Motor za stamilióny dolarů je z ČVUT

Motor za stamilióny dolarů je z ČVUT

Prostorná kabina na čtyřech kolech, bez motoru vpředu nebo vzadu. Tak mohou vypadat automobily za dvacet let, pokud výrobci použijí lineární spalovací motor, jehož prototyp postavil tým docenta Ondřeje Vysokého z pražského Českého vysokého učení technického. Takový motor se totiž vejde pod podlahu automobilu. "Jde to zdroj energie, auto dojede před dům, připojí se do zásuvky a rozsvítí třeba celou fakultu," tvrdí Vysoký.
Lineární elektrický pohon je známý, fungují tak holicí strojky, "třepací" svítilny nebo japonské rychlovlaky. Lineární spalovací motor však dosud fungoval jen na obrazovkách počítačů univerzit. "S tou myšlenkou jsem koketoval už v roce 1970. Ale až od roku 2000 na novém motoru pracujeme," popisuje Vysoký.
Pohyb pístů v lineárním spalovacím motoru se totiž musí každou milisekundu řídit. Před třiceti lety výpočetní technika takový úkol nezvládla, nyní ano. Nyní je vývoj motoru ve fázi, kdy by jej mohla převzít některá automobilka a do tří až pěti let připravit pro sériovou výrobu.
"Tento nový typ motoru má hodnotu stamiliónů dolarů. O náš postup mají zájem zahraniční univerzity, začínáme jednat i s automobilkami," naznačil vedoucí katedry řídící techniky ČVUT Michael Šebek.
V současné době se snaží lineární spalovací motor postavit i výzkumníci univerzit v USA, Velké Británii, Švédsku a v Malajsii. Sestavili modely a udrželi je v chodu až deset minut. Málo na to, aby auto našlo v Praze volné parkoviště.
Tým katedry řídící techniky elektrotechnické fakulty ČVUT jako první na světě postavil prototyp, který funguje bez časového omezení. "Běželo to asi osm hodin. Fungovalo by to i déle, ale už jsme šli domů," dodal docent Vysoký. Princip fungování objevu pražských vědců je jednoduchý.

Z motoru vede jen drát

Laicky řečeno: tyč, která má na každém konci píst a na sobě elektromagnety, se pohybuje v elektromagnetickém poli. Vytváří tak proud, který pohání elektromotor. nebo několik elektromotorů. Písty jsou na obou stranách ve spalovacích komorách podobně jako u dvouválcového motoru. V nich se spaluje pohonná směs, která písty, a tím i tyčí, pohybuje.
Vtip je v tom, že zatímco z běžného spalovacího motoru vede ojnice, z lineárního spalovacího motoru vede jen drát. Žádná kliková hřídel, žádná převodovka.
"Problém je v tom, že na jedné straně jiskra směs třeba jednou za deset tisíc cyklů nezapálí. A motor se okamžitě zastaví, nemá totiž žádný mechanický setrvačník. Nám se to ale podařilo překonat, náš setrvačník je virtuální," vysvětluje docent Vysoký. Jeho tým dokázal spojit mechanické části s řídící jednotkou, která umí eliminovat chybějící zážehy tím, že zapojí náhradní zdroj energie. Na milisekundu přesně.
"Pokud se lineární spalovací motor použije v automobilu, znamená to přínos životnímu prostředí," říká člen výzkumného týmu Pavel Němeček. Motor je totiž vybaven superkondenzátorem, který má obrovskou kapacitu, třeba 60 kW na minutu, a umí ji uchovat neomezeně dlouho. Ve městě proto může jezdit auto "na baterky", zcela tiše a bez škodlivých výfukových zplodin.
"Jde o zdroj energie, nikoli jen motor do auta. Třeba jako elektrocentrálu by jej mohla využít armáda," připojuje jeho kolega Michal Šindelka. Nepovažuje práce na prototypu za skončené. "Do roka chceme postavit druhý model, který ještě vylepšíme. Chceme vyzkoušet i jiné pohonné směsi než benzín, třeba propan," dodal.

Vynález vznikl v garáži

Převratný motor vznikal ve skromných podmínkách, v klimatizované garáži na nádvoří ČVUT. Každý z členů výzkumného týmu na něm pracoval tisíce hodin.
"Duchovním otcem" je Michal Šindelka, ten vymyslel základní možnosti, jak vůbec celý proces řídit. Pavel Němeček zajistil technologické zázemí, postaral se i o vybavení garáže. Pavel Deutsch se zabývá termodynamikou, řízením přípravy směsi. To vše pod dohledem školitele Ondřeje Vysokého.
"Prototyp, který máme, je nesmírně drahý, jen řídící jednotka přijde na šedesát až osmdesát tisíc korun. Průmyslová hromadná výroba ale motor výrazně zlevní," je přesvědčen docent Vysoký.
Lineární spalovací motor vědců z ČVUT odborníci považují za zajímavý vynález, který je však teprve v počátcích.
"Je dobré, že to sestavili, je to určitě záslužná práce. Do průmyslové realizace je ale podle mne ještě hodně daleko," soudí například Vladimír Volák, šéf společnosti Ricardo Prague, která zkoumá spalovací motory.