Ecomotors Opoc-Motor - Dva proti sobě

V hledáčku možností, jak u klasického spalovacího motoru dále zvýšit jeho účinnost, se objevil nový adept, který nese jméno OPOC-Motor...

Zkratka OPOC znamená Opposed Pistons – Opposed Cylinders, což je koncepce známější spíše jako motor s protiběžnými písty. Někteří konstruktéři pohonných jednotek jsou toho názoru, že má dostatečný potenciál nejen prodloužit život spalovací jednotce, ale také soupeřit s dal­šími alternativními koncepcemi. Svou stavbou a pracovním principem by OPOC mohl přispět k významnému snížení emisí CO₂ u různých druhů vozidel.

Podle inženýrů americké společnosti EcoMotors International z Allen Parku (Michigan), jež se vývojem tohoto motoru delší čas zabývá, lze zvýšit jeho účinnost do té míry, že se spotřeba proti klasickému čtyřdobému motoru v běžném provedení sníží v rozpětí patnácti až padesáti procent. Vedle toho je novinka lehčí, tedy s menšími prostorovými nároky (poněkud ale vadí jeho značná šířka) a vý­roba může být výrazně levnější. Princip motoru OPOC oprášil Peter Hofbauer, někdejší šéf vývoje pohonných jednotek Volkswagen, který byl u zrodu prvního TDI, přeplňova­ného vznětového motoru pro osobní vozy, a také netradičního agregátu VR6 s úhlem rozevření válců pouhých 15°, dovolujících používat jejich společnou hlavu. Když pracoval u tak velké automobilky, nebyly na potřebné dlouhodobé experimenty podmínky, neboť byl plně vytížen jinými úkoly, ale nyní se motoru OPOC věnuje ve zmíněné společnosti EcoMotors, již v roce 2008 založil a stal se tedy jejím ředitelem.

Motor s protiběžnými písty lze konstruovat v různých prove­deních. Není problémem využít jeden nebo dva klikové hřídele, či jej navrhnout jako zážehový nebo vznětový. Pracovat může jak s atmosférickým plněním, tak s přeplňováním turbodmychadlem; zpravidla však jako dvoudobý. Jeho princip vycházející z jednoho válce, v němž se proti sobě pohybují dva písty, sahá až do pionýrských dob stavby motorů. Patentován byl již v roce 1877 a první pokusný exemplář, postavený na základě tohoto patentu, je z roku 1907. Nové motory EcoMotors OPOC blízké sériové výrobě jsou typy EM 65 a EM 100; bližší technické informace ale firma zveřejnila pouze u většího typu, spalujícího naftu. Dvoudobá jednotka EM 100 má vrtání válců 100 mm, váží kolem 135 kg a vykazuje výkon 240 kW (326 k) při 3500 min^‑1, resp. největší točivý moment 900 N.m při 2100 min^‑1.

Výkonová hmotnost činí zhruba 1,8 kW/kg, což vývojáři Eco­Motors označují za velký úspěch. Už příští rok má podle smlouvy začít licenční sériová výroba u čínské firmy Zhongding, aby jím mohl být vybaven první nákladní automobil. Novému motoru důvěřuje např. Bill Gates, zakladatel Microsoftu, který se na investicích firmy podílí částkou 23 milionů dolarů. Inovativní stroj pracuje s přeplňováním ­turbodmychadlem a využívá dva pracovní válce, v nichž se pohybují celkem čtyři písty. Jeho velkou předností jsou menší tepelné ztráty. Díky zdvojenému počtu zdvihů je možné snížit pracovní objem válců, což vede k menším třecím ztrátám. U dvoudobého motoru s protiběžnými písty odpadají také díly s velkou hmotností, jako jsou hlava válců nebo kompletní pohon ventilů. Navíc pro dobré vyrovnání setrvačných sil tohoto mechanismu nejsou zapotřebí žádná dodatečná opatření a ve prospěch jednotky OPOC hovoří i snadné přizpůsobení různým druhům paliv. Jelikož ve válci pracují dva písty, každý z nich se pohybuje po poloviční dráze. Díky tomu lze zvýšit otáčky, a tím i výkon. Spolu s dalšími úpravami se tak navýší účinnost proti konvenčnímu dvoutaktu asi o 15 %. Pro úplnost se musíme zmínit o komplikacích, jež přináší dvoudobý pracovní cyklus obecně, a dalších konkrétně pro uspořádání OPOC. Výfukovými kanály odchází více pevných částic než u motoru čtyřdobého, což má souvislost s větší spotřebou motorového ­oleje. Tuto překážku již má Peter Hofbauer údajně pod kontrolou. Lze také očekávat, že životnost pohonné jednotky může být snížena vyšším tepelným zatížením. Celá je sice velmi krátká a nízká, vadí však její nadměrná šířka. Kritické připomínky jsou i k nepříznivému tvaru spalovacího prostoru, protože vstřikovací trysky a zapalovací svíčky nemohou být umístěny uprostřed, ale pouze na boku. Ve vývojovém stadiu je rovněž přeplňování turbodmychadlem s integrovaným elektromotorem. Plnicí tlak lze vytvářet buď prou­děním výfukových plynů, anebo v kombinaci s elektromotorem, čímž se odstraní nepříjemná prodleva (turboefekt). Elektromotor se navíc může v některých fázích využívat jako generátor pro dobíjení akumulátorů. Ve prospěch dalšího vývoje a uplatnění motoru OPOC svědčí zájem automobilových koncernů, především General Motors, Chrysler Group a Ford Motor Company. Byly uzavřeny dohody s čínským partnerem Zhongding o využití OPOC u nákladních vozů již od roku 2013 a později u osobních automobilů s plánovanou produkcí až 600 tisíc ročně. Zda se plány vyplní, ukáže budoucnost.

Fotogalerie