Silnik Scuderi: mocno i ekologicznie

Rosnące ceny paliwa sprawiają, że coraz częściej mówi się o alternatywnych silnikach. Czasem jest jednostka o zupełnie innej zasadzie działania (jak silnik elektryczny w samochodach wykorzystujących ogniwa paliwowe), często jednak są to silniki spalinowe, których sprawność jest wyższa niż w tych, które używamy teraz. Firma Scuderi pracuje nad nowym rozwiązaniem, które ma zwiększyć moc, a zarazem zmniejszyć spalanie i emisję szkodliwych gazów.

Silnik Scuderi konstrukcyjnie przypomina jednostki używane dzisiaj. Jednak różnica polega na rozdziale faz działania. Ssanie i sprężanie wykonywane są w jednym cylindrze z pary, natomiast praca i wydech w drugim. Taki podział pozwala na uzyskanie mniejszych strat energetycznych, czyli większej sprawności silnika. Dzięki zastosowaniu dwóch współpracujących cylindrów efektywnie straty powstające na wale korbowym są mniejsze.

Zasada działania jest bardziej złożona niż w klasycznym rozwiązaniu, jednak dość zbliżona. Pierwszy cylinder z pary (nieco mniejszy od drugiego) służy do zasysania i sprężania powietrza. Następnie sprężone powietrze poprzez specjalny kanał dostaje się do drugiego cylindra, w którym następuje zapłon, a na końcu wydech spalin. Jest to praca w tak zwanym cyklu Millera, który może być też wykorzystywany w konwencjonalnych jednostkach, jednak tam prowadzi to do zwiększenia pojemności silnika. Natomiast w tym przypadku zastosowanie tego cyklu umożliwia zmniejszenie jednostki. Rozdział suwów na dwa oddzielne cylindry pozwala na wykonanie pracy przy każdym ruchu tłoka.

Dodatkowo inżynierowie stwierdzili, że działanie silnika Scuderi ulega znacznej poprawie przy zastosowaniu turbosprężarki. Działa ona tak samo jak w przypadku klasycznej jednostki napędowej. Jedyna różnica polega na tym, że gazy wydechowe napędzające turbinę wydostają się z drugiego cylindra, a sprężone powietrze jest doprowadzane do pierwszego. Wyjątkowe korzyści z zastosowania turbosprężarki wynikają z faktu, że to właśnie dzięki niej można zmniejszyć średnicę cylindra odpowiadającego za sprężanie. Jak informują twórcy, zmniejszyło to wielkość silnika o 29 proc., a spalanie spadło o 14 proc.

Firma Scuderi opracowała jeszcze jedno urządzenie poprawiające pracę silnika. Służy ono do odzyskiwania energii podczas hamowania. Odbywa się to podobnie jak w typowych hybrydach, jednak sposób magazynowania energii jest inny. W momencie, gdy następuje hamowanie silnikiem ruch pierwszego tłoka w każdej parze wykorzystywany jest do kompresji powietrza, które pod wysokim ciśnieniem magazynowane jest w specjalnym zbiorniku. Połączenie ze zbiornikiem znajduje się w połowie kanału pomiędzy cylindrami. Dzięki temu w trakcie normalnej pracy silnika ciśnienie zebranego powietrza może być wykorzystane do poprawy spalania w drugim cylindrze.

Zastosowanie zbiornika powietrza jest nietypowe - na ogół silniki hybrydowe magazynują energię elektryczną w bateriach lub kinetyczną za pomocą koła zamachowego. Jednak idea jest podobna. Dopiero sposób późniejszego jej wykorzystania (w silniku Scuderi do zwiększenia ciśnienia w cylindrze wykonującym suw pracy) jest nietypowy.

Jak można się przekonać, inżynierowie ze Scuderi oprócz opracowania samego silnika musieli wprowadzić w nim wiele usprawnień. Dzięki temu, jak zapewniają, jest on dużo bardziej wydajny niż klasyczne jednostki. Mimo potrzeby zastosowania dwóch cylindrów zamiast jednego, przy 4 000 obr./min. Silnik wytwarza 102 KM z każdego litra. Jednak, jak donoszą nieoficjalne źródła przy zwiększeniu obrotów do 6 000 obr. na min. moc osiągnie poziom 135 KM z litra pojemności. Warto też podkreślić, że silnik Scuderi będzie zapewniał wysoki moment obrotowy - stosunek momentu obrotowego do mocy podobny, jak w silnikach Diesla.

Zwiększenie efektywności silnika, to nie tylko potrzeba spalenia mniejszej ilości paliwa. Wiąże się ona ze znacznie lepszą wydajnością spalania, a co za tym idzie mniejszą ilością powstających trujących spalin. Twórcy silnika przekonują, że ta nowa jednostka produkuje aż o 80 proc. mniej tlenków azotu, czyli najbardziej trujących gazów produkowanych przez silniki spalinowe.

Pierwsze testy zostały wykonane z wykorzystaniem Nissana Sentry z 2011 roku. Zamontowanie silnika Scuderi pozwoliło na zmniejszenie spalania o 25 proc. Był to pierwszy test, który w warunkach rzeczywistych sprawdzał zalety nowego silnika. Sal Scuderi, szef firmy, był bardzo zadowolony, gdy mógł udowodnić, że nowa jednostka dobrze sprawdza się w rzeczywistym zastosowaniu. Firma Scuderi posiada filie na całym świecie, a w ponad 50 krajach posiada kilkadziesiąt patentów. Duży budżet i takie wyraźne zaangażowanie mogą być dobrym znakiem i oznaczać, że silniki Scuderi w końcu trafią do seryjnej produkcji.

sj/mw