Zrieknutie sa zodpovednosti: Tento článok obsahuje inžinierske reči
Motor vo vašom aute momentálne funguje hrozne.
Odporúčané videá
Váš motor musí robiť iba jednu vec: premieňať benzín na mechanickú energiu jeho spaľovaním. Robí to niekoľkokrát za sekundu, keď je spustený - a robí to veľmi zle. Horiaci plyn vytvára teplo. Toto teplo vo forme rýchlej explózie poháňa kolesá vášho auta (s niekoľkými časťami a krokmi medzi nimi). Preto by mal váš motor zachytiť čo najviac tohto tepla (výbuchu). Ale motor vo vašom aute pravdepodobne zachytí iba 20-30% tepla, ktoré produkuje. Toto číslo sa nazýva „tepelná účinnosť“, ak ste chodili do školy dlho, a v roku 1975 Americká armáda testovali nákladné auto, ktoré dosahovalo až 48 % tepelnú účinnosť pomocou „adiabatického motora“. Tento šialene znejúci motor tiež sľuboval viac konských síl a zároveň vyššiu efektivitu. Odkiaľ teda tento motor pochádza a prečo ho dnes nepoužívame?
Koncept adiabatického je taký starý ako automobilové inžinierstvo (BTW sa vyslovuje „aid-ee-a-bad-ik“) a jednoducho znamená systém, do ktorého teplo nemôže vstúpiť ani odísť. Ak je teplo zachytené vo vnútri, je to adiabatické. Prečo by ste sa teda pokúšali zachytávať teplo vo vnútri motora, keď asi tretina typického motorového priestoru je určená na odvádzanie tepla cez chladiče a chladiace kvapaliny? Teoreticky chcete, aby teplo odparovalo váš benzín. Ako možno viete, kvapalný benzín v skutočnosti nehorí až tak dobre – je to para na vrchu nádrže plynu, ktorá skutočne horí.
Preto, čo vy naozaj chcem benzínové výpary. Stáva sa, že skvapalnený plyn sa nám ľahšie prepravuje, skladuje, pumpuje a používa v autách. V súčasnosti používame vstrekovače na vystreľovanie tekutého plynu v extrémne jemných sprejoch do spaľovacej komory – teória hovorí, že čím jemnejší sprej, tým rýchlejšie je odparovanie. Ďalším skvelým spôsobom, ako prinútiť kvapaliny k odparovaniu, je zvýšiť ich teplotu. Systém zachytený teplom by teda bol oveľa lepší pri vytváraní a spaľovaní palivových pár. Problémy so zachytávaním tepla vo vnútri motora budú zrejmé každému, kto sa niekedy minul chladiacej kvapaliny – moderné motory majú tendenciu prestať fungovať (dramaticky) pri teplote asi 250 stupňov Fahrenheita.
Zástancovia adiabatických motorov tvrdia, že tepelná účinnosť môže dosiahnuť 50% a palivová účinnosť môže presiahnuť 50 mpg
Potenciálna odmena prevažuje nad rizikom výbuchu motorov – zvýšená tepelná účinnosť, oveľa lepšie míle na galón a zdravý nárast konských síl. Ak to všetko znie trochu ako zázračná pilulka, dostaneme sa k tomu. Bez ohľadu na to, zástancovia adiabatických motorov tvrdia, že tepelná účinnosť môže dosiahnuť 50% alebo viac, spotreba paliva môže presiahnuť 50 mpg a malý 4-valec z 80. rokov dokáže produkovať 250 koní – všetko súčasne čas.
Myšlienka adiabatického automobilového motora je tu prinajmenšom od 50-tych rokov minulého storočia a najhlasnejšie ju presadzovalo niekoľko hot-rodderov menom Henry „Smokey“ Yunick a Ralph Johnson. Pretože táto technológia tvrdí, že zvyšuje spotrebu paliva a zvyšuje výkon, a to všetko pri súčasnom robení opaku toho, aký motor konštruktéri strávili desaťročia prácou (odstraňovaním tepla), adiabatické motory sa vždy zdali trochu neuveriteľné a príliš dobré, aby to bola pravda.
Auto a vodič volali BS na ol’ Smokey a Ralph, keď išli dole na Floridu, aby to videli na vlastné oči Hot Rodder zálohovali dvoch dvorných mechanikov. A tak to šlo celé desaťročia, pričom niektorí verili, že táto technológia môže spôsobiť revolúciu v automobilovom priemysle, zatiaľ čo iní ju nazývali hadí olej. Zdalo sa, že nikto nebol ochotný dať systém prísnemu a vedeckému testu. Nikto, až kým sa nezapojila americká armáda.
V roku 1975 divízia Tank Automotive Command americkej armády v spolupráci so spoločnosťou Cummins navrhla testovacie vozidlo na vyhodnotenie adiabatickej technológie. Napodiv, hlavným impulzom na skúmanie týchto motorov nebola účinnosť, výkon alebo míle na galón. Zdá sa, že celých 60 percent porúch armádnych vozidiel bolo spôsobených problémami s chladiacim systémom. Odstráňte chladiaci systém a eliminujte poruchy, alebo tak sa uvažovalo.
Aby otestovali túto teóriu, armádni chlapci dodatočne vybavili 5-tonový nákladný nosič špeciálnym motorom a tiež vyhodili 338 libier chladiacich komponentov. Inžinieri Cummins vytvorili motor z keramicko-kovových komponentov – vrátane hlavy, piestov, ventily, vložky valcov a výfukové otvory – ktoré boli navrhnuté pre teploty vyššie ako 2 000 stupňov Fahrenheita. Celá jednotka bola obalená ťažkou izoláciou a potrubím, ktoré posielalo teplo do palivového vedenia v motorovom priestore.
Armádny tím testoval nákladné vozidlo na 10 000 míľ a zaznamenal 38-percentné zvýšenie spotreby paliva v porovnaní s tradičným armádnym nákladným vozidlom. To znamená, že tradičné nákladné vozidlo dostane približne 6 MPG, takže aj pri 38-percentnom zvýšení hovoríme len o 8,28 MPG. Zaznamenali tiež 48% tepelnú účinnosť a vyhlásili: „...adiabatický motor je motor s najefektívnejšou spotrebou paliva na svete.“ To je veľká pochvala. Takže, čo sa stalo?
Nič. Nič sa nestalo. Proti tejto technológii nebolo žiadne veľké sprisahanie. Ropné spoločnosti neposlali zásahové jednotky ani nevytvorili dezinformačné kampane. Namiesto toho sa technológia nezachytila z rovnakého dôvodu, že technológia neustále zlyháva – závislosť od cesty. Prechod na automobilovú výrobu, služby a sekundárny priemysel na adiabatickú technológiu by si vyžadoval oveľa herkulovskejšie úsilie ako snaha o ďalšiu efektivitu tradičných komponentov. Prestavba celého odvetvia na keramické komponenty sa nepovažovala za pragmatickú, finančne zmysluplnú alebo orientovanú na zákazníka, a preto bola zrušená. Ak bol priemysel príliš uviaznutý na svojej ceste v osemdesiatych rokoch, je to určite ešte viac dnes.
V skutočnosti čísla tepelnej účinnosti, ktoré umožnila adiabatická technológia, sa teraz nachádzajú v tradičných motoroch s najnovším vývojom. V roku 2014 Toyota nahlas vyhlásila, že skonštruovala testovací motor s účinnosťou 38 % a nedávno Spoločnosť automobilových inžinierov vyrábali prototypy motorov tepelná účinnosť sa blíži k 50 %. V rodinných autách je teraz bežné vidieť aj 4-valcové motory s výkonom 250 koní a viac. Konvenčná technológia dohnala tvrdenia adiabatických priaznivcov, takže je nepravdepodobné, že by sme tieto zvláštne a krásne motory v dohľadnej dobe videli mimo experimentov alebo múzeí. To, čo zabilo túto technológiu pred jej spustením, bola jednoducho dynamika odvetvia a rozhodnutia o prioritách oddelení výskumu a vývoja. Môže to byť menej sexy príbeh, ale to ho nerobí menej pravdivým.
Odporúčania redaktorov
- Testovali sme samoriadiacu technológiu Mercedesu tak pokročilú, že nie je povolená v USA.
