BMW Turbosteamer: návrat páry

Vývojové oddělení BMW nezahálí, když vedle výkonných mnohoválců pro své nejrychlejší modely a perspektivních vodíkových motorů, přivádí na svět také myšlenky, které zlepšují účinnost současných produkčních agregátů. Posledním příkladem je přeplňovaný zážehový čtyřválec 1,8 l, který automobilka zkombinovala s novým přídavným zařízením, odebírajícím jinak ztracenou energii odcházející výfukovými plyny. Úspora paliva v reálném provozu má dosáhnout asi 1,5 l /100 km, výkon takového motoru se přitom zvýší o 10 kW a točivý moment asi o 20 Nm. To nejzajímavější na turbosteameru je mnohokrát osvědčený a nyní znovuobjevený princip parního stroje.

Turbosteamer (nebo-li turboparník) pracuje skutečně na principu parního stroje. Ve dvou okruzích je kapalina měněna na páru teplem výfukových plynů. Primárním zdrojem energie je vysokoteplotní okruh, který prochází výměníkem umístěným ve výfukovém potrubí blízko za motorem. Čerpadlo je schopno vyvinout tlak 10 až 40 bar a i při částečných zatíženích vytvořit páru o teplotě 550°C. Vyrobená pára směřuje do expandéru, který je napojen přímo na klikový hřídel motoru, který je tak roztáčen nejen silami od pístů, ale také pomocným zdrojem vrácené energie. Princip je podobný kompresoru klimatizace, jenže v opačném smyslu. Přivedená pára expanduje a předává energii klikové hřídeli. Během této práce se teplota páry sníží na 150 až 200°C. Tímto způsobem je možno využít až 80 % energie, která by jinak odešla výfukem.

Další část energie výfukových plynů přebírá z velké části nízkoteplotní okruh, ve kterém cirkuluje etanol, stlačovaný druhým čerpadlem. Teplota v tomto okruhu dosahuje asi 105°C a tlak až 3 bar. To však nestačí k pohonu druhého expandéru a proto je do okruhu zařazen průchod výměníkem na konci výfukového potrubí, kde je ještě dost nezužitkované energie. Teplota v nízkoteplotním okruhu pak dosahuje asi 150°C a pára z tohoto okruhu také pomáhá roztáčet klikový hřídel motoru. Celkově lze tímto způsobem, podle BMW, zvýšit účinnost spalovacího motoru asi o 15 %.

Komponenty prototypového systému jsou zatím zkoušeny v laboratořích, ale BMW ujišťuje, že rozměry v tuto chvíli nejsou zásadním problémem a že by bylo možné podobný přídavný systém zabudovat již do současné modelové řady BMW 3. Přesto se pracuje na dalším zmenšení a zjednodušení celého zařízení, tak aby bylo možno nabídnout sériový produkt do deseti let.