Pięciosuwowy silnik przyszłością motoryzacji?
Zaostrzanie norm emisji spalin zmusza konstruktorów do odkurzenia zapomnianych i szukania nowych rozwiązań. Zdaniem brytyjskiej firmy Ilmor Engineering kolejnym krokiem w zwiększaniu wydajności jednostek napędowych ma być... spalinowy silnik pięciosuwowy!
Prace nad tego typu jednostką trwają w Wielkiej Brytanii od wielu lat. Pierwszy, działający prototyp udało się zbudować już w 2009 roku. Jego kolejna, rozwojowa wersja, pojawiła się w dwa lata później. Doładowany, trzycylindrowy motor, przy pojemności 700 cm3, legitymował się mocą 130 KM (przy 7000 obr./min) i maksymalnym momentem obrotowym 166 Nm (dostępnym przy 5000 obr./min).
Na czym polega zasada działania tzw. silnika pięciosuwowego i jakie są jego zalety? Inżynierowie postawili sobie za cel stworzenie jednostki o paliwowej efektywności współczesnych diesli, która nie emitowałaby do atmosfery cząstek stałych i tlenków azotu. W jaki sposób udaje się to uzyskać?
Tzw. pięciosuwowy silnik wyposażony jest w dwa cylindry wysokiego ciśnienia pracujące w klasycznym, czterosuwowym cyklu. Rozdziela je dodatkowy, trzeci cylinder, pracujący w dwóch suwach, przy niskim ciśnieniu. Pełni on rolę "magazynu" gazów wylotowych. Naprzemiennie trafiają do niego gazy wylotowe z dwóch pozostałych cylindrów.
Dodatkowy, trzeci cylinder pozwala odzyskać część energii spalin a niskie ciśnienie obniża ich temperaturę. W dużym uproszczeniu można więc przyjąć, że dodatkowy cylinder niskiego ciśnienia pełni rolę - zabudowanego w bloku silnika - zaworu recyrkulacji spalin. Te - zamiast trafiać z powrotem do cylindrów wysokiego ciśnienia - trafiają do trzeciego cylindra pracującego w dwóch suwach. Tam - w ubogiej w tlen atmosferze - paliwo spala się dużo gorzej niż w dwóch pozostałych cylindrach, ale dzięki temu (niewielka zawartość tlenu) w procesie spalania nie powstają toksyczne tlenki azotu NOx.
W rzeczywistości trzeci cylinder, będąc swoistą chłodnicą spalin, dławi osiągi pozostałych dwóch, ale - gdyby nie on - te nie mogłyby pracować przy tak dużym ciśnieniu (do prawidłowej wymiany gazów niezbędna jest turbosprężarka), bo efekty spalania nie spełniałyby norm emisji spalin.
Czy tego typu rozwiązanie przyjmie się w motoryzacji? Do tej pory producenci niechętnie podchodzili takich "wynalazków". Trzeba jednak przyznać, że to stosunkowo łatwy sposób na poprawę osiągów i obniżenie toksyczności spalin. Rozwiązanie opiera się w całości na mechanice, więc - przynajmniej teoretycznie - zapewniać powinno dużą trwałość.
Jak myślicie, czy silniki zwane "pięciosuwowymi" (z punktu widzenia mechaniki nie jest to najtrafniejsza nazwa) okażą się przyszłością spalinowych jednostek napędowych?
