar motora, kada je oko trećina tipičnog prostora motora posvećena pročišćavanju topline kroz hladnjake i protok rashladne tekućine? Teoretski želite da toplina ispari vaš benzin. Kao što možda znate, tekući benzin zapravo ne gori baš dobro - zapravo gori para na vrhu bazena plina.
Stoga, što ti stvarno potrebno je benzinska para. Jednostavno nam je tekući plin lakši za transport, skladištenje, pumpanje i korištenje u automobilima. Trenutačno koristimo injektore za izbacivanje tekućeg plina u iznimno finim raspršivačima u komoru za izgaranje – teorija kaže da što je finiji raspršivač brže isparavanje. Još jedan odličan način da tekućine ispare jest povećanje njihove temperature. Dakle, toplinski zarobljeni sustav bio bi mnogo bolji u stvaranju i sagorijevanju pare goriva. Problemi sa zadržavanjem topline unutar motora bit će očiti svakome tko je ikada ostao bez motora rashladnog sredstva – moderni motori imaju tendenciju prestati raditi (dramatično) iznad oko 250 stupnjeva Fahrenheit.
Zagovornici adijabatskih motora tvrde da se toplinska učinkovitost može približiti 50%, a potrošnja goriva može premašiti 50 mpg
Potencijalna dobit nadmašuje rizik od eksplozivnih motora – povećana toplinska učinkovitost, znatno bolji broj milja po galonu i zdravo povećanje konjskih snaga. Ako sve ovo pomalo zvuči kao čudotvorna pilula, doći ćemo i do toga. Bez obzira na to, zagovornici adijabatskih motora tvrde da se toplinska učinkovitost može približiti 50% ili više, učinkovitost goriva može premašiti 50 mpg, a maleni 4-cilindraš iz 1980-ih može proizvesti 250 KS – sve u isto vrijeme vrijeme.
Ideja o adijabatskom automobilskom motoru postoji barem od 1950-ih, a najglasnije ju je proguralo nekoliko ljubitelja vrućih automobila po imenu Henry "Smokey" Yunick i Ralph Johnson. Budući da tehnologija tvrdi kako povećava učinkovitost goriva I povećava konjske snage, a sve to radi suprotno od motora dizajneri su desetljećima radili (odvodili toplinu), adijabatski motori uvijek su se činili pomalo nevjerojatnim i predobro da bi bilo istinito.
Auto i vozač zvani BS na starog Smokeya i Ralpha kad su otišli na Floridu da to sami vide, dok Hot Rodder podržao je dvojicu mehaničara u dvorištu. I tako je to išlo desetljećima, a neki su vjerovali da bi ova tehnologija mogla napraviti revoluciju u automobilskoj industriji, dok su je drugi nazivali zmijskim uljem. Činilo se da nitko nije bio voljan podvrgnuti rigoroznom i znanstvenom testiranju sustava. Nitko, to je bilo sve dok se nije uključila američka vojska.
Godine 1975., Odjel zapovjedništva tenkovskih automobila američke vojske, u partnerstvu s Cumminsom, dizajnirao je testno vozilo za procjenu adijabatske tehnologije. Začudo, glavni poticaj za istraživanje ovih motora nije bila učinkovitost, ili snaga, ili milja po galonu. Čini se da je punih 60 posto kvarova u vojnim vozilima uzrokovano problemima sa sustavom hlađenja. Uklonite rashladni sustav i otklonite kvarove, ili se barem tako razmišljalo.
Kako bi provjerili ovu teoriju, vojnici su naknadno opremili 5-tonski teretni nosač s posebnim motorom, a također su bacili 338 funti rashladnih komponenti. Inženjeri Cumminsa izradili su motor od keramičko-metalnih komponenti – uključujući glavu, klipove, ventili, košuljice cilindara i ispušni otvori — koji su dizajnirani za temperature veće od 2000 stupnjeva Fahrenheit. Cijela je jedinica bila omotana teškom izolacijom i cjevovodima koji su slali toplinu do goriva unutar odjeljka motora.
Vojni tim testirao je kamion tijekom 10.000 milja i zabilježio povećanje uštede goriva od 38 posto u odnosu na tradicionalni vojni kamion. Ipak, tradicionalni kamion dobiva približno 6 MPG, tako da čak i s povećanjem od 38 posto govorimo samo o 8,28 MPG. Također su zabilježili toplinsku učinkovitost od 48% i proglasili, "...adijabatski motor najučinkovitijim motorom na svijetu." To je velika pohvala. Dakle, što se dogodilo?
Ništa. Ništa se nije dogodilo. Nije postojala nikakva velika zavjera protiv ove tehnologije. Naftne tvrtke nisu poslale hitne odrede niti pokrenule kampanje dezinformiranja. Umjesto toga, tehnologija nije zaživjela iz istog razloga zbog kojeg tehnologija cijelo vrijeme ne uspijeva - ovisnost o putu. Prebacivanje proizvodnje automobila, usluga i sekundarne industrije na adijabatsku tehnologiju iziskivalo bi puno više herkulovskog napora nego traženje veće učinkovitosti tradicionalnih komponenti. Ponovno opremanje cijele industrije na keramičke komponente nije se smatralo pragmatičnim, financijski razumnim ili usmjerenim na kupce i stoga je odbačeno. Ako je industrija previše zapela na svom putu 1980-ih, danas je to sigurno više.
Zapravo, vrijednosti toplinske učinkovitosti koje je omogućio adijabatski sustav sada se nalaze u tradicionalnim motorima s najnovijim razvojem. Toyota je još 2014. glasno objavila da je napravila testni motor s 38% učinkovitosti, a nedavno i Društvo automobilskih inženjera proizveli prototipove motora približava se 50% toplinske učinkovitosti. Sada je također uobičajeno vidjeti 4-cilindrične motore s 250 konjskih snaga ili više u obiteljskim automobilima. Konvencionalna tehnologija sustigla je tvrdnje zagovornika adijabate, tako da je malo vjerojatno da ćemo uskoro vidjeti ove čudne i lijepe motore izvan eksperimenata ili muzeja. Ono što je ubilo ovu tehnologiju prije nego što je započela bio je jednostavno zamah industrije i odluke o prioritetima koje su donijeli odjeli za istraživanje i razvoj. Možda je to manje seksi priča, ali to je ne čini manje istinitom.
Preporuke urednika
- Testirali smo samovozeću Mercedesovu tehnologiju koja je toliko napredna da nije dopuštena u SAD-u.
