Zvětšit obrázek

Scuderi motory mohou využívat vysoké plnící tlaky, jaké turbodmychadla nedosahují. Masivní turbulence přepouštěného vzduchu do spalovacího válce vede k dokonalému promíchání paliva a čistšímu spalování.

Od roku 1876, kdy si Nicolaus August Otto nechal patentovat zážehový motor, se na jeho čtyřech pracovních dobách prakticky nic nezměnilo. Jen se mírně upravují cykly sání, komprese, expanze a výfuk, podle toho zda chceme, aby z motoru bylo nadupané žihadlo, nebo úsporný lenoch.

Zvětšit obrázek

Prototyp motoru. (Kredit: Scuderi Group)

Zdálo se, že čtyřdobý motor už nemůže přijít s něčím zcela novým, co by zlepšilo jeho relativně nízkou účinnost. Jednu takovou novinku ale začaly v tomto týdnu zahraniční media přetřásat. Motor scuderi. Jeho princip není ničím převratným. Již delší dobu je znám jako takzvaný „Split-Cycle Engine“ (motor s rozdělenými cykly).  Patentovat si jej nechal v roce 1914 J. Koenig.  Američan s italským původem Camillo Scuderi jen tuto myšlenku trochu oprášil a vylepšení si také patentoval tentokrát jako „Scuderi Split-Cycle Engine“.  I když s převratnými vylepšeními čtyřdobého motoru přišlo již hodně „vynálezců“, Scuderi nepatří k pomatencům. Na svém kontě má celou řadu úspěchů. Pracoval pro firmy Hamilton Standard, Raytheon, Avco Lycoming, Hughes Aircraft Company. Spolupodílel se dokonce i na vývoji pušky Mk-48,  námořnictvu zase pomáhal vylepšovat torpédo ADCAP. S NASA zkoušel nové typy skafandrů a jako expert na kapaliny vyvíjel hasicí zařízení pro letadlové lodě. Mimochodem, díky němu nám neutíká v kuchyni z ledniček chladivo (chlorované uhlovodíky). Od roku 1998 Scuderi se začal zcela věnoval jen svému motoru. Od roku 2001 na jeho zdokonalování pracuje společnost Scuderi Group.

Principem motoru scuderi je rozdělení čtyř pracovních dob do dvou válců. Jeden vzduch nasává a stlačuje jako pístový kompresor. Vzduch se následně přepouští do druhého válce. Dále již vše pokračuje jako v klasickém čtyřtaktu. Vstříknuté palivo se zapálí a na konci jsou spaliny vypuštěny výfukem. Z konstrukčního hlediska jde tedy o spojení kompresoru s klasickým motorem.  Ve škole jsme se učili, že k zážehu dochází před horní úvratí, tedy ještě předtím, než píst dosáhne svého nejvyššího bodu. U  tohoto motoru ale  jiskra svíčky a zážeh jsou načasovány až za horní úvrať, tedy do okamžiku, kdy se píst začne pohybovat „směrem dolů“.  I pozdější zážeh totiž zajistí dokonalé prohoření směsi. Jsou k tomu dva důvody - stlačený vzduch, který se z kompresorového válce přepouští do pracovního, v něm vytvoří takovou turbulenci, že se palivo se vzduchem dokonale promíchá. Tím druhým důvodem je rychlejší hoření směsi. Přispívá k tomu vysoký kompresní poměr 75:1 a více.  Vyjádřeno v jednotkách tlaku to odpovídá 50 barům. U klasického zážehového motoru hovoříme o tlacích o celý řád nižších. Výhodou těchto motorů je, že pouhou změnou vrtání (průměru) kompresního válce lze plnící tlak snadno upravit. Teoreticky by toto řešení mělo vést ke zlepšení tepelné účinnosti téměř o čtvrtinu.

Zvětšit obrázek

Přebytečným stlačeným vzduchem lze plnit zásobník – motor může pracovat jako takzvaný Air-hybrid.

Motor Scuderi má ale ještě jedno eso v rukávu. Jeho kompresorovou část lze zapojit při brzdění a touto energií získat větší množství stlačeného vzduchu. Ten se následně hodí například při rozjezdu. Motor totiž může pracovat jako hybrid využívající k pohonu stlačený vzduch. Tlakovou nádobu lze přebytky vzduchu plnit i při jízdě v nejúspornějším režimu a jeho zásobou si zlepšovat výkon při předjížděcích manévrech, kdy je rychlá akcelerace nanejvýš žádoucí. Kompresní válec lze samozřejmě odpojit když je nádrž na vzduch plná.

Zvětšit obrázek

Když říkáme, že dnešní moderní spalovací motory mají nízkou účinnost, tento motor na tom byl zpočátku ještě hůře. Jeho první prototypy narážely na problém s malým množství nasávaného vzduchu. Podle vyjádření společnosti Scuderi Group, ve kterém se opírají o výsledky nezávislého testování jejich nového motoru, se problém nízké tepelné účinnosti motoru podařilo vyřešit. Ztráty způsobené opakovaným stlačováním „zbytkového“ nasátého plynu v prvním válci, odstranili technickými úpravami. Dokonalejšího  vyprazdňování nasávaného vzduchu dosáhli vnějším otevíráním ventilů. To dovolilo snížit vůli mezi pístem a hlavou válců pod 1 mm. Z tlakového válce se jim po této úpravě daří vypudit mnohem více vzduchu. Southwest Research Institute (SwRI)  zkoušel nový jednolitrový dvouválcový motor téměř rok. Z předběžných výsledků vyplývá, že motor má nyní o 30-36 procent vyšší účinnost, než motor s klasickým atmosférickým sáním a že dosahuje o 25 procent lepší výsledky, než jaké ve své účinnosti vykazoval původní model. Zkoušený motor nyní generuje 135 koní při 6000 ot/min (100 kW), což je hodnota, které dosahují jen větší a také mnohem žíznivější klasické automobilové motory.

Motor Scuderi ale nemá jen samé výhody, má problémy s chlazením pracovního válce. Tím, že u něj nedochází  ke klasickému proplachu čerstvým studeným vzduchem,  přehřívá se. Dalším zádrhelem je kompresní poměr v prvním válci s hodnotou okolo 100:1.  Tak vysoké tlaky vyžadují  zesílenou konstrukci. Otázkou tedy je, jakých hodnot mohou nabývat maximální otáčky motoru. Nikdo nepochybuje o tom, že jeho kroutící moment bude jistě obdivuhodný, nicméně to, že nejsou zveřejňovány další podrobnosti, dává důvod k pochybnostem, že samotný motor bude dost hmotný, "těžkopádný" a jen neochotně půjde do otáček. To ale může vyvážit jeho úspornost. Právě ta může hrát důležitou roli při jeho uplatnění v praxi. Určující bude,jak moc budeme muset s pohonnými hmotami šetřit. Něco by mohl naznačovat fakt, že o licenčních podmínkách firma Scuderi Group jedná se 14 zájemci z řad automobilových gigantů. Scuderi motor totiž může být bez nároků na velké změny, sestavován ze součástek z nichž jsou dnes montovány konvenční motory. Někteří techničtí experti jsou přesvědčeni, že se Scuderiho motory budeme setkávat v autech „na úsporu“ nikoli pro sport, již během tří let. Oponenti namítají, že prototypy existují již řadu let a moc toho zatím nepředvedly. Jistá skepse bude na místě.

Test motoru

Pramen:  Scruderi Group