Malý motor s vysokým výkonem a nízkou cenou  
Vědci z MIT mají projekt velikostně polovičního motoru, který bude stejně výkonný jako jeho stávající dvojnásobně velcí bratříčci. Jeho efektivita využití paliva má být srovnatelná s dnešními hybridními motorovým systémy. A cena jen o tisíc dolarů vyšší.

 

Tří vědci tvrdí, že vyprojektovali malý motor, který bude do pěti let na na trhu. Pro spotřebitele by se měl stát zajímavý tím, že ačkoli při jeho nákupu bude muset zákazník sáhnout o 1000 dolarů hlouběji do kapsy, než jak tomu bude v případě klasického motoru, na každý litr paliva s tímto motorem ujede o 30% delší dráhu. Tento malý motor by svojí vysokou účinnost měl dosahovat dokonce bez potřeby vysoce oktanového benzínu!
Všechno to zní tak trochu jako pohádka. Navíc je to jen pouhý výhled do budoucna, který je na konkrétní informace skoupý. Ani bychom takovému sdělení nevěnovali pozornost, kdyby prohlášení pocházelo z jiné instituce, než jakou je MIT.

Zvětšit obrázek
Boston, pohled na Massachusetts Institute of Technology přes řeku Charles.

MIT je zkratka pro Massachusetts Institute of Technology. Je to zřejmě největší uskupení vědátorů na Zemi a iInformace z MIT není radno brát na lehkou váhu. Jde o ústav, který se může honosit tím, že odtud pochází 63 nositelů Nobelových cen. V tento moment jich zde pracuje 7. V MIT pracuje deset tisíc lidí a z nich je 992 vysokoškolských profesorů. Jde o instituci, která je špičkovým pracovištěm a lidé, kteří zde pracující si nepouští ústa jen tak na špacír. Tím jen chceme předeslat, že informace o motoru, kterou zde nyní pustili do světa, by neměla být jen kachna pro novináře, která má za cíl krátkodobě zvednout hodnotu akcií a zvýšit tím zájem investorů, jak se to občas u menších výzkumných institucí děje.


A co že je v pozadí této převratné novinky? Nápad jednoduchý jako facka. Jde "jen" o etanolem přiživený turbo motor. Autoři nápadu tvrdí, že pokud by se tímto motorem nahradily všechny motory v autech, které v USA nyní jezdí, potom by stávající potřeba 140 miliard galonů ročně klesla o 30 miliard galonů.

Cohn, John B. Heywood s Leslie Bromberg tvrdí, že jejich motor je levný, vysoce účinný, nezhoršuje životní prostředí a na zvýšení výkonu bude používat biopalivo.  O něco takového se inženýři automobilek snaží celá desetiletí. Zlepšit tak výrazně účinnost konvenčních motorů se dosud nedařilo. Všechny tyto snahy narážely na limit, který je dán tzv. „klepáním motoru“. Jde o samovznícení paliva, které nezpůsobuje jen kovové klepání motoru, ale snižuje jeho životnost a vystavuje motor nebezpečí poškození.

 

Něco málo teorie o klepání
Tepelná účinnost je tím větší, čím je větší kompresní poměr. Jeho zvyšování je však omezeno klepáním motoru a samovznícením. Zvyšováním kompresního poměru se zvyšuje rychlost hoření směsi až na 300 až 500 m/s. Směs začne hořet v místě zapálení, hoření se šíří v kulových plochách a spaliny stlačují dosud nezapálenou směs, která se ohřeje. Při vysoké teplotě stlačované směsi se neodvede všechno teplo stěnami a směs vzplane současně v celém objemu. Vznikne tlaková vlna, která narazí na stěny válce i na píst, nastává detonace. Detonace se opakují při každém zápalu a způsobují klepání motoru. Dalším zvyšováním kompresního poměru se směs zapálí kompresním teplem ještě před přeskočením elektrické jiskry, dochází ke samovznícení, které snižuje výkon motoru. Při klepání se zvětšuje namáhání součástí motoru. Palivo se nedokonale spaluje a nespálený uhlík se usazuje na stěnách kompresního prostoru a podporuje vznik dalšího klepání. Elektrody svíček se mohou rozžhavit a předčasně zapalovat směs.


 V MIT nyní našli cestu, jak limit, který konstruktérům diktovala mez komprese a samozápaly, obejít. Když motor pracuje v zátěžovém, těžkém režimu, při kterém je vznik klepání motoru pravděpodobné, elektronicky řízené zařízení zajistí, že se do rozžhaveného válce vstříkne na patřičné místo malé množství etanolu. Ten se okamžitě odpaří a tím zchladí výbušnou směs. Samovznícení paliva se tak zažehná. Podle Bromberga se jim při simulovaných pokusech daří zvýšit tlak ve válcích třikrát, než kolik se u konvenčních SI motorů používá, přesto ke klepání nedochází. Motorové testy provedené spolupracovníky z Ford Motor Company, potvrdily výsledky laboratorních testů, kterých Bromberg dosáhl na modelovém zařízení. 

 

 

Zvětšit obrázek
Vědci z MIT, kteří vyvinuli výkonem odpovídající ale velikostně poloviční motor. Z leva: Leslie Bromberg, hlavní inženýr ve Plasma Science and Fusion Center. Daniel Cohn, vedoucí výzkumného oddělení tamtéž. John Heywood, profesor mechaniky a ředitel Sloan Automotive Lab. (Foto: Donna Coveney)

Díky tomu, že se konstruktéři tímto opatřením zbavili onoho limitu samozápalů, mohli včlenit do koncepce nového motoru dva technické prvky, které pomáhají dnešním dieselovým motorům, aby byly tak účinné. Protože se ale v tomto případě nejedná o naftový motor, ale o benzínový, je ve srovnání se vznětovými motory šetrnější co do produkce emisí.
Když si zrekapitulujeme o co tedy jde, tak v prvé řadě se v nově koncipovaném motoru využívá extrémně vysokého plnícího tlaku. Do válce je při sání vtlačeno mnohem více vzduchu a paliva, než kolik by se jej tam vešlo za normálního atmosférického tlaku. To ale znamená, že z malého objemu motoru se dostane vysoký výkon a motor může být malý.
Za druhé. Motor je navržený tak, aby při stlačování směsi pístem ve válci došlo k dalšímu enormně vysokému kompresnímu tlaku. Čím větší tlaky se před zapálením směsi se v motoru dosáhne, tím je využití paliva účinnější. A to je další plus pro tento motor, protože tím roste nejen jeho zmíněný výkon, ale i jeho účinnost.

 

Skloubení těchto technických vylepšení zvyšuje výkon, velikostně stejného objemu motoru, více než dvakrát. Snad ještě důležitější, než je růst výkonu, je pro konstruktéry lákavé ono zmíněné zmenšení objemu pohonné jednotky, což dovolí zvětšení užitného prostoru v malých autech. Provedené výpočty předpovídají, že nový motor bude velmi šetrný a při stejném výkonu bude o 20 až 30 procent účinnější.

 

Etanolem přikrmovaný motor má srovnatelné výhody s motorem hybridním. Bude ale levnější. Zatímco pořízení auta s hybridním systémem vyžaduje sáhnout do kapsy o 3 000 až 5 000 dolarů hlouběji, zájemce o tento motor si připlatí jen 1 000 dolarů. Novinkou v tomto autě budou dvě nádrže. Jedna klasická na benzín, druhá na etanol pro situace, kdy se z motoru bude „ždímat“ maximum. Druhá z nádrží nebude velká, protože ono „přikrmování“ etanolem v kritických režimech spotřebuje méně než pět galonů etanolu na 100 galonů benzínu. Pro řidiče to bude znamenat doplňovat nádržku s lihem zhruba jednou měsíčně, nebo až jednou za tři měsíce, podle stylu jízdy. Etanol nemusí být čistý, motor se spokojí s E85. Tedy směsí etanolu s benzinem kterou jsou v USA již na pumpách připraveni prodávat. Pokud vše půjde hladce, budou tato auta jezdit po USA do pěti let. Prakticky se jedná o auta, která jsou z části na alternativní palivo, i když jen nepatrně. Jejich hlavním trumfem je, že benzín budou spotřebovávat ekonomičtěji.



 

Datum: 15.11.2006 07:32
Tisk článku

Související články:

Zvuk jako cesta k přeměně tepla na elektřinu     Autor: Josef Pazdera (07.06.2007)
A přece se točí     Autor: Jan Zikmund (16.05.2007)



Diskuze:

6 let pryc a motory nikde

Petr Sabik,2012-11-08 16:40:35

Odpovědět

Biolíh ničí planetu

Jiraa,2008-03-26 17:02:33

Díky E85 a biolihu se v jižní americe dneska kácí ohromné plochy pralesa, aby bylo kde pěstovat plodiny ze kterých tento "ekologický" biolíh vyrábí švédi a finové - sami na severu nevypěstují nic tak v tankerech vozí suroviny tisíce kilometrů daleko, hovada. U nás je to podobný - z našeho kvalitního obilí děláme biolíh kterým si ničíme motory, které se zanáší a korodují a pečivo vyrábíme z obilí plného karcinogenů dovezeného z číny. Ať žije ekologie!

Odpovědět

To se vám povedlo

kardan,2007-04-07 14:46:46

Už jsem pochopil, proč se váš časopis jmenuje OSEL.Teď ještě jak říkat těm, co to čtou?

Odpovědět

butanol

honza,2006-11-21 15:58:39

no hlavne se casem bude jezdit na butanol a ne na etanol..to ale dorazi casem

Odpovědět

No...

Archimedes,2006-11-16 01:28:03

...pokud ten měrný výkon na objem motoru porovnávali se standardními americkými velkoobjemovými nízkootáčkovými krávami, tak to zas takové terno nebude ;)

Odpovědět

Zkoušeli to

Adolf Balík,2006-11-16 01:04:19

Němci to chytře zkoušeli, ale do konečného technického řešení průmyslově funkční motor nedotáhli. Bude to asi tím, že to vyžaduje regulační elektroniku na úrovni, jaká je až dnes, ačkoliv samotný princip je znám už dávno.

Odpovědět

Novinka

Sacem,2006-11-15 18:37:24

To je tedy fakt novinka. Jenom bych rad pripomenul, ze uz Nemci za druhe svetove vstrikovali pro zvyseni vykonu motoru do valcu vodu. Tolik asi k tomu prevratnemu objevu.

Odpovědět


A?

Jirka,2006-11-15 22:36:12

A fungovalo to nepretrzite po tisice hodin sluzby motoru?

Odpovědět


WEP

franci,2006-11-16 15:11:11

Nemci ani ne, spis spojenci a pouziti bylo limitovano na radove minuty, viz. http://en.wikipedia.org/wiki/War_Emergency_Power

Odpovědět


Boost v nemeckych letadlech

lt,2006-11-17 09:05:08

Nevim jak spojenencka letadla, ale nemecka jsou pomerne znama tim, ze to hodne pouzivala. Musite si ten vas odkaz z Wikipedie precist cely, na konci je napsano, ze Nemci pouzivali smes methylalkoholu a vody nebo nejake oxidy dusiku, dokonce je tam neco o Rusech, ale jen broken link. O boostu v nemeckych letadlech viz napriklad:
http://en.wikipedia.org/wiki/Focke-Wulf_Fw_190

Odpovědět

chi chi chi

Marie,2006-11-15 14:40:44

bezdomovci budou ty nádrže vykrádat a vypíjet:-))

Odpovědět

je to o motorech

pasant,2006-11-15 11:58:56

nebo o MIT? Co se týče kvality US i jiných univerzit je to jen o fondech. A odkud přicházejí peníze na nákup mozků? A jak a pro koho pak ty mozky pracují?
Je vidět, že nemáte ani páru o tom jak funguje svět. A když si nevíte rady, uchylujete se k osobním narážkám. Příznačné a jasné. :)
Povšimněte si toho týmu mladíků... Všechno čerství absolventi, což?

EOF

Odpovědět


A co nam chcete sdelit?

Jirka,2006-11-15 14:01:04

A co nam chcete sdelit?

Odpovědět


Ze americani jsou blbci

mik,2006-11-15 14:13:03

a kazdy soudruh vse vi nejlip. Pan je o 17 let opozdenej.

Odpovědět

Když redakční systém neumí mocniny,

edison,2006-11-15 11:57:03

mohli by autoři místo nesmyslů, jako m.s-1 psát raději m/s. Nevypadá to sice tak "vědecky", ale je to správně.

Odpovědět


Ano

josef (paz),2006-11-15 12:47:59

Neumí. A zapomínám na to. Jo. Josef.

Odpovědět


správně

pavelm,2006-11-15 17:39:52

Správně je přece obojí.(pokud si odmyslíme pozici, ale redakční systém který osel používá je velice špatný, tak bych se divil kdyby horní/dolní indexy uměl.)

Odpovědět


budu číst nadpisy

pavelm,2006-11-15 17:40:44

Budu číst nadpisy komentářů. Budu číst nadpisy komentářů. Budu číst nadpisy komentářů. Budu číst nadpisy komentářů. Budu číst nadpisy komentářů. Budu číst nadpisy komentářů. Budu číst nadpisy komentářů. Budu číst nadpisy komentářů. Budu číst nadpisy komentářů. Budu číst nadpisy komentářů. Budu číst nadpisy komentářů. Budu číst nadpisy komentářů. Budu číst nadpisy komentářů. Budu číst nadpisy komentářů. Budu číst nadpisy komentářů. Budu číst nadpisy komentářů. Budu číst nadpisy komentářů. Budu číst nadpisy komentářů. Budu číst nadpisy komentářů.

Odpovědět


Tak musí být uživatelé tolerantní

Kapr,2007-04-22 13:27:31

Oba systémy bych toleroval. Pokud nemám plné možnosti sazby, tak pro rychlost je m/s výborné, ale pro zrychlení už není žádné dobré řešení. Budete si muset pomoci třeba způsobem zápisu z programovacích jazyků m/s^2. Osobně bych ale nevyšiloval ani z m/s2 nebo m.s-2. Význam je jasný, pokud je vůle chápat.

Odpovědět

Zajimave,

pajout,2006-11-15 11:40:13

skoda, ze i pri minimalni znalosti fyziky mne bije do oci spousta nepresnosti a protimluvu. Myslim, ze pan Pazdera prekladal spravne a ze to je vyplod nejakeho anglofonniho popularnevedeckeho nedouka. Presto je ten vynalez zajimavy.

Odpovědět

Jeste to bude chtit vylepsit

Jirka,2006-11-15 10:54:19

Porad to jezdi hlavne na benzin. Chtelo by to jeste upravit, aby to jezdilo jen na ten E85. Ale to prijde casem.

Odpovědět

Bohapusté lži a kecy!

pasant,2006-11-15 10:49:00

Etanol se úplně běžně používal v Evropě už skoro před stoletím. Pak přišli soudruzi z NDR... eee... z USA a začali míchat do benzínu tetraetyl olova... samozřejmě pro dolary. Pak přišel bezolovnatý benzín s "lite" přirážkou, a teď se můžeme, pochopitelně za další přirážku, těšit na návrat starého dobrého etanolu...
Vědci z MIT? Tlupa šašků, která za peníze ochotně pobíhá manéží a maskuje přesuny kulis v pozadí.
K zblití...

Odpovědět


Mozna to uniklo

Jirka,2006-11-15 10:55:25

Ale ono to cele je o ucinnosti motoru. A ta tenkrat byla mensi.

Odpovědět


Uniklo to autorovi článku

passant,2006-11-15 11:24:39

Tenkrát také byla jiné materiály. Ale takové, které by poskytly potřebné vlastnosti pro dobrou účinnost, máme už od II. světové války. A na co myslíte, že jezdí plochodrážní motocykly? Na metanol. Odjakživa. A nedá se říct, že by nejely. Němci měli už za války vysoce výkonné letecké motory - taktéž na etanol a metanol. Nene, pane, tohle je o kšeftech, ne o technice.

Odpovědět


Jsou to blbci.

Jirka2,2006-11-15 11:46:46

A to ještě netušíte, pane "pasante", jak je ta tlupa šašků z MIT dobře placena! A přitom to je každému, jen trochu myslícímu tvorovi, přece jasné. Možná byste měl, v zájmu lidstva, jim dělat konzultanta. Prospěl byste dobré věci a Vaše rodina by také nepřišla zkrátka. Upřímně Váš Jiří.

Odpovědět


maly ale podstatny rozdiel

palo,2006-11-15 12:23:34

vykonove pumpy v motoroch stihaciek schladzovali palivovu zmes v sacom potrubi. tym sa dosiahlo vyssie hmotnostne mnozstvo zmesy vo valci. rovnaky efekt ma aj voda. tu ale ide o znizenie tepla priamo vo valci vstreknutim kvapaliny menej nachylnej na samovznietenie.

Odpovědět


voda

erdogan,2006-11-15 13:05:13

vodu pro stejny ucel pouzivaly motory stihacek uz za II.WW

Odpovědět


voda2

r,2006-11-15 18:04:03

Pokud vím tak vstřikování vody do válců měl prototyp Messerschmitu (?) před 2WW na nějaké rychlostní soutěži , ale bylo to složité a nespolehlivé. V praxi se to nepoužívalo.

Odpovědět


voda

Ondra,2006-11-15 18:29:09

http://www.techblog.cz/technologie/vstrikovani-vody-do-motoru.html

Odpovědět


Nejde o etanol

Adolf Balík,2006-11-16 01:01:15

Nejde přeci o etanol. Jde o vyřešení aktivního chlazení při velmi vysoké kompresi, které zabrání samozápalům. Chlazení, které se provádí zástřikem, používá k zástřiku shodou okolností zrovna etanol.

V článku jsem nechápal, co to mele o biopalivu. Etanol lze sice vyrábět kvasně, ale je to daleko dražší než syntetická výroba přímou hydratací. Celková energetická spotřeba v úplném výrobním řetězci na získání kg biologického etanolu je také daleko vyšší než kg syntetického.

Prohlašovat kvasný líh za k přírodě šetrný energetický zdroj je jen jedním z demagogických mýtů ze Zelené dílny.

Odpovědět


Líhová úliba

Kapr,2007-04-22 13:14:22

Přidávání lihu do benzínu si politicky vymohli majitelé lihovarů. Ani tehdy, ani teď to nebylo výhodné řešení.

Odpovědět

nobelovky z MIT

Jirka,2006-11-15 10:48:51

"Jde o ústav, který se může honosit tím, že odtud pochází 63 nositelů Nobelových cen."

Chtel bych vedet, jak se to pocita. Ono totiz je skoro zazrak, pokud nejaky vyznamejsi technik nema nic s MIT, at uz tam studoval jako degree student, nebo PhD student, nebo delal postdoca, nebo pozdeji profesoroval. Je to zkratka spickova skola.

Odpovědět

to je velmi zajímavé

Ucholák,2006-11-15 10:36:05

Toto by mohla být velmi zajímavá informace. Znalci vědí, že ne Německo, Japonsko nebo Švýcarsko, ale USA, budou opět na špici v automobilovém průmyslu a to skrze nové vynálezy a objevy. To se týká i Fordu, který bude zcelka nečekaně oživen.

Odpovědět

spolehlivost

saya,2006-11-15 08:27:20

a neni take vyssi kompresni tlak pricinou vetsiho opotrebeni az poskozeni casti motoru? pokud je mi znamo, u turbomotoru ktery je "prefoukan" odchazi tesneni pod hlavou valcu, pistni krouzky, ojnicni cepy a klikova hridel. Proto nemyslim, ze by motor mohl byt mensi, bude nutne umerne vykonu pridat material na exponovanych mistech a bylo tak dosazeno stejne spolehlivosti, jako u normalniho motoru

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku








Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace