Disclaimer: Acest articol conține vorbire de inginerie
Motorul din mașina dvs. acum este groaznic la treaba lui.
Videoclipuri recomandate
Motorul tău trebuie să facă un singur lucru: să transforme benzina în energie mecanică prin arderea acesteia. Face acest lucru de câteva ori pe secundă când rulează - și o face foarte prost. Arderea gazului generează căldură. Căldura, sub forma unei explozii rapide, este cea care alimentează roțile mașinii tale (cu câteva piese și pași între ele). Prin urmare, motorul dvs. ar trebui să capteze cât mai mult posibil din acea căldură (explozie). Dar motorul mașinii tale captează probabil doar 20-30% din căldura pe care o produce. Acest număr se numește „eficiență termică” dacă ai fost la școală mult timp, iar în 1975 armata americana a testat un camion care a obținut o eficiență termică de până la 48% folosind un „motor adiabatic”. Acest motor cu sunet nebun promitea, de asemenea, mai mulți cai putere, sporind și eficiența. Deci, de unde vine acest motor și de ce nu îl folosim astăzi?
Conceptul de adiabatic este la fel de vechi ca ingineria auto (BTW se pronunță „aid-ee-a-bad-ik”) și înseamnă pur și simplu un sistem în care căldura nu poate intra sau ieși. Dacă căldura este prinsă în interior, este adiabatică. Așadar, de ce ați încerca să prindeți căldura în interiorul unui motor, când aproximativ o treime din compartimentul obișnuit al motorului este dedicată purjării căldurii prin radiatoare și fluxurile de lichid de răcire? Teoretic vrei ca căldura să-ți vaporizeze benzina. După cum probabil știți, benzina lichidă nu arde chiar atât de bine - sunt vaporii de deasupra unui bazin de gaz care arde de fapt.
Prin urmare, ce tu într-adevăr vreau sunt vapori de benzină. Se întâmplă că gazul lichid este mai ușor de transportat, depozitat, pompat și utilizat în mașini. În prezent, noi folosim injectoare pentru a arunca gaz lichid în pulverizări extrem de fine în camera de ardere – teoria fiind că cu cât pulverizarea este mai fină, cu atât evaporarea este mai rapidă. O altă modalitate excelentă de a face lichidele să se evapore este să le creșteți temperatura. Astfel, un sistem prins căldură ar fi mult mai bun la crearea și arderea vaporilor de combustibil. Problemele legate de captarea căldurii în interiorul unui motor vor fi evidente pentru oricine s-a epuizat vreodată de lichid de răcire – motoarele moderne tind să înceteze să funcționeze (dramatic) peste aproximativ 250 de grade Fahrenheit.
Susținătorii motoarelor adiabatice susțin că eficiența termică se poate apropia de 50%, iar eficiența combustibilului poate depăși 50mpg
Depășește riscul de explozie a motoarelor este potențialul beneficiu – eficiență termică crescută, mile mult mai bune pe galon și o creștere sănătoasă a cailor putere. Dacă toate acestea sună un pic ca o pastilă minune, vom ajunge la asta. Oricum, susținătorii motoarelor adiabatice susțin că eficiența termică se poate apropia de 50% sau mai mult, eficiența combustibilului poate depăși 50 mpg, iar un mic cu 4 cilindri din anii 1980 poate produce 250 CP - toate în același timp timp.
Ideea unui motor adiabatic de mașină există cel puțin din anii 1950 și a fost împinsă cel mai tare de câțiva hot-rodders pe nume Henry „Smokey” Yunick și Ralph Johnson. Deoarece tehnologia pretinde atât să mărească eficiența consumului de combustibil, cât și să mărească cai putere, totul în timp ce face opusul motorului. designerii au petrecut decenii făcând (eliminând căldura), motoarele adiabatice au părut întotdeauna puțin incredibile și prea frumos ca sa fie adevarat.
Mașină și șofer numit BS pe bătrânii Smokey și Ralph când s-au dus în Florida să vadă singuri, în timp ce Hot Rodder a susținut cei doi mecanici din curte. Și așa a mers timp de zeci de ani, unii crezând că această tehnologie ar putea revoluționa industria auto, în timp ce alții au numit-o ulei de șarpe. Se părea că nimeni nu era dispus să dea sistemului un test riguros și științific. Nimeni, asta a fost, până când armata americană a fost implicată.
În 1975, divizia Tank Automotive Command a Armatei SUA, în parteneriat cu Cummins, a proiectat un vehicul de testare pentru a evalua tehnologia adiabatică. Destul de ciudat, principalul imbold pentru investigarea acestor motoare nu a fost eficiența, sau puterea, sau mile pe galon. Aparent, 60% dintre defecțiunile vehiculelor armatei au fost cauzate de probleme ale sistemului de răcire. Eliminați sistemul de răcire și eliminați defecțiunile, sau cel puțin așa s-a gândit.
Pentru a testa această teorie, băieții armatei au adaptat un transportor de marfă de 5 tone cu un motor special și au aruncat, de asemenea, 338 de kilograme de componente de răcire. Inginerii Cummins au creat motorul din componente ceramice-metalice – inclusiv cap, pistoane, supape, căptușele cilindrilor și porturile de evacuare - care au fost proiectate pentru temperaturi care depășesc 2.000 de grade Fahrenheit. Întreaga unitate a fost învelită în izolație grea și conducte care trimiteau căldură către rutarea combustibilului în interiorul compartimentului motorului.
Echipa Armatei a testat camionul pe 10.000 de mile și a înregistrat o creștere cu 38% a economiei de combustibil față de un camion tradițional al Armatei. Acestea fiind spuse, camionul tradițional primește aproximativ 6 MPG, așa că, chiar și cu o creștere de 38%, vorbim doar de 8,28 MPG. Ei au înregistrat, de asemenea, o eficiență termică de 48% și au proclamat: „... motorul adiabatic este cel mai eficient motor din lume”. Asta e mare laudă. Deci ce s-a întâmplat?
Nimic. Nu s-a intamplat nimic. Nu a existat o mare conspirație împotriva acestei tehnologii. Companiile petroliere nu au trimis echipe de lovituri și nu au creat campanii de dezinformare. În schimb, tehnologia nu s-a prins din același motiv pentru care tehnologia eșuează tot timpul - dependența de cale. Trecerea producției de automobile, a serviciilor și a industriei secundare la tehnologia adiabatică ar necesita un efort mult mai herculean decât urmărirea eficienței suplimentare din componentele tradiționale. Reelaborarea întregii industrii la componente ceramice nu a fost văzută ca fiind pragmatică, sensibilă din punct de vedere financiar sau condusă de client și, prin urmare, a fost abandonată. Dacă industria a fost prea blocată în calea sa în anii 1980, cu siguranță este mai mult astăzi.
De fapt, cifrele de eficiență termică pe care le-a activat adiabatic sunt acum găsite în motoarele tradiționale cu cea mai recentă dezvoltare. În 2014, Toyota a proclamat cu voce tare că a proiectat un motor de testare cu o eficiență de 38%, iar recent Societatea Inginerilor Auto a produs motoare prototip se apropie de 50% randament termic. Acum este obișnuit să vezi motoare cu 4 cilindri cu 250 de cai putere sau mai mult în mașinile de familie. Tehnologia convențională a ajuns la nivelul pretențiilor susținătorilor adiabatici, așa că este puțin probabil să vedem aceste motoare ciudate și frumoase în afara experimentelor sau muzeelor în curând. Ceea ce a ucis această tehnologie înainte de a începe a fost pur și simplu impulsul industriei și deciziile de prioritizare luate de departamentele de cercetare și dezvoltare. Poate fi o poveste mai puțin sexy, dar asta nu o face mai puțin adevărată.
Recomandările editorilor
- Am testat tehnologia Mercedes cu conducere autonomă atât de avansată, încât nu este permisă în S.U.A.
