Spalovací motory nejsou mrtvé. Tyto tři nové koncepty mohou změnit svět aut

Stále častěji se objevují informace, že automobilky po delší době zvyšují investice do vývoje spalovacích motorů, stále častěji ovšem tyto motory nejsou určeny pro samostatný pohon auta, ale mají sloužit jako součásti hybridních systémů.

Často se také hovoří o motorech, které budou sloužit výhradně v roli „prodlužovače dojezdu“. Tedy o motorech, které mají co nejtišeji a nejúčinněji běžet někde v útrobách auta, aby nabíjely baterii, která teprve slouží k pohonu vozu. Jedná se o levnější a lehčí řešení krátkého dojezdu, než je neustálé zvětšování samotné baterie.

Ať už coby prodlužovače dojezdu, nebo pohon samotných automobilů, faktem je, že spalovací motory stále mají co říci, a že jejich vývoj zdaleka není u konce. Důkazem budiž následující tři zajímavé spalovací motory, které jsou aktuálně ve vývoji ať už automobilkou, nebo externími společnostmi z celého světa.

Přestože všechny motory pracují na principu hoření směsi, každý funguje úplně jinak. Společnými jmenovateli je pak nižší počet pohyblivých dílů, co možná nejvyšší účinnost, ale i celkově menší rozměry, navzdory vysokým výkonům.



Prvním z ambiciózních projektů je španělský INNengine. Motor ve tvaru válce má dokonce osm pístů, které se ve čtyřech párech pohybují proti sobě. Pokaždé když jsou u sebe, dojde na zapálení směsi paliva a vzduchu zapalovací svíčkou.

Není zde klasická kliková hřídel, ale místo toho jsou na konci pístů rolny, kterými písty jezdí po kruhových „drahách“. Ty se jako sinusiody zvedají nahoru a dolů, čímž určují, kdy se budou písty pohybovat k sobě a kdy zase od sebe. Celý komplet osmi pístů tak při své práci v obalu motoru rotuje, čímž postupně otevírá sací a výfukové kanály.

Zároveň právě jejich rotace slouží jako výstup. Zajímavostí je také možnost variabilního kompresního poměru – motorem prochází středová hřídel, která umí pootočením měnit svou délku. Lze tak měnit vzdálenost pístů, a tedy kompresní poměr.

Podívejte se na princip funkce motoru ve videu:

Společnost INNengine mluví o své koncepci jako o „jednotaktním“ motoru. I když je funkce blízko klasickému dvoutaktu, neboť i zde jsou místo ventilů jen sací a výfukové kanály, odpadá nutnost ztrátového mazání. S ohledem na kompaktní rozměry a nízkou hmotnost, umí motor vydat ohromující výkony.

Prototypy o zdvihovém objemu 500 a 700 kubických centimetrů dosahují dostatečného výkonu, aby mohly vlastní silou pohánět osobní auto. Primární aplikací ovšem mají být právě generátory elektrické energie, ale třeba i letectví a další oblasti. Menší verze motoru potom může sloužit třeba v leteckém modelářství.



Ze zde zmíněných motorů, zdá se být ten od americké společnosti Avadi na první pohled nejblíž klasickému čtyřtaktnímu pístovému motoru. Ale to jen do chvíle, než se dá pozoruhodný vynález do pohybu. Kromě toho, že se píst ve vložce válce pohybuje nahoru a dolů, tak navíc i s celou vložkou rotuje.

Od pístu totiž vedou dvě ojnice, které při pohybu pístu nahoru a dolů vykonávají pohyb jako nůžky. Jejich pohyb se potom přenáší na dvojici ozubených kol, které přenáší svůj pohyb na výstup motoru. Sami lidé z Avadi říkají, že uvnitř vypadá motor trochu jako diferenciál.

Výstupní hřídel se tak vlastně nachází v ose pístu – pod ním. Velkou výhodou je opět eliminace klasických rozvodů. Místo ventilů ovládaných vačkovou hřídelí má motor jen sací a výfukový kanál, které se střídavě odkrývají a zakrývají rotující vrchní plochou válce s otvorem.

Podívejte se na princip funkce motoru ve videu:

Avadi udává jako největší výhody nižší počet pohyblivých dílů, prakticky nulové vibrace, nízkou hmotnost a celkovou kompaktnost, tepelnou účinnost 42,12 % a také vynikající poměr velikosti a výkonu. Prototyp motoru o hmotnosti necelých 11 kilogramů, se zdvihovým objemem 250 kubických centimetrů, nabídne až 16 koní výkonu a 30 Nm točivého momentu.

Koncepce motoru by se mohla uplatnit opět v elektrických autech jako prodlužovač dojezdu, ale i v letectví, modelářství nebo jako pohon menších plavidel.



Poslední ze zajímavých nových motorů není žádnou novinkou, ale dalo by se říci, že jde o motor „znovuzrozený“. Japonská automobilka Mazda ukončila výrobu a vývoj Wankelova motoru již v roce 2012, relativně nedávno ale vývoj obnovila a dokonce opět  začala vyrábět , tentokrát v roli prodlužovače dojezdu. To kvůli tomu, že Wankel zvládá běžet tiše, bez vibrací a je mimořádně kompaktní.

Wankelův motor jsem zevrubně popsal již ve starším článku zde . Jde o motor, který vůbec nemá klasické písty, pohybující se nahoru a dolů. Místo toho má spalovací komoru přibližně oválného tvaru (správně se jedná o tvar epitrochoidu) a trojúhelníkový rotor s vypouklými stěnami (správně jde o Reuleuxův trojúhelník).

Jak rotor rotuje uvnitř komory, rozděluje ji na tři pracovní prostory. Jeden prostor nasává směs vzduchu a paliva, druhý prostor jde do komprese, kde je směs zažehnuta a rotor tak vykonává práci, a třetí prostor vytlačuje spaliny přes výfukový kanál ven ze spalovací komory.

Podívejte se na princip funkce motoru ve videu:

Wankelův motor již v minulosti poháněl několik vozidel – nejznámější jsou právě sportovní Mazdy – po ukončení výroby posledního modelu RX-8 to ovšem vypadalo, že jej v autě již neuvidíme. Právě hledání nových typů spalovacích motorů, které by mohly zastoupit mimo jiné roli prodlužovače dojezdu v elektromobilech, mu ovšem dalo nový život.