Адијабатски мотори из 1950-их могли су спасити планету

Одрицање од одговорности: Овај чланак садржи инжењерски говор

Мотор у вашем аутомобилу тренутно је ужасан у свом послу.

Ваш мотор мора да уради само једну ствар: да претвори бензин у механичку енергију сагоревањем. То ради неколико пута у секунди када ради — и то веома лоше. Сагоревање гаса ствара топлоту. Та топлота, у облику брзе експлозије, покреће точкове вашег аутомобила (са неколико делова и корака између). Стога, ваш мотор треба да ухвати што је могуће више те топлоте (експлозије). Али мотор у вашем аутомобилу вероватно хвата само 20-30% топлоте коју производи. Овај број се назива „термална ефикасност“ ако сте дуго ишли у школу, а 1975. године америчка војска тестирао камион који је постигао до 48% топлотне ефикасности користећи „адијабатски мотор“. Овај мотор лудог звука такође је обећавао више коњских снага док је истовремено повећавао ефикасност. Дакле, одакле долази овај мотор и зашто га не користимо данас?

Концепт адијабатике је стар колико и аутомобилско инжењерство (БТВ се изговара као "аид-ее-а-бад-ик"), и једноставно значи систем у који топлота не може да уђе или изађе. Ако је топлота заробљена унутра, то је адијабатско. Дакле, зашто бисте покушавали да заробите топлоту унутар мотора, када је око трећина типичног одељка мотора посвећена пречишћавању топлоте кроз радијаторе и токове расхладне течности? Теоретски желите да топлота испари ваш бензин. Као што можда знате, течни бензин заправо не гори баш добро - то је пара на врху базена гаса која заправо гори.

Дакле, шта ти заиста желим бензинску пару. Дешава се да нам је течни гас лакше транспортовати, складиштити, пумпати и користити у аутомобилима. Тренутно, ми ми ињектори испуштамо течни гас у изузетно финим распршивачима у комору за сагоревање – теорија је да што је финији спреј то је брже испаравање. Још један одличан начин да се течности испаре је повећање њихове температуре. Дакле, систем заробљени топлотом би био много бољи у стварању и сагоревању испарења горива. Проблеми са задржавањем топлоте унутар мотора биће очигледни свакоме ко је икада остао без ње расхладне течности – савремени мотори имају тенденцију да престану да функционишу (драматично) изнад око 250 степени Фаренхајта.

Потенцијална исплата је већа од ризика од експлозије мотора – повећана термичка ефикасност, знатно боље километраже по галону и здрав раст коњских снага. Ако све ово звучи помало као чудотворна пилула, доћи ћемо до тога. Без обзира на то, заговорници адијабатских мотора тврде да се топлотна ефикасност може приближити 50% или више, ефикасност горива може премашити 50 мпг, а мали 4-цилиндрични мотор из 1980-их може произвести 250 КС - све у исто вријеме време.

Идеја о адијабатском аутомобилском мотору постоји најмање од 1950-их, а најгласније ју је прогурало неколико ентузијазма по имену Хенри "Смокеи" Иуницк и Ралпх Јохнсон. Зато што технологија тврди да и повећава ефикасност горива И повећава коњске снаге, а све то ради супротно од мотора дизајнери су провели деценије радећи (уклањајући топлоту), адијабатски мотори су увек изгледали помало невероватно и сувише добро да би било истинито.

Ауто и возач звани БС на старог Смокија и Ралфа када су отишли ​​на Флориду да се увере у то, док Хот Роддер подржао два механичара у дворишту. И тако је то трајало деценијама, док су неки веровали да ова технологија може да револуционише аутомобилску индустрију, док су је други називали змијским уљем. Чинило се да нико није вољан да подвргне систему ригорозан и научни тест. Нико, дакле, све док се америчка војска није умешала.

1975. године, одељење тенковске аутомобилске команде америчке војске, у партнерству са Цумминсом, дизајнирало је тестно возило за процену адијабатске технологије. Чудно је да главни подстицај за истраживање ових мотора није била ефикасност, снага или миља по галону. Очигледно, пуних 60 одсто кварова на војним возилима било је узроковано проблемима система хлађења. Уклоните систем хлађења и отклоните кварове, или се тако размишљало.

Да би тестирали ову теорију, војни момци су накнадно опремили 5-тонски теретни носач са посебним мотором, а такође су бацили 338 фунти расхладних компоненти. Цумминсови инжењери су направили мотор од керамичко-металних компоненти – укључујући главу, клипове, вентили, облоге цилиндара и издувни отвори — који су дизајнирани за температуре веће од 2.000 степени Фаренхајта. Цела јединица је била умотана у тешку изолацију и цевоводе који су слали топлоту на пут горива унутар моторног простора.

Војни тим је тестирао камион на 10.000 миља и забележио повећање уштеде горива од 38 одсто у односу на традиционални војни камион. Уз то, традиционални камион добија приближно 6 МПГ, тако да чак и са повећањем од 38 процената говоримо само о 8,28 МПГ. Такође су забележили термичку ефикасност од 48% и прогласили, „...адијабатски мотор за најефикаснији мотор на свету“. То је велика похвала. И шта се десило?

Ништа. Ништа се није десило. Није било велике завере против ове технологије. Нафтне компаније нису слале ударне екипе нити су креирале кампање дезинформација. Уместо тога, технологија се није ухватила из истог разлога зашто технологија не успева све време - зависност од путање. Пребацивање производње, сервиса и секундарне индустрије аутомобила на адијабатску технологију захтевало би много веће напоре од тражења веће ефикасности од традиционалних компоненти. Поновно опремање читаве индустрије на керамичке компоненте није сматрано прагматичним, финансијски разумним или вођеним купцима и стога је укинуто. Ако је индустрија била превише заглављена на свом путу 1980-их, данас је свакако више.

У ствари, бројеви топлотне ефикасности које је омогућио адијабатски режим сада се налазе у традиционалним моторима са најновијим развојем. Још 2014. Тојота је гласно објавила да је конструисала тест мотор са 38% ефикасности, а недавно је Друштво аутомобилских инжењера произведени прототипови мотора приближава се топлотној ефикасности од 50%. Сада је такође уобичајено видети 4-цилиндричне моторе са 250 коњских снага или више у породичним аутомобилима. Конвенционална технологија је сустигла тврдње присталица адијабата, тако да је мало вероватно да ћемо ускоро видети ове чудне и прелепе моторе ван експеримената или музеја. Оно што је убило ову технологију пре него што је почела је једноставно замах индустрије и одлуке о одређивању приоритета које су донела одељења за истраживање и развој. Можда је то мање секси прича, али то је не чини мање истинитом.

Препоруке уредника

• Тестирали смо самовозећи Мерцедес технологију тако напредну да није дозвољена у САД.