Ten prosty i jednocześnie genialny pomysł pojawił się podczas testowania wytrzymałości silników na wysokie temperatury na jednej z pustyń afrykańskich. Tylko część energii zawartej w benzynie udaje się zamienić w energię kinetyczną samochodu, reszta zamieniana jest w ciepło. Wiadomo, że optymalna temperatura pracy silnika to około 90 st. C., zarówno cylindry i tłoki, jak też olej są przystosowane do takich warunków. Powyżej pewnej temperatury olej staje się zbyt rzadki żeby efektywnie smarować, a pierścienie tłokowe zaczynają się bardzo szybko zużywać (rozszerzalność temperaturowa metali i te rzeczy - tłok zwiększa swoją średnicę). I nagle BACH! W skrajnym przypadku może to doprowadzić nawet do zatarcia silnika (jeśli oczywiście nie potrafimy korzystać z termometru, który montuje się przecież nie bez powodu), przy odrobinie szczęścia kompresja w silniku trochę spadnie i zwiększy się nam zużycie oleju silnikowego. Dlatego istotnym problemem jest usuwanie nadmiaru ciepła, co zazwyczaj udaje się dzięki zastosowaniu chłodnicy. Ciepło to (podobnie jak ciepło spalin) jest po prostu uwalniane do atmosfery, więc znaczne ilości energii się marnują. I tutaj zaczyna się rola "Turbosteamera".
Obieg zamknięty
Zadaniem opisywanej innowacji jest możliwie maksymalne wykorzystanie nieużywanych rezerw energii znajdujących się w układach chłodzenia i układach wydechowych zwykłych samochodów do napędu pojazdu. "Turbosteamer" składa się z dwóch zamkniętych obiegów: pierwszy (i ważniejszy) to obieg z wysoką temperaturą wykorzystujący gorące spaliny benzyniaka jako źródło energii. W układzie wydechowym znajdują się wymienniki ciepła, w których pompowana jest woda pod ciśnieniem 40 atmosfer. Nawet przy niezbyt dużym obciążeniu silnika woda nagrzewa się maksymalnie do 550 st. C. Gorąca para wodna jest dostarczana do maszyny parowej sprzężonej z wałem korbowym, a tam następuje jej rozprężenie. Energia pary zostaje zamieniona w ruch obrotowy. Po wykonaniu pracy para wodna ochładza się i skrapla. Do uszu kierowcy nie dochodzi żadne sapanie charakterystyczne dla lokomotyw parowych :).
Drugi obieg pracuje przy znacznie niższych temperaturwach. W jego "żyłach" nie płynie woda, ino etanol :D, który ogrzewany jest tutaj do 150 st. C. Dzięki układowi chłodzenia mógł on być ogrzany "tylko" do około 100, a przy takiej temperaturze wydajność drugiego obiegu nie była zadowalająca. Został on więc również podłączony do układu wydechowego. Działanie tego obiegu jest analogiczne z pierwszym, z tym, że zakończone jest konwencjonalną chłodnicą.
Rezultat
Wydajność silnika z takim rozwiązaniem zwiększa się o około 15 procent. Moc silnika BMW 1.8 wzrasta o 14 KM, a moment obrotowy o 20 Nm przy jednoczesnym spadku spalania o 15 procent. Najlepsze jest to, że większy potencjał uzyskujemy za darmo (jeśli chodzi o zużycie paliwa). Wygląda na to, że udało się zanegować odwieczną sprzeczność między zwiększaniem dynamiki samochodu i ograniczaniem spalania.
Produkcja seryjna - ok. 10 lat
Póki co, "turbosteamer" jest jeszcze w fazie testów. Jego elementy zostały tak zaprojektowane, że bez problemu może być zamontowany na przykład w aktualnej serii 3. Prace nad projektem trwają już od około pięciu lat i zapewne potrwają jeszcze z 10. Na razie sporym problemem jest masa urządzenia, które ze swoją setką kilogramów jest jeszcze znacznie za ciężkie. Elementy składowe mają zostać zmniejszone, a wydajność maszyn parowych ma się zwiększyć. Żeby to osiągnąć BMW zamierza współpracować z innymi producentami. W związku z mottem przyświecającym firmie, które głosi, że niewielki spadek zużycia paliwa w dużej ilości samochodów ma dużo większe znaczenie niż znaczny spadek w jakimś jednym, niszowym modelu, innowacja ma być dostępna również w wersji do starszych aut z silnikami benzynowymi (spaliny diesli mają sporo niższą temperaturę, więc urządzenie miałoby małą efektywność).
Napęd parowy ma szanse stać się przyszłością motoryzacji. Osobiście bardzo podoba mi się ten pomysł i czekam z niecierpliwością na pierwsze parowozy na naszych drogach.
Obieg zamknięty
Zadaniem opisywanej innowacji jest możliwie maksymalne wykorzystanie nieużywanych rezerw energii znajdujących się w układach chłodzenia i układach wydechowych zwykłych samochodów do napędu pojazdu. "Turbosteamer" składa się z dwóch zamkniętych obiegów: pierwszy (i ważniejszy) to obieg z wysoką temperaturą wykorzystujący gorące spaliny benzyniaka jako źródło energii. W układzie wydechowym znajdują się wymienniki ciepła, w których pompowana jest woda pod ciśnieniem 40 atmosfer. Nawet przy niezbyt dużym obciążeniu silnika woda nagrzewa się maksymalnie do 550 st. C. Gorąca para wodna jest dostarczana do maszyny parowej sprzężonej z wałem korbowym, a tam następuje jej rozprężenie. Energia pary zostaje zamieniona w ruch obrotowy. Po wykonaniu pracy para wodna ochładza się i skrapla. Do uszu kierowcy nie dochodzi żadne sapanie charakterystyczne dla lokomotyw parowych :).
Drugi obieg pracuje przy znacznie niższych temperaturwach. W jego "żyłach" nie płynie woda, ino etanol :D, który ogrzewany jest tutaj do 150 st. C. Dzięki układowi chłodzenia mógł on być ogrzany "tylko" do około 100, a przy takiej temperaturze wydajność drugiego obiegu nie była zadowalająca. Został on więc również podłączony do układu wydechowego. Działanie tego obiegu jest analogiczne z pierwszym, z tym, że zakończone jest konwencjonalną chłodnicą.
Rezultat
Wydajność silnika z takim rozwiązaniem zwiększa się o około 15 procent. Moc silnika BMW 1.8 wzrasta o 14 KM, a moment obrotowy o 20 Nm przy jednoczesnym spadku spalania o 15 procent. Najlepsze jest to, że większy potencjał uzyskujemy za darmo (jeśli chodzi o zużycie paliwa). Wygląda na to, że udało się zanegować odwieczną sprzeczność między zwiększaniem dynamiki samochodu i ograniczaniem spalania.
Produkcja seryjna - ok. 10 lat
Póki co, "turbosteamer" jest jeszcze w fazie testów. Jego elementy zostały tak zaprojektowane, że bez problemu może być zamontowany na przykład w aktualnej serii 3. Prace nad projektem trwają już od około pięciu lat i zapewne potrwają jeszcze z 10. Na razie sporym problemem jest masa urządzenia, które ze swoją setką kilogramów jest jeszcze znacznie za ciężkie. Elementy składowe mają zostać zmniejszone, a wydajność maszyn parowych ma się zwiększyć. Żeby to osiągnąć BMW zamierza współpracować z innymi producentami. W związku z mottem przyświecającym firmie, które głosi, że niewielki spadek zużycia paliwa w dużej ilości samochodów ma dużo większe znaczenie niż znaczny spadek w jakimś jednym, niszowym modelu, innowacja ma być dostępna również w wersji do starszych aut z silnikami benzynowymi (spaliny diesli mają sporo niższą temperaturę, więc urządzenie miałoby małą efektywność).
Napęd parowy ma szanse stać się przyszłością motoryzacji. Osobiście bardzo podoba mi się ten pomysł i czekam z niecierpliwością na pierwsze parowozy na naszych drogach.
Autor: MZ
Zdjęcie pochodzi ze strony: www.bmw.com
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz