name | autoweek.cz

Parní motor žije

15.11.2010 | Vladimír Rybecký | Trendy

Motor firmy Cyclone Power Technologies není dalším z pokusů o modernizaci spalovacího motoru. Jde totiž o motor s vnějším spalováním umožňující provoz na jakékoli palivo.

Pojem motor s vnějším spalováním je trochu překvapivý. Odborníci vědí, že se k pohonu automobilů používají motory pracující s vnitřním spalováním. Ať již jsou zážehové nebo vznětové, palivo u nich hoří v pracovním prostoru a svou expanzí působí jako zdroj pohybu pístu. Motor s vnějším spalováním je už téměř zapomenutý, protože tento princip využívaly parní stroje, u nichž se nejprve zahřívá voda v kotli a až pára svou expanzí působí na píst.

U motoru Cyclone Engine je člověk trochu zmatený protože je schopen bez úpravy pracovat v podstatě na jakékoli palivo.

Motor připravuje do výroby firma Cyclone Power Technologies sídlící v Pompano Beach na Floridě. Harry Schoell, jenž tuto společnost řídí, rovněž vše vynalezl  a proto se jeho společnost snaží motor prezentovat pod jménem Schoell stejně, jako tomu bylo v případě motoru Rudolfa Diesela (chudáku Nikolasi Ottovi zůstalo zachováno jméno u zážehového motoru jen u Němců). Motor Cyclone je výsledkem mnohaleté práce, při níž Schoell získal dva patenty a dalších 11 schválení očekává.

Cyclone je motor s vnějším spalováním regenerující teplo v Rankinově cyklu. Zjednodušeně řečeno tato jednotka je schopná měnit teplo na práci. Princip práce Rankinova cyklu (též Clausiova-Rankinova cyklu), který se dnes používá k vytváření  asi 80 % veškeré elektřiny spotřebované v moderním světě, má jednu bezvadnou vlastnost: pracuje na bázi odpařování tekutiny (nejčastěji se používá voda). Tato vlastnost znamená, že u něj lze použít jakékoli palivo, jehož používání uvolňuje teplo.

Na rozdíl od tradičního motoru s vnitřním spalováním, ve kterém se palivo zapaluje pod vysokým tlakem uvnitř válců, motor Cyclone jej spaluje ve vnější komoře mimo válce za normálního tlaku. Teplo vzniklé spalováním paliva se používá k přeměně vody na páru, takže to co pohání motor není palivo, ale pára.

Podle firmy Cyclone Power není zapotřebí, aby to, co vytváří páru bylo běžným palivem. Výrobce uvádí, že používá vše od pomerančových slupek a řas až po fosilní paliva počínaje butanem přes zemní plyn až po práškové uhlí. A vše funguje. Pro zvýšení účinnosti Schoell vynalezl a nechal si patentovat předehřívání paliva systémem cívek.

Proces začíná atomizací paliva a jeho vstříknutím do odstředivé spalovací komory. Tam je, tak jako u ostatních motorů, palivo zažehnuto svíčkou. Vzniklý plamen se otáčí kolem tepelných závitů. V závitech je voda, která během pěti sekund přechází v páru.

Takto vzniklá pára putuje do šesti pracovních válců s tlakem dosahujícím až 3200 psi (22 MPa) a stlačuje písty stejným způsobem jako u běžného motoru. Zajímavou vlastností je to, že motor ke své funkci nepotřebuje mazání, protože voda zde funguje jako tekutina i jako olej. Vzhledem ke způsobu konstrukce systému ventilů motor nepotřebuje ani spouštěč.

Písty stlačené tlakem páry roztáčejí klikový hřídel. Firma udává, že motor je možné připojit přímo k hnací jednotce, čímž se vynechá převodovka. Důvodem je skutečnost, že největšího točivého momentu motor dosáhne hned při prvním roztočení (1153 N.m).

Poté, co pára vykoná svou práci a posune písty, je uvolněna výfukovými otvory a směřuje do kondenzační jednotky, kde je opět přeměněna na vodu. Voda se shromažďuje na dně kondenzátoru a je použita v novém cyklu. Čerpadlo čerpá vodu z pánve do ohřívacích závitů a celý proces začíná znovu. Vodu proto není potřeba doplňovat. Podle Schoella motor Cyclone pracuje s teplotní účinností 34 %.

Motor Cyclone slibuje celou řadu předností. Pracuje téměř na vše za předpokladu, že se to dá zapálit svíčkou a vydává to teplo. Může pohánět jakékoli biopalivo bez nutnosti jej míchat s fosilními palivy. Absence mazadla znamená, že není potřeba se zbavovat použitého oleje. Nižší teplota spalování neumožňuje vytvoření obávaných emisí NOx. Pro pohyb pístu se používá minimální množství vody, která se teoreticky nemusí nikdy vyměnit. U vozidel poháněných motorem Cyclone proto lze předpokládat nižší výrobní náklady.

Existuje nějaké reálné využití? Podle výrobce ano. Plánuje výrobu pěti verzí motoru Cyclone: Mark II, V, VI, WHE a Solar 1. V automobilovém průmyslu by se měla používat verze Mark V o výkonu 75 kW (100 k) při 3600/min, která je ideální pro osobní vozy. Pro pick-upy a těžká dopravní vozidla je určena verze Mark VI s výkonem 240 kW (330 k).

Přichází opět čas parních strojů? Protože Cyclone (nebo chcete-li Schoell) právě takovým strojem je - je parním motorem, ale zmenšeným, optimalizovaným a přizpůsobeným moderní době.

Má vůbec motor Cyclone nějaké nevýhody? Podle výrobce žádné nejsou. Jedna tu ale je, a to zcela zásadní: motor Cyclone dosud není na trhu.

Ale co není může brzy být.

Pro propagaci této pohonné jednotky se připravuje společnost Cyclone Power Technologies rekordní vozidlo Torque King, které by mělo s motorem Cyclone Mark V překonat rychlostní rekord vozidel s vnějším spalováním dosažený britským Team Inspiration, tedy 237 km/h, a překonat hranici 200 mph (320 km/h). S pomocí vozidla, které staví Chuck Williams, chce nejen prokázat parametry pohonné jednotky, ale také prolomit nedůvěru veřejnosti, představující si pod motory s vnějším spalováním (či chcete-li parními stroji) kouřící a supící parní lokomotivy.

Koncem roku 2009 firma Cyclone Power Technologies uzavřela smlouvu o spolupráci s čínskou automobilkou Great Wall, resp. s jejím oddělením vývoje alternativních pohonů GWAPS (Great Wall Alternative Power Systems) na využívání principu motoru pracujícího se Schoellovým cyklem. Po ověření činnosti na malém zkušebním prototypu plánuje výrobu motoru Cyclone Mark V pracujícího na biopalivo.