Většina řidičů věří, že spalovací motor je jediný způsob, jak pohánět auto. K ohřevu a chlazení dochází uvnitř bloku válců. Funguje to. Je to všude. Ale existuje alternativní způsob. Motor s vnějším spalováním přenáší procesy vytápění a chlazení mimo hlavní energetickou strukturu. To zní jako krok zpět. Ale to není pravda. Je to vlastně docela účinné.
Dva různé typy motorů poháněly automobily: parní stroj a Stirlingův motor. Oba nabízejí určité výhody, které moderní strojírenství teprve začíná plně využívat.
Zapomenutá rychlost parních strojů
V těžké technice se objevily parní stroje. Vlaky. Zemědělská technika. Prokázaly svou spolehlivost při enormním zatížení. Tyto důkazy stačily k tomu, aby se dostaly na silnice.
Jakmile parní stroj dosáhne plné provozní teploty, tlak zůstává stabilní. Žádné hledání přenosu. Není potřeba žádný složitý přenos. Auto se jen pohybuje.
Vezměme Stanley Rocket. V roce 1906 dosáhl rychlosti 127 mil za hodinu. To je 204,4 kilometrů za hodinu. Tento rychlostní rekord trval desítky let. Parní vozy nezmizely přes noc. Po mnoho let soutěžily s dřívějšími benzinovými vozy. Proč? Protože provozování raného spalovacího motoru bylo nebezpečné. Muselo se natahovat ruční klikou. Mohla by tě odstrčit a zlomit ti ruku. Elektrické startéry ještě nebyly vynalezeny. Parní stroje se jednoduše zapnuly.
Zvítězila však pohodlnost. Přibližně v době, kdy Ford vydal Model T, elektrické komponenty učinily benzínová auta uživatelsky přívětivější. Cena zabila trh s parními vozy. Oblíbené parní vozy stojí zhruba šestkrát více než sériově vyráběný Ford. Pomalu mizely. Nyní jsou to kuriozity. Jay Leno je sbírá. Vzácné příklady se zachovaly, protože jsou spolehlivé.
Vědci je ale stále studují. Účinnost parního stroje v kombinaci s moderní technologií naznačuje potenciální návrat.
Stirlingův motor: teplo zvenčí
Stirlingův motor byl vyvinut skotským vynálezcem na počátku 19. století. To také pohánělo dřívější automobily. Jeho popularita rychle vyprchala. Dostupné materiály tehdy nevydržely extrémní teploty potřebné pro jeho provoz. Motory se roztaví nebo selžou.
Stirlingův motor používá písty, stejně jako parní stroj. Ale zdroj tepla je venku. Nyní máme pevnější materiály. Máme nejlepší metalurgii. Stirling má nový potenciál.
Může běžet na jakýkoli druh paliva. Tato flexibilita inspirovala výrobce automobilů v Detroitu. V 70. letech experimentovali se Stirlingovým motorem. Viděli všestrannost. Viděli teoretickou účinnost.
Nedávno, v roce 2012, se vůz se Stirlingovým motorem zúčastnil závodu Shell Eco-marathon Europe. Jednalo se o soutěž pro experimentální vozidla poháněná alternativními palivy. Vůz nesplňoval požadavky konkurence. Nemohl se zúčastnit závodu. Nekvalifikoval se.
Ale podařilo se mu přimět lidi, aby znovu přemýšleli o Stirlingově motoru. Materiály se zlepšily. Designy se staly dokonalejšími. Úrok se vrátil.
Další informace
Účinnost parního stroje v kombinaci s moderní technologií dává parní energii velký potenciál pro návrat.
Návrat není záležitostí nostalgie. To je otázka termodynamiky. Spalovací motory ztrácí teplo. Externí spalovací motory mohou zachytit více tohoto tepla. Fungují na různých principech. Nepotřebují složité mechanismy distribuce plynu benzínového motoru. Nepotřebují vysokorychlostní vratné díly, které způsobují opotřebení.
Stirlingův motor je tichý. Funguje to hladce. Neexploduje uvnitř válce. Ohřívá plyn zvenčí. Plyn expanduje. Tlačí na píst. Je to čisté. Je to účinné. Jen je těžké udělat to dostatečně malé pro auto. První pokusy selhaly kvůli materiálním omezením. Tato omezení jsme překonali.
Rychlostní rekord Stanley Rocket z roku 1906 nám připomíná, že alternativní zdroje energie nejsou novinkou. Byli prostě odsunuti do pozadí. Náklady na parní vozy se staly osudnými na počátku 20. století. Dnes jsou výrobní náklady jiné. Dodavatelské řetězce jsou různé. Překážky jsou technické, nejen finanční.
Detroitské experimenty v 70. letech ukázaly záměr. Účast na Shell Eco-maratonu v roce 2012 prokázala snahu. Výsledek byl papírově neúspěšný, ale z hlediska informovanosti úspěšný. Rozhovor pokračoval.
Moderní výzkumníci věří, že cesta motorů s vnějším spalováním nabízí schůdnou cestu pro budoucnost výroby automobilů. Není nutné nastavovat rychlostní rekordy. Ale pro efektivitu. Pro flexibilitu při výběru paliva. Pro jiný typ jízdy.
Spalovací motor vyhrál závod před stoletím. To neznamená, že je jedinou možnou možností. Jednoduše to znamená, že to byla v té době nejpohodlnější možnost. Pohodlí se mění. Efektivita je nyní důležitější. Spalovací motor je tu stále. Čekání v křídlech.
