Novi patent za motor SUS

Nova ideja za povećanje efikasnosti klipnog motora: patent iz SAD koristi radilicu sa zupčanicima i različito trajanje pojedinih taktova.

Tačno, nešto slično je verovatno poneko već pokušao da napravi od kockica za sklapanje (poznatijih kao Lego) – motor sa zupčanicima. Naravno, uvek samo sa okruglim zupčanicima i bez sagorevanja u cilindru. Međutim, jedan zanimljiv patent iz SAD želi da upravo pomoću zupčanika unapredi efikasnost klasičnog klipnog motora.

Doduše, dodatno trenje koje nastaje između zupčanika verovatno bi lako moglo da poništi sve potencijalne dobitke. Ipak, kao što je važilo u vreme igre sa kockicama, ništa nije nemoguće. Za razliku od tih dečjih konstrukcija, autor ovog patenta koristi ekscentrične zupčanike, koji predstavljaju osnovu čitave ideje.

Klasični klipni motor, kakav poznajemo i volimo, konstruktivno pati od gotovo nepromenljivog ritma svog rada. Sva četiri takta kod četvorotaktnog motora, odnosno oba takta kod dvotaktnog, traju manje-više jednako dugo.

Sa stanovišta dinamike gasova, međutim, bilo bi mnogo smislenije da pojedini taktovi budu kraći ili duži, bez promene ukupnog vremena potrebnog za jedan obrtaj radilice. Odnos između taktova mora ostati usklađen.

Upravo tu priliku vidi pronalazač Brajan Šmit (Brian Schmidt) iz Galene u američkoj saveznoj državi Ohaju. Pomoću dodatnog pogonskog vratila povezanog sa klipnjačom i ekscentričnih zupčanika koji zamenjuju obraze radilice, on želi da promeni trajanje pojedinih hodova klipa.

Brajan svoju konstrukciju, koja bi mogla da se nazove specijalnim radiličnim mehanizmom, koristi kako bi produžio oba kretanja klipa nadole kod četvorotaktnog motora.

To znači usisni i radni takt. Duži usisni takt omogućava veću količinu svežeg i hladnijeg vazduha ili smeše u cilindru, čime se povećava potencijal za bolje punjenje cilindra. Duži radni takt, u zavisnosti od pritiska gasova, može da obezbedi veći ili duže prisutan obrtni moment.

Kraći taktovi kompresije i izduva teoretski donose prednosti u pogledu temperature unutar cilindra. Klip ne samo da tokom izduvavanja izbacuje vrele izduvne gasove, već ih dodatno širi, što ubrzava hlađenje komore za sagorevanje. U zavisnosti od podešavanja razvoda ventila, može se stvoriti i veći potpritisak na usisu, koji dodatno uvlači svežu smešu u cilindar. Da li kraći takt kompresije takođe ima pozitivan efekat, za sada nije sasvim jasno.

Promenom trajanja pojedinih taktova Brajan Šmit teoretski menja i vreme koje klip provodi u donjim mrtvim tačkama, odnosno na mestima gde menja smer kretanja i njegova brzina pada na nulu. To vreme je prema tehničkim crtežima skraćeno za oko 75%.

Teorijska prednost je u tome što motor kraće „miruje“, pa potencijalno gubi manje kinetičke energije, što bi moglo dodatno da poveća stepen iskorišćenja. Brajanov izum trebalo bi da učini proces sagorevanja efikasnijim, odnosno da iz svake eksplozije izvuče više obrtnog momenta. Sa čisto termodinamičke strane, to je zaista moguće.

Problem je, međutim, što konstrukcija na prvi pogled koristi previše zupčanika i dodatnih kliznih ležajeva. Svi oni stvaraju dodatno trenje, koje bi moglo da poništi dobitke ostvarene poboljšanim procesom sagorevanja.

Nezavisno od toga, ovakav tip radiličnog mehanizma verovatno bi radio grublje i bučnije od konvencionalnog motora, a nejednako opterećenje zupčanika moglo bi da dovede do ubrzanog habanja.

Pošto automobilska industrija već više od jednog veka poznaje kompromise klipnog motora, ali ga zbog troškova radije neprestano usavršava umesto da prelazi na potpuno drugačije koncepte poput rotacionih motora, vrlo je verovatno da će Brajanov izum ostati upravo ono što je danas – veoma zanimljiva ideja.

MotoRepublika

Fotografije: Brian Schmidt

(83)