Jogi nyilatkozat: Ez a cikk mérnöki beszédet tartalmaz
Az autódban lévő motor most szörnyű a munkájában.
Ajánlott videók
A motornak csak egy dolgot kell tennie: elégetve a benzint mechanikai energiává alakítja. Ezt másodpercenként többször is megteszi futás közben – és nagyon rosszul. Az égő gáz hőt termel. Ez a gyors robbanás formájában megjelenő hő az autó kerekeit hajtja (néhány alkatrész és lépés között). Ezért a motornak a lehető legtöbb hőt (robbanást) fel kell vennie. De az autóban lévő motor valószínűleg csak az általa termelt hő 20-30%-át veszi fel. Ezt a számot „hőhatékonyságnak” nevezik, ha sokáig járt iskolába, és 1975-ben a amerikai hadsereg tesztelt egy teherautót, amely akár 48%-os hőhatékonyságot ért el „adiabatikus motorral”. Ez az őrült hangú motor több lóerőt is ígért, miközben a hatékonyságot is növelte. Tehát honnan származik ez a motor, és miért nem használjuk ma?
Az adiabatika fogalma egyidős az autógyártással (a BTW úgy ejtik, hogy „aid-ee-a-bad-ik”), és egyszerűen egy olyan rendszert jelent, amelybe a hő nem tud bejutni vagy távozni. Ha a hő bent van, az adiabatikus. Tehát miért próbálná meg a hőt egy motor belsejében felfogni, amikor a tipikus motortér körülbelül egyharmada a hő eltávolítására szolgál a radiátorokon és a hűtőfolyadék áramlásán keresztül? Elméletileg azt szeretné, hogy a hő elpárologtassa a benzint. Amint azt bizonyára tudja, a folyékony benzin valójában nem elég jól – valójában a gáztó tetején lévő gőz ég.
Ezért amit te igazán akar a benzingőz. Megesik, hogy a cseppfolyós gázt könnyebben szállítjuk, tároljuk, szivattyúzzuk, autókban használjuk. Jelenleg mi, befecskendezők, hogy folyékony gázt lőjünk rendkívül finom permetekben az égéstérbe – az elmélet szerint minél finomabb a permet, annál gyorsabb a párolgás. A folyadékok párologtatásának másik nagyszerű módja a hőmérséklet növelése. Így egy hőcsapdás rendszer sokkal jobb lenne az üzemanyaggőz létrehozásában és elégetésében. A motoron belüli hő bezárásával kapcsolatos problémák nyilvánvalóak lesznek mindenki számára, aki valaha is kifogyott hűtőfolyadék – a modern motorok hajlamosak (drámai módon) leállni körülbelül 250 fok felett Fahrenheit.
Az adiabatikus motorok támogatói azt állítják, hogy a hőhatékonyság megközelítheti az 50%-ot, az üzemanyag-hatékonyság pedig meghaladhatja az 50 mpg-t
A felrobbanó motorok kockázatát felülmúlja a lehetséges megtérülés – megnövekedett hőhatékonyság, sokkal jobb mérföld/gallon és egészséges lóerő. Ha ez az egész egy kicsit csodatablettának tűnik, akkor ráérünk. Ettől függetlenül az adiabatikus motorok támogatói azt állítják, hogy a termikus hatásfok megközelítheti az 50%-ot vagy még többet is, az üzemanyag-hatékonyság meghaladhatja az 50 mpg-t, és egy apró, 1980-as évekbeli négyhengeres 250 LE-t képes teljesíteni – mindezt ugyanakkor idő.
Az adiabatikus autómotor ötlete legalább az 1950-es évek óta létezik, és a leghangosabban néhány, Henry „Smokey” Yunick és Ralph Johnson nevű hot-rodder szorgalmazta. Mivel a technológia azt állítja, hogy egyszerre növeli az üzemanyag-hatékonyságot, ÉS növeli a lóerőt, miközben az ellenkezőjét teszi a motornak a tervezők évtizedeket töltöttek ezzel (a hő eltávolításával), az adiabatikus motorok mindig is kicsit hihetetlennek tűntek és túl szép, hogy igaz legyen.
BS-nek hívott autó és sofőr az ol’ Smokey-n és Ralphon, amikor lementek Floridába, hogy saját szemükkel megnézzék, miközben Hot Rodder alátámasztotta a két háztáji szerelőt. Így ment ez évtizedeken át, egyesek úgy vélték, hogy ez a technológia forradalmasíthatja az autóipart, míg mások kígyóolajnak nevezték. Úgy tűnt, senki sem hajlandó szigorú és tudományos próbát adni a rendszernek. Senki, egészen addig, amíg az Egyesült Államok hadserege nem keveredett bele.
1975-ben az amerikai hadsereg Tank Automotive Command részlege a Cummins-szel együttműködve tesztjárművet tervezett az adiabatikus technológia értékelésére. Furcsa módon ezeknek a motoroknak a vizsgálatának fő ösztönzője nem a hatékonyság, a teljesítmény vagy a gallononkénti mérföld volt. Úgy tűnik, a hadsereg járműveinek meghibásodásának teljes 60 százalékát a hűtőrendszer problémái okozták. Szüntesse meg a hűtőrendszert és szüntesse meg a hibákat, legalábbis így ment a gondolkodás.
Ennek az elméletnek a tesztelésére a katonafiúk egy 5 tonnás teherszállítót utólag szereltek fel a speciális motorral, és 338 font hűtőalkatrészt is kidobtak. A Cummins mérnökei kerámia-fém alkatrészekből alkották meg a motort – beleértve a fejet, a dugattyúkat, szelepek, hengerbetétek és kipufogónyílások – amelyeket 2000 fokot meghaladó hőmérsékletre terveztek Fahrenheit. Az egész egységet erős szigetelésbe és csővezetékbe burkolták, amely hőt juttatott el a motortéren belüli üzemanyag-elvezetéshez.
A hadsereg csapata 10 000 mérföldön keresztül tesztelte a teherautót, és 38 százalékkal jobb üzemanyag-fogyasztást regisztrált, mint egy hagyományos hadsereg teherautóé. Ennek ellenére a hagyományos teherautó körülbelül 6 MPG-t kap, tehát még 38 százalékos növekedés mellett is csak 8,28 MPG-ről beszélünk. 48%-os hőhatékonyságot is regisztráltak, és kijelentették: „…az adiabatikus motor a világ legüzemanyag-hatékonyabb motorja.” Ez nagy dicséret. Szóval mi történt?
Semmi. Nem történt semmi. Nem volt nagy összeesküvés e technológia ellen. Az olajtársaságok nem küldtek ütőcsapatokat, és nem indítottak félretájékoztatási kampányokat. Ehelyett a technológia ugyanazon ok miatt nem jött be, amiért a technológia mindig kudarcot vall – az útvonal-függőség miatt. Az autógyártás, a szerviz és a másodlagos ipar átállítása adiabatikus technológiára sokkal nagyobb erőfeszítést igényel, mint a hagyományos alkatrészekkel való további hatékonyság elérése. Az egész iparág kerámia alkatrészekre való átszerszámozását nem tekintették pragmatikusnak, pénzügyileg ésszerűnek vagy ügyfélközpontúnak, ezért elvetették. Ha az ipar az 1980-as években túlságosan megrekedt az útjában, akkor ma minden bizonnyal még inkább az.
Valójában az adiabatikus hőhatékonysági számokat ma már a legújabb fejlesztésű hagyományos motorokban találják meg. Még 2014-ben a Toyota hangosan hirdette, hogy 38%-os hatásfokú tesztmotort terveztek, és a közelmúltban a Society of Automotive Engineers prototípus motorokat gyártott megközelíti az 50%-os hőhatékonyságot. Ma már a családi autókban is gyakori a 250 lóerős vagy nagyobb teljesítményű 4 hengeres motor. A hagyományos technológia felzárkózott az adiabatikus szurkolók állításaihoz, így nem valószínű, hogy a kísérleteken vagy a múzeumokon kívül hamarosan láthatjuk ezeket a furcsa és gyönyörű motorokat. Ami megölte ezt a technológiát, mielőtt elindult volna, az egyszerűen az iparág lendülete és a K+F részlegek által hozott prioritási döntések voltak. Lehet, hogy kevésbé szexi történet, de ettől még nem lesz kevésbé igaz.
Szerkesztői ajánlások
- Teszteltük az önvezető Mercedes technológiát, olyan fejlett, hogy az Egyesült Államokban nem engedélyezett.
