načítám data...

Motorářské úchylky aneb ty nejpodivnější motory světa

09. prosince 2016, 07:22 26 komentářů Adam Forman TopX

Připadá vám motor do W složitý a exotický? A co takhle motor do X nebo do U? A už jste někdy slyšeli o čtyřpístém dvoutaktním dvouválci?

zobrazit celou galeriiTopX: Motorářské úchylky aneb ty nejpodivnější motory světa

Pokud pravidelně sledujete zpravodajství, jistě už víte, že spalovací motor je mrtvý. Nehezká vibrující věc přeměňující zkapalněné dinosaury na jedovaté plyny přináší naší planetě smrt a budoucnost patří elektromobilům a aluminiu. Je sice pravda, že naše planeta zmírá pod nánosy odpadů naší civilizace, avšak není pravdou, že je motor využívající chemické energie těkavých látek tak docela mrtvý. Vlastně představuje ještě pořád dost živou platformu pohánějící automobily, letadla i lodě. Pomiňme pro dnešek ekologické důvody a soustřeďme se na skutečnost, že nic lepšího než spalovací motor prozatím pro automobily nemáme. Nezbývá nám, než vyvíjet stále účinnější a nápaditější motory, a právě na zajímavosti vynalézavosti mistrů motorářů se dnes podíváme.

Zázrak zvaný OPOC

Jak snížit třecí ztráty v motoru a zároveň zjednodušit složitou konstrukci? Jedno z řešení je vypustit hlavu válců. Dva bloky bez hlavy pak smontujeme proti sobě a vznikne tak motor s protiběžnými písty. Myšlenka protiběžného motoru není o nic novější než klasická koncepce. V historii využily tuto myšlenku především těžké motory pohánějící ponorky a bombardovací letouny. Nejaktuálnější snahou na poli protiběžných pístů je firma Ecomotor, vyvíjející podpůrné pohonné jednotky pro americkou armádu. Zmíněná jednoduchá konstrukce ale především nízká spotřeba pomohla projektu OPOC opustit kolébku agentury DARPA a proniknout nejprve na bojiště a později i na rýsovací prkna civilních společností. Výsledkem vývoje je dvoudobý čtyřpístový dvouválec s protilehlými válci a protiběžnými písty, který se honosí dvojnásobnou účinností oproti klasickému pístovému motoru. Hlavní devizou této koncepce je zkrácený zdvih válců, který umožňuje vyšší otáčky motoru a díky protiběžné a zároveň protilehlé architektuře dosahuje i nízkých vibrací. Ecomotor vyvinul nejen moderního nástupce mnohem starší myšlenky, ale zakomponoval ji do modulárního systému, kde jsou jednotlivé ‚dvouválce‘ řazeny za sebou a spojeny elektronicky řízenou spojkou. Vznikl tak systém vypínání jednotlivých modulů, který podle zatížení zapojí potřebný počet válců do akce.  

Scuderiho vize

Stejně jako u předchozího odstavce, ani v tomto případě nejde o úplnou novinku. Myšlenka motoru s rozdělnými cykly je známá již od samého počátku dvacátého století. Počítá s rozdělením čtyřdobého motoru mezi dva válce. První slouží k sání a ke kompresi, zatímco druhý spaluje palivo a vypouští odpadní plyny. Zajímavým doplňkem je možnost regeneračního brzdění, při kterém kompresní válec generuje stlačený vzduch do zásobníku k pozdějšímu využití pro spalování. Celá myšlenka je v základu dobrá, jelikož čtyřdobý motor tak může pracovat ne čtvrtinu, ale celou polovinu doby trvání cyklu. Navíc stlačený vzduch vycházející z prvního válce do druhého je možné ještě dochladit a pomoci tak s emisemi. Společnost Scuderi Group se pyšní výkonem 135 koní na litr objemu, vyšší účinností i nižšími emisemi.  V souvislosti s touto technologií vlastní firma mnoho patentů a podepsala také smlouvy o spolupráci s předními automobilovými výrobci. Bohužel se nedávno ukázalo, že celá slibná technologie je pouze věrohodným nápadem zakrývajícím klasické Ponziho pyramidové schéma vykutálených vlastníků. Ačkoliv prvotní simulace nového motoru vypadaly slibně, původní vlastníci se k firmě nyní nehlásí a ta čelí několika žalobám ze strany investorů, mezi kterými je i jedna z poboček Toyoty.

Rotační podivnosti

Kdo ze zapálených autíčkářů by neznal Wankelův rotační spalovací motor, pohánějící nadčasové vozy z Hirošimy? Ačkoliv je Wankelův odkaz pod kapotou devadesátkových kupé skutečným technickým skvostem, i on měl své předchůdce. Vývoj byl přirozený, nejprve vznikla snaha využít principů známých z parních strojů a až později došlo k vývoji samostatného spalovacího motoru. První, byť jen teoretickou vlaštovkou, byl Webbův motor. Tři spalovací komory byly odděleny pomocí rotačního pístu a tří rohových těsnících prvků s funkcí naklápění. Pokud je mi známo, tento návrh zůstal pouze na papíře. Už jen utěsnit a precizně vyrobit naklápěcí členy by bylo pro půli devatenáctého století více než náročné.

Vývoj se ubíral směrem k excentricky kroužícímu pístu. Pionýrem se stal jistý Umpleby, když v roce 1908 modifikoval Cooleyho rotační parní motor pro použití zápalných látek. Po tomto pokusu však zbylo více otázek než odpovědí a funkční prototyp nakonec nejspíše nevznikl. Na výsluní slávy se dostal až Felix Wankel, když v padesátých letech začal připravovat první prototypy pro německého výrobce NSU (později se NSU přidalo ke koncernu VW). Pod taktovkou německého výrobce nakonec vznikly dva prototypy. První s označením DKM, dílo Felixe Wankela, měl rotační jak píst, tak skříň. Oproti tomu druhý prototyp, vyvinutý Hannsem Paschkem, využíval pouze rotace pístu uvnitř pevné skříně. Na místě by nejspíše bylo překřtít takové jednotky na ‚Paschkeho motor‘, ale historie je neúprosná a vavříny i nadále sklízí Wankel. Vzhledem k tomu, že na rozebírání historie a předností Wankleova motoru jistě někdy v budoucnu dojde, pojďme raději dále.

Dvouřadý motor

Jistě všichni znáte klasické uspořádání válcových spalovacích motorů. Většina z nás má pod kapotou svého denního přibližovadla řadový čtyřválec, v lepším případě vidlicový šestiválec. Někteří si snad vzpomenou i na historické řadové osmiválce či moderní uspořádání do W. Jen málokdo však zná uspořádání do U, tedy do dvou řad. Hlavním argumentem obhajujícím existenci těchto motorů je značná část dílů společná s klasickými jednořadými motory. A skutečně dvouřadé pohony vznikly nejčastěji prostým spojením dvou jednořadých. Jistě se tímto postupem ušetřilo dost času, avšak problémy vyplývající z těsného sousedství dvou hlav na sebe nenechaly dlouho čekat. Problémy s přehříváním naštěstí příliš netrápily letecký průmysl a tak vůbec prvním dvouřadým motorem byl U-16 od Bugatti, pohánějící jedno z prvních amerických vojenských letadel – dvousedadlovou stíhačkou Packard-Le Père LUSAC-11. Jeden motor koncepce U-8 se málem objevil i pod kapotou automobilu, a to Matry Bagheera. Ze záměru spojit vedle sebe dva čtyřválce ze Simcy naštěstí sešlo. O něco větší slávy se dočkaly dvouřadé vznětové motory, které poháněly diesel-elektrické lokomotivy v Británii v šedesátých letech. Za nejslavnější dvouřadý motor použitý v motorovém vozidle lze považovat jednotku 6046D od General Motors, která poháněla legendární tank M4A2 Sherman. Dvouřadý dvoudobý kompresorem přeplňovaný vznětový dvanáctiválec sám o sobě vážil poctivé 2,3 tuny a ze svého téměř čtrnáctilitrového objemu dokázal vymáčknout 410 koní výkonu a 1200 Nm.

Křížový motor

Podobně jako je motor do U spojením dvou jednořadých motorů, písmeno X vyjadřuje dva vidlicové svázané dohromady. Toto neobvyklé řešení však používá jedinou klikovou hřídel. Svých patnáct minut slávy si křížové motory odbyly během druhé světové války, kdy prostým spojením dvou vidlicových dvanáctiválců vznikly křížové jednotky o dvaceti čtyřech válcích, schopné pohánět ty nejtěžší stroje. Záhy se však projevily problémy se spolehlivostí. Ačkoliv o nasazení křížových motorů uvažovala jak Třetí říše, tak Itálie, byli to nakonec pouze neohrožení Britové, kteří je uvedli do praxe. Nechvalně známý X-24 Rolls-Royce Vulture měl být novou generací výkonných motorů nasazených v RAF. Nakonec se dostal pouze do motorových gondol nechvalně známého bombardéru Avro Manchester, který i díky chronicky nespolehlivým motorům strávil velkou část nasazení na zemi (a ze kterého se po instalaci čtveřice spolehlivých, konvenčních dvanáctiválců Rolls-Royce Merlin stal legendární Lancaster).

Křížové motory měly najít uplatnění i v automobilech, jenže z původního Fordova prototypu X-8 se nakonec vyklubala legendární V-8 Flathead. Bylo by však omylem domnívat se, že je myšlenka unikátního uspořádání zcela zapomenuta. Posledním počinem na poli křížových motorů je jednotka ChTZ 12Н360, pohánějící nový ruský tank páté generace T-14 Armata. Měly by vzniknout různé výkonové varianty, přičemž nominální výkon je nastaven na 1500 koní. Nakonec se snad uspořádání do X dočká povýšení v poli.

Zapomněli jsme na některé z nekonvečních uspořádání motorů? Vzhledem k tomu, jak úchylní dokáží někteří inženýři být, jsme si jistí, že ano. Pomozte nám najít inspiraci pro druhý díl tohoto článku a napište nám své tipy do komentářů!

Nelíbí se Vám reklamy, ale líbí se vám články?
Podpořte nás, pořiďte si VIP členství a užijte si autíčkáře bez reklam.


Mohlo by Vás také zajímat

Pro přidání komentáře se přihlašte nebo registrujte

Komentáře

Ta
Tarrantula
09. prosince 2016, 08:04
0

Pěkný článek, do dalšího dílu bych přidal
http://www.innomot.de/kugelmotor.htm

Možná bych také zmínil hvězdicové motory, případně nějaké alternativní motory jako plynové turbíny apod.

reagovat
Lu
LuckyK.
09. prosince 2016, 12:29
0

Ano, turbínové motory bych taky přidal, mají zajímavou historii, nejen ve formulích ;)

Su
Sumy
09. prosince 2016, 09:49
0

Jestli se nepletu, tak Tempest mel motor do H se dvema klikovkama. Take rotacni motory jsou ulet. Nejen diky podstate-rotuje motor, klikovka stoji, ale i fakt, ze vykon nebul regulovan karburatorem jako je bezne, ale dle pozadovaneho vykonu byla dopravovana vzdy plna davka paliva, ale jen do nekterych valcu. Zvukovy projev takoveho motoru je pak opravdu zvlastni a zni jako serie nahodnych vybuchu :-)

reagovat
Polar Bear
09. prosince 2016, 10:55
0

Sumy, zrovna o tom jsem chtěl psát :). Vulture trpěl spoustou vývojových drobností (spolehlivost) a jednou velikou - byl pozadu za slibovaným výkonem. Jeho konkurent Napier se svým motorem Sabre (řadový do H s dvěma klikovkami jak píšeš) taky neměl na růžích ustláno, ale nakonec se z něj vyklubal jeden z nejlepších motorů 2WW. Typhoon byla dobrá stíhačka, fantastický Tempest v podobě, jaká byla v plánu přišel bohužel až na konci války. Ale pro svoji kulervoucí rychlost v nízkých výškách byl nasazován na lov nacistických letounových střel. Jeho výškový přemožitel je samozřejmě v článku zmiňovaný motor RR Merlin používaný ve Spitfirech na lov rovnocenných FW190. Ten RR Vulture ale byl úlet a klobouk dolů před autorem článku, že jej zmínil :)

Su
Sumy
09. prosince 2016, 12:18
0

Jj, vubec kloubouk dolu pred autorem. Je cistou radosti cist takto zdarily clanek.

jo
jokolo
09. prosince 2016, 09:59
0

supr clanek, priste muzete pridat i nejaky videa, pokud existujou

reagovat
podvlada
09. prosince 2016, 10:37
0

Na podobné téma můžu doporučit tenhle kanál na YT
https://www.youtube.com/user/VisioRacer

reagovat
abc
09. prosince 2016, 12:07
0

Ten OPOC je zajímavý, ale kdyby měl dvojnásobnou efektivitu, tak by se nepoužívalo nic jiného. Dvojnásobnou efektivitu má tak maximálně vzhledem k počtu válců nebo rychlosti pohybu pístu. V podstatě je to klasický motor, akorát vždy dva válce sdílí spalovací prostor a svíčku. Větší frajeřina by byla, kdyby uměl třeba měnit kompresní poměr. A proč by to mělo zmenšovat třecí ztráty, to nevím.

Ponziho schéma okolo motoru s rozdělenými cykly mě pobavilo. To jsme to dopracovali :-D

Ještě jsou zajímavé 5dobé motory:

;feature=related

Ještě existuje varianta 5taktního motoru, kdy je do klasického motoru přidána jedna doba, kdy se vstříkne voda a na pátou dobu motor funguje jako parní stroj, čímž se lépe využije odpadní teplo.

reagovat
Lu
LuckyK.
09. prosince 2016, 12:31
0

Jinak bych skoro zapomněl na pochvalu :D super článek...Doufám v brzký rozbor rotačních motorů ;) a v jejich brzký návrat na scénu samozřejmě

reagovat
Matěj Podhorský
09. prosince 2016, 15:01
0

Všelijaké cizácké, zahraniční úchylárny bys sem napsal, ale na heroický počin našich bratrů ze Slovenska, tedy čtyřválcový dvoutakt s osmi hlavami, pracující jako šestnáctiválec, od konstruktera Toporcera, jsi zapomněl :D

Btw inzerat na sportovních vozech už zmizel. Asi expiroval, protože kdyby to někdo koupil, tak se asi zhroutí vesmír

reagovat
briza
09. prosince 2016, 16:37
0

Vzpomněl jsem si úplně na to samý :)

Su
Sumy
09. prosince 2016, 16:57
0

To jo, to by slo do party i s vedlejsim clankem o aerodynamice a propracovanosti DB11 :-))

abc
09. prosince 2016, 23:26
0

Co se týče toho stirlinga - dá se koupit funkční model na dealextreme (nejspíš; nevím přesně, kde to kámoš koupil). Položíš to na hrnek s horkou vodou a ten motor se začne točit, a nabere docela solidní otáčky - až jsem čuměl, jak rychle může stirlingův motor fungovat- odhaduju 4 otáčky za sekundu, docela mazec.

Na youtube jsou i daleko rychlejší, každopádně stirlingův motor je pro pohon automobilu asi zcela nevhodný -- je vhodný tam, kde máš trvale nějakou teplou plochu a můžeš vyrábět např. elektřinu zdarma.

PepaSFI
09. prosince 2016, 19:59
0

pokud bysme vykročili i k motorům s vnějším spalováním, byla by to celá řada variant parních strojů a taky Stirling. U Stirlinga nevím jestli se někdy použil ve vozidlech mimo nějaké pokusy ale pára se určitě používala. Z české autohistorie je velmi známý parní náklaďák Škoda Sentinel.
Ale zpátky k vnitřnímu spalování. Musíme zmínit klasický dvoutaktní cyklus. Z dnešního pohledu je to podivnost podivná, motor co potřebuje olej v palivu protože nemá mazání a při fázi výfuku vykejchne část směsi bez užitku ven. A musím zmínit extrémní variantu, dvoutaktní detonační se žárovou komůrkou, kdysi populární v traktorech Lanz-Bulldog. kdo to někdy viděl naživo, nezapomene. Před startem se to musí nahřát letlampou a pak to s impozantním kraválem běží na cokoliv co trošku teče a teoreticky hoří.


Když se vrátíme do současnosti, celkem dost jsou používané motory Atkinson a Miller. Leckdo to možná má v autě a ani o tom neví. Zjednodušeně řečeno, řeší se tam lepší využití expanze a menší ztráty při kompresi. Obvykle tím že je tam pátá doba-oddech. Při kompresi se sací ventil zavře později, část komprese se nekoná, odfoukne se zpět do sání.


Ještě k těm už zmíněným, motor s protiběžnými písty, letecký diesel Junkers Jumo je k vidění v Technickém muzeu v Brně. je to dokonce školní průřez, opatřený popisky jednotlivých částí a fází chodu. Ale teď tam nechoďte, místo nejkrásnějšího parního stroje jsou tam chrochtající gumoví dinosauři. Anebo jo, i tak je tam toho spousta.

reagovat
Br
Breakthru
09. prosince 2016, 20:21
0

Zrovna Miller dobře fungoval v Xedos 9 už před dvaceti lety.Zajmavej je ještě systém vrstveného spalování od Hondy - CVCC....

sumy
09. prosince 2016, 21:05
0

Tak od Hondy je zajimavej i i-DSi se zdvojenym zapalováním a samostatně řízeným předstihem. Ideální městskej motor. co má 80% točivého momentu od 1200rpm. Ve městě to jezdí za míň než kombinovanej provoz. Škoda že tu "malorážku" trápim hlavně po dálnici :-/
A ještě jsem provozoval Mitsubiší 4G64 v GDI 110kW, které na rozdíl od dnešních přímovstřiků přecházelo do režimu chudé směsy s plně otevřenou škrtící klapkou a výkonem řízeným množstvím paliva. V MPV to umělo při naučený noze chodit za absurdně nízkou spořebu.A když se na to šláplo, tak to i hezky jelo :-)

Br
Breakthru
10. prosince 2016, 10:59
0

Dvoutakt nemusí mít vždy směs s olejem.Jak jsem už psal, vzniklo někdy před 80 lety u DKW s přeplňováním písty.Zajmavej je taky dvoutaktní diesel.V práci máme starý TKáčko - dnes vyrábí Pavel Šálek.Tahle mašina má dvoutaktní jednoválec diesel.Šílenej hukot a rarita:)A dřív se dvoutaktní diesel používal ve vlacích....jednoduchý a nenáročný stroje...
tady je odkaz na to DKW
http://auta5p.eu/muzea/sachsen_museum_2003/sachsen_04.php

Br
Breakthru
09. prosince 2016, 20:18
0

super článek.:)
vzpomněl jsem si ještě na Stirlingův motor.Pak dvoutaktní V6 od Melkuse.A lahůdka dvoutaktní DKW Sonderklasse s mazanou skříní jako klasickej čtyřtakt a přeplňovanej dvouma pístama-lahůdka...a jak tu už psali, tak turbína :)... nebo hvězdicový motory z letadel 1. světový...

reagovat
krab
09. prosince 2016, 20:35
0

Taky se přidám. Moc příjemný článek! Zrovna jako ten před ním od Matěje ohledně aerodynamiky.

Koukám co se ještě nezmínilo, tak nadhodím ještě čtyřválec v uspořádání do čtverce. To je zajímavá konstrukce, vlastně co vím, tak leta používaná jenom v jednom motocyklu : Arielu Square four.
http://www.cycleworld.com/2015/07/10/ask-kevin-why-doesnt-anybody-produce-a-square-four-motorcycle-engine

reagovat
Zd
ZdenekK
10. prosince 2016, 13:10
0

Nikdo tu myslím nezmínil Napier Deltic, to je taky krásná historická "úchylárna" a poměrně úspěšná. :)

reagovat
PepaSFI
10. prosince 2016, 17:26
0

ještě musím zmínit jeden zvláštní motocykl. Po válce se dělal Manet zvaný dvoupísťák. Motor byl dvoutakt asi 90 ccm a zvláštní byl tím že to byl dvouválec a současně jakoby nebyl. Byly tam dva válce, dva písty které se pohybovaly na dvou ojnicích ale na jednom čepu kliky, tedy současně. Ale válce nebyly vedle sebe ale za sebou takže se to trošku podobalo motoru do V. Jenže to mělo jen jednu hlavu a jeden spalovací prostor, společně pro oba válce. Oba písty tedy pracovaly společně. Tím jak byl jeden trochu napřed, motor měl velice zvláštní chod, skoro jako čtyřtakt a na tu dobu byl pozoruhodně agilní.

reagovat
Matěj Podhorský
10. prosince 2016, 18:08
0

Tak jsem si vyhledal nějaké informace, a to je teda zajímavá věc. Více info a fotek zde: http://manet.wz.cz/technologiedvojpist.htm

Br
Breakthru
11. prosince 2016, 11:35
0

úžasná věc.Včera jsem to študoval a slintal nad tím...snad v létě na nějakýho maneta narazím na nějakým srazu:)...
Jináč jsem si vzpomněl ještě na desmodromický rozvod od Ducati nebo CIH, co používal Ford a Opel...

VK
VK
11. prosince 2016, 21:18
0

Člověka až napadá, když už je turbo běžnou, masově vyráběnou, tedy bezpečně technologicky zvládnutou záležitostí, navíc se začínají do běžného provozu přinejmenším pro sport dostávat generátory hnané turbínou a elektrický přenos výkonu z nich na kola, zda nenazrál čas se na válce, písty a všechno to kolem mezi kompresorem a turbínou vykašlat, dát tam spalovací komoru - a automobily pohánět plynovou turbínou.

reagovat
Polar Bear
12. prosince 2016, 02:31
0

No, ale to se zkoušelo už v tanku (myslím že Abrams a T80(nebo už T64?). Problém je, že to žere jak nezavřený. I když tank má úplně jiný poměr hmotnost/výkon, musí být vícepalivový a hlavně přežít lehké offroad skotačení. Takže moje závěry mohou být hodně nepřesné. Ale osobně jediný elektromotor co uznávám je ten v McLaren P1 a Porsche 918 Hybrid a ti dva kruťáci turbínu nepotřebují :P

Vo
Vondry
12. prosince 2016, 13:11
0

Mě již před nějakou dobou zaujalo toto:

reagovat


Poslední komentáře

Poslední inzeráty

Dodge Challenger SXT 3.6 V6 2016
Dodge Challenger SXT 3.6 V6

2016 rok výroby
309 koní výkon
3 600 ccm objem

Mazda 6 sport dynamic 2.2 mzr cd 120kw 2012
Mazda 6 sport dynamic 2.2 mzr cd 120kw

2012 rok výroby
163 koní výkon
2 200 ccm objem

Microcar M:GO  505ccm2  2011
Microcar M:GO 505ccm2

2011 rok výroby
5 koní výkon
505 ccm objem

Ligier Ostatní IXO 505ccm2 5 ps 2011
Ligier Ostatní IXO 505ccm2 5 ps

2011 rok výroby
5 koní výkon
505 ccm objem

Microcar M:GO lombardini 505 ccm2  2015
Microcar M:GO lombardini 505 ccm2

2015 rok výroby
4 koní výkon
505 ccm objem