Da je samo do efikasnosti, danas bismo imali sasvim drugačije motore

Vitorio Gidela, tadašnji rukovodilac razvoja u Fijatu, izjavio je 1986. godine da budućnost automobila ne određuju konstruktori nego političari i menadžeri. Uprkos opšte prihvaćenom mišljenju, automobili nisu tehnološka prethodnica, nego luksuzna roba, pri čemu je prioritet dat profitu u odnosu na pouzdanost i trajnost.

Pravce razvoja benzinskih automobilskih motora predložila su početkom 21. veka petorica nemačkih univerzitetskih profesora: Pišinger, Merker, Švarc, Štiš i Oto. Pišinger je sa svojim saradnicima na Univerzitetu u Darmštatu ustanovio eksperimentalno, da se najbolja efikasnost ostvaruje ako je radna zapremina jednog cilindra 500 centimetara kubnih. Ostala četvorica su takođe testiranjima i merenjima došla do saznanja da je motor koji ima maksimalni pritisak na čelo klipa od 11,4 bara, efikasniji za 6% od pokretača koji ostvaruje maksimalni pritisak na čelo klipa od 25 bara. Zaključak je bio da bi benzinski motor budućnosti trebalo da ima prečnik cilindra od 84 milimetra, hod klipa od 90 mm, maksimalni pritisak na čelo klipa od 11,4 bara, direktno ubrizgavanje goriva pod pritiskom od 500 bara i stepen kompresije od 14,7:1.

Po mišljenju struke, idelan motor sa četiri cilindra i 2 litra optimalno bi razvijao 142 KS na 5.500 o/min i 181 Nm na 3000 o/min, a motor sa osam cilindara i radnom zapreminom od 4 litra imao bi maksimume od 258 konjskih snaga na 5000 o/min i 362 Nm na 3000 o/min

Ali, kupce privlači raskoš… U današnjim limuzinama F segmenta nalazi se 200 elektromotora, koji pokreću sedišta, prozorska stakla, krov, vrata, prtljažnik, zastore… Elektromotori su upotrebljeni čak i za uvijanje, spajajnje i razdvajanje stabilizatora ogibljenja, da bi se dobila što bolja udobnost. Neizostavni su postali i kompresori vazdušnih opruga ogibljenja, zatim, masažeri, ventilatori i grejači u sedištima…Svi ti sklopovi su uticali na povećanje mase vozila. Sedan dužine od 4,7 metara ima masu veću od 1700 kg, a luksuzne limuzine i terenci dužine od preko 5 metara premašuju dve i po tone. Zato su postali neophodni motori sa velikim obrtnim momentom. Međutim, motor sa 12 cilindara od 7 litara radne zapremine bio bi preskup.

Stoga su odabrani turbo punjači  jer sabijaju vazduh pod visokim pritiskom, a veća količina kiseonika omogućava da sagori veća količina benzina ili dizela i tako se nadoknađuje manjak radne zapremine uz dobitak veće snage i obrtnog momenta. Na primer, zahvaljujući turbo punjaču, benzinski motor  od dva litra radne zapremine može da razvija i više od 300 konjskih snaga, uz maksimalni obrtni moment od 400 Nm. Dakle, može biti snažniji od atmosferskog motora od 4 litra, pri čemu je i jeftiniji za 60%, ali i više zagađuje okolinu za 6 procenata.

U cilju smanjenja zagađenja već tridesetak godina primenjuje se hibridna tehnologija. Ali, koliko je primena hibridnog pogona opravdana u praksi? Prema navodima Audija, ona može da doprinese smanjivanju potrošnje kod benzinskih pokretača za 0,74 litra na 100 km, ali samo u gradovima, gde postoji potreba za čestim kočenjima zbog gužvi. Na auto-putu, zbog veće mase vozila i potrošnja je veća. Manja masa vozila za 95 kg donela bi manju potrošnju goriva u istoj meri kao i hibridni pogon.

{{related-post-1}}

Zamisao o primeni hibridnog pogona nastala je u megapolisima, u kojima se vozi po sistemu  kreni-stani. Princip je da pri čestim kočenjima, može da bude proizvedena električna energija, koja bi bila akumulirana u akumulatorima. Kasnije se ta proizvedena električna energija koristi za napajanje elektromotora, koji radi umesto ili istovremeno sa benzinskim pokretačem. Kako su dizel motori efikasniji od benzinskih za 20 procenata, cilj je bio da se hibridnim pogonom ta razlika smanji ili dostigne. Ali, ako nema kočenja, onda se i ne proizvodi električna energija, a drugi akumulator i elektromotor povećavaju masu za 200 kg, što znači povećanje potrošnje za 1,5 litara na 100 km.

Američki univerziteti su ustanovili testiranjima da najbolji benzinski motori imaju efikasnost od 28,4%, što znači da se od 34,5 megadžula energije, koliko sadrži jedan litar benzina, dobije na kolenastom vratilu rad od 9,83 megadžula. Na osnovu testiranja, obavljenih na nemačkim univerzitetima, efikasnost benzinskog motora je 43% na 2500 o/min., pri pritisku na čelo klipa od 10 bara, a ako je pritisak na čelo klipa 12 bara pri 5000 o/min., efikasnost je 26%. Da bi se dobio veći pritisak na čelo klipa i dalje veći obrtni moment, neophodno je da se ubrizga veća količina benzina. Ali, u takvim slučajevima, ostaje veći procenat nesagorelih ugljovodonika. Da bi bio izvršen rad od 1 kWh ili 3,6 megadžula, pri pritisku od 10 bara na čelo klipa, potroši se 241 gram benzina. Ako je pritisak na čelo klipa 12 bara, potroši se 400 grama da bi bio izvršen rad od 1 kWh ili 3,6 megadžula na kolenastom vratilu, to jest „radilici”. Ako je pritisak na čelo klipa 25 bara, potrošnja je 540 grama benzina po kilovat-času izvršenog rada.

Uticaj na potrošnju i samim tim i na emisiju štetnih gasova i zagađenje okoline, imaju i koeficijent otpora vazduha i površina poprečnog preseka vozila, i zato terenci troše za oko 30%  više od limuzina ili kupea, sa istom tehničkom osnovom, to jest istim motorom i menjačem. Karoserija od aluminijuma je lakša od čelične za 150 kg i doprinela bi u većoj meri snižavanju potrošnje goriva i dodatno zaštiti okoline nego hibridni  pogon, ali zato što povećava cenu i smanjuje zaradu, prisutna je uglavnom na vozilima koja koštaju više od 200.000 evra. Svesne toga koliko masa utiče na potrošnju goriva, odnosno na emisiju štetnih gasova, vlasti Pariza već sprovode odluku da je parkiranje tri puta skuplje za vozila koja imaju više od 1.600 kg, a pre deset godina, vlada Francuske je predlagala zabranu upotrebe vozila mase veće od 1.700 kg, ali se isprečila Evropska komisija.  

Koncept automobila manje mase, sa efikasnijim pokretačima nije ni razmatran u SR Nemačkoj, iako su predlagači bili uticajni ljudi. Kristijan Švarc radio je tada u BMW-u, Frank Oto u Mercedesu, a Gunar Štiš u kompaniji MTU, koja isporučuje motore za tenk „leopard”. Kao i uvek, pri odlučivanju je prevagnuo – profit.