Prodlužovač dojezdu bez vibrací? V Česku jeden takový vznikl
Může existovat spalovací motor coby range extender, aniž by při své činnosti vibroval? Je-li symetrické opravdu úplně všechno, co se pohybuje, ano. Česká firma Knobgear si takový nechala patentovat. Jeho předvedení působí skoro jako magie.
Myšlenka použít malý spalovací motor jako generátor elektřiny pro elektrické auto není nová, ba dokonce řada aut takhle vznikla a úspěšně jezdí. Za zmínku stojí třeba BMW i3 REx nebo Mazda MX-30 R-EV. Ta coby generátor používá Wankelův motor s rotujícím pístem a vibrace přenášené do interiéru jsou opravdu minimální, ale motor samotný nějaké vibrace přeci jen má.
Je-li absence vibrací jednou z výhod elektromobilu oproti spalovacím autům a zároveň chceme-li prodloužit dojezd elektromobilu malým palubním generátorem, nabízí se myšlenka, jestli může spalovací motor generující elektřinu fungovat stoprocentně bez vibrací. Odpověď nabízí stroj firmy Knobgear – české společnosti, jejíž zakladatel Václav Knob má dílnu v Praze.
Primárně se živí stavbou převodovek pro závodní auta a nabízí i kit pro přestavbu manuální převodovky s kulisou ve tvaru H na sekvenční řazení. Prodlužovač dojezdu, tedy range extender, je „jen“ jedním z jeho projektů. Vypadá jako dvouválcový boxer, ale není to boxer, jak mě během prvních pár vět pan Knob opravuje.
Funkční vzorek, prokazující reálnou implementaci myšlenek a virtuálních modelů, vznikl spojením dvou jednoválců o objemu 150 ccm, původně pracujících v motocyklech Honda, mohou však být použity v podstatě jakékoli jiné komponenty. Jsou to vodou chlazené čtyřtaktní motory s rozvodem OHC, tady nic nepřekvapí. Trik je v ústrojí uprostřed, kde pracují dvě klikové hřídele, napojené na dva generátory.
Postavená mince nepadá
Než Václav Knob svůj range extender nastartuje, ukazuje jeho pružné uložení v konstrukci vespod, která ukrývá šestivoltové baterie a tlumiče výfuku. Stroj se docela dost hýbe, takže očekávám, že při stisknutí tlačítka startéru přijde nějaký pohyb, nějaká vibrace, aspoň jedna – ale nic takového se neděje. Dvacetikoruna postavená na svou hranu na slitinovém obalu klikového ústrojí zůstává nehybně stát, a nepadá ani při vypínání motoru.
Jak je to možné? Zatímco v boxeru jsou písty proti sobě trochu vyosené, protože musí být uchyceny na jedné klikové hřídeli, v Knobově range extenderu jsou písty přesně proti sobě, neboť má každý svou klikovou hřídel a svůj generátor. Klikové hřídele jsou spojené ozubenými koly pouze pro synchronizaci, nikoliv pro přenos síly. Přesně symetrické je i všechno ostatní – písty se pohybují proti sobě, svíčky pálí ve stejný moment, symetricky se pohybují i vačky s hřídelemi a ventily.
Nejpodstatnější na eliminaci vibrací je, dozvídám se, vyvážení vrcholů v dodávce točivého momentu. Ty vznikají při zážehu a má-li motor jednu klikovou hřídel, jsou vibrace pramenící z těchto vrcholů v podstatě neřešitelné. Samozřejmě, čím větší, hmotnější motor je a čím má více válců, tím méně jsou vibrace znát, ale nikdy zcela nezmizí.
Vycházím-li ze zkušeností s běžnými spalovacími motory – včetně range extenderů ve zmíněných i3 i MX-30 – mi přijde skoro jako magie, že motor může běžet, aniž by vibroval. Je za tím však jen technika, ovšem dost unikátní na to, aby vynález získal patentovou ochranu v USA, Česku, v Jižní Koreji i třeba v Číně, mimo dalších zemí.
Dokáže suplovat velké baterie
Jaká je pointa tohoto vynálezu? Ryze bateriové elektromobily nejsou vhodné k překonávání dlouhých vzdáleností, zejména ty, které mají být levné, a tedy mají baterii s malou kapacitou. Malý spalovací motor, který by vyráběl elektřinu, by jim mohl výrazně pomoci – zejména v místech, kde není nabíjecí infrastruktura tak rozvinutá, jako u nás či v západní Evropě.
Má to i ekologický a ekonomický aspekt – baterie s velkou kapacitou spotřebovávají velké množství surovin, jsou drahé a pro svou výrobu jsou velkou ekologickou zátěží. Navíc, během pracovního týdne řadě aut stačí malý elektrický dojezd, ale o víkendu se může hodit větší. Zatímco dnešní elektromobily si pořád vozí velkou a těžkou baterii, s range extenderem by baterie mohla být menší a pro potřebu delší jízdy by elektřinu dodával právě on.
Tenhle princip už některá existující auta používají, Knobův range extender však má výhodu v absenci vibrací i malých rozměrech, usnadňujících zástavbu např. pod podlahu. Najde ale uplatnění třeba i v elektrických letadlech či elektrocentrálách. Zda a kdy ho v takové zástavbě uvidíme, je ve hvězdách, nicméně firma nabízí zájemcům nejen z řad automobilek svou technologii k prodeji.
