Ποιό είναι το μέλλον των κινητήρων εσωτερικής καύσης (Video)

Μακροπρόθεσμα, οι τάσεις της αυτοκινητοβιομηχανίας δείχνουν ότι θα υπάρχουν μόνο ηλεκτρικοί κινητήρες στα αυτοκίνητα, είτε με αποθήκευση ενέργειας σε μπαταρίες είτε με κυψέλες καυσίμου. Ο τρίτος δρόμος ίσως είναι η παράταση της διάρκειας ζωής των κινητήρων εσωτερικής καύσης και γι' αυτό είναι απαραίτητο να λυθούν πολλά προβλήματα.

Σχεδόν όλοι οι κατασκευαστές αυτοκινήτων σήμερα σκέφτονται τα ηλεκτρικά οχήματα, ειδικά αυτά με επαναφορτιζόμενες μπαταρίες που παίρνουν ενέργεια από δίκτυο φόρτισης, και σε μικρότερο βαθμό με κυψέλες καυσίμου υδρογόνου. Μόνο αυτές οι δύο τεχνολογίες εγγυώνται μηδενικές εκπομπές αερίων διοξειδίου του άνθρακα.

MUST READ

Η Mazda παρουσιάζει τον αναβαθμισμένο κινητήρα βενζίνης e-Skyactiv X

Ο παραδοσιακός κινητήρας εσωτερικής καύσης δεν πρόκειται να πεθάνει λόγω της αναποτελεσματικότητάς του -σπαταλά περισσότερο από το μισό του καυσίμου που καταναλώνει- ή λόγω της κατανάλωσης του, αλλά εξαιτίας των εκπομπών ρύπων και της συμβολής του στην κλιματική αλλαγή. Είναι εμφανές, ειδικότερα τα τελευταία χρόνια, ότι οι πολιτικές παγκοσμίως και κυρίως στην Ευρωπαϊκή Ένωση κινούνται προς το στόχο των μηδενικών εκπομπών στις πιο ανεπτυγμένες χώρες.

Έχει όμως νόημα ένας τρίτος δρόμος; Η απάντηση είναι και ναι και όχι. Από τη μία πλευρά, οι Ιάπωνες κατασκευαστές είναι οι τελευταίοι που φαίνεται πως θα εγκαταλείψουν τον κινητήρα εσωτερικής καύσης και έχουν έναν σημαντικό λόγο. Φοβούνται τη διάλυση της αυτοκινητοβιομηχανίας τους. Αντίθετα, οι Ευρωπαίοι κατασκευαστές κατά κύριο λόγο προωθούν με ταχύτατους ρυθμούς τον πλήρη «εξηλεκτρισμό» των προϊόντων τους. Ο ένας μετά τον άλλον στο σύνολο τους ανακοινώνουν συνεχώς προγράμματα και χρονοδιαγράμματα παρουσίασης νέων ηλεκτρικών μοντέλων με ορίζοντα μέχρι το 2025 ή 2030 το πολύ, το μεγαλύτερο μέρος της γκάμας τους να έχει πλήρως «ηλεκτριστεί».

Η Toyota, ένας από τους μεγαλύτερους κατασκευαστές παγκοσμίως, έκανε πρόσφατα ένα σημαντικό άλμα στην αύξηση της διάρκειας ζωής των κινητήρων εσωτερικής καύσης. Ένα αγωνιστικό πρωτότυπο Toyota Corolla ολοκλήρωσε τις 24 ώρες του Fuji πριν από μερικές εβδομάδες και η ισχύς του προήλθε από υδρογόνο, αλλά δεν χρησιμοποίησε κυψέλη καυσίμου. Ήταν η πρώτη φορά που ένα αυτοκίνητο υδρογόνου με συμβατικό κινητήρα ολοκλήρωσε έναν αγώνα αντοχής. Ο 1,6 λίτρων 3κύλινδρος κινητήρας (GE16 GTS) πήρε το αγωνιστικό βάπτισμα, και ο ίδιος ο Akyo Toyoda, ο πρόεδρος του ιαπωνικού κολλοσού, ήταν στο τιμόνι του στην ομάδα των πέντε οδηγών.

Ο Akyo Toyoda, ο οποίος είναι επίσης πρόεδρος της JAMA (ένωση Ιαπώνων κατασκευαστών), έστειλε ένα μήνυμα: οι πολιτικοί πρέπει να αξιολογήσουν άλλες εναλλακτικές λύσεις πέραν των μπαταριών και των κυψελών καυσίμου, οι οποίες απέχουν σχεδόν 30 χρόνια από την επίτευξη των στόχων του 2050 και δεν μπορούν να αποκλειστούν όλες οι άλλες τεχνολογίες.

Για να είναι ρεαλιστική αυτή η προσέγγιση, πρέπει να ξεπεραστεί ένα ακανθώδες ζήτημα. Η εσωτερική καύση απαιτεί καύσιμο και με την απόρριψη του πετρελαίου ως πηγή καυσίμου (δεδομένου ότι απελευθερώνει άνθρακα και ρύπους), πρέπει να αναζητηθούν εναλλακτικές λύσεις. Αυτές θα μπορούσαν να είναι τα βιοκαύσιμα, τα συνθετικά καύσιμα και το ίδιο το υδρογόνο.

Με αυτό το σκεπτικό, μπορούν να ερευνηθούν πολλά υποκατάστατα κοντά στα συμβατικά καύσιμα που εξέρχονται από τα διυλιστήρια και αυτά είναι δυνητικά άπειρα, αλλά απαιτούν πολλή ενέργεια. Από αυτήν την ενέργεια, ένα μεγάλο μέρος θα συνεχίσει να σπαταλάται λόγω απώλειας θερμότητας, τριβής κ.λπ. Η Nissan για παράδειγμα πιστεύει ότι θα μπορεί να επιτύχει απόδοση 50% και σε υβριδικά σύνολα κίνησης.

Ένα άλλο φωτεινό παράδειγμα στην ερώτηση κατά πόσο μπορούν να εξελιχθούν οι θερμικοί κινητήρες έρχεται επίσης από την Ιαπωνία. Την απάντηση την έχει ήδη δώσει η Mazda, με το νέο της κινητήρα Skyactiv-X. Αυτός χρησιμοποιεί την τεχνολογία Spark Controlled Ignition Compression (SPCCI), η οποία του επιτρέπει να λειτουργεί ιδανικά μεταξύ της συμβατικής έναυσης της καύσης και της αυτανάφλεξης με συμπίεση, χρησιμοποιώντας ένα σπινθήρα για να ενεργοποιήσει και τους δύο τύπους καύσης, με διαφορετικό τρόπο. Μέσω μίας διαδικασίας ελεγχόμενων ψεκασμών, καταφέρνει να δημιουργήσει ξεχωριστές ζώνες μείγματος. Πολύ χοντρικά, εισάγει αρχικά ένα πολύ φτωχό μείγμα, ώστε να μην υπάρχει κίνδυνος αυτανάφλεξης με τη συμπίεση.

Αφού λοιπόν αυξήσει τη συμπίεση, σε ποσοστό μεγαλύτερο από αυτό ενός φυσιολογικού κινητήρα, στο τέλος παρέχει ένα στρώμα ατμοποιημένου καυσίμου ακριβώς γύρω από το μπουζί, προκαλώντας την έκρηξη. Το αποτέλεσμα αυτής της τεχνολογίας, μιλώντας με νούμερα, είναι ότι ο κινητήρας Skyactiv-X, χωρητικότητας 1.998 cc, καταφέρνει να αποδώσει 180 ίππους ισχύος και 224 Nm ροπής, έχοντας ταυτόχρονα μέση κατανάλωση 4,3 λίτρα/100 χλμ. και εκπομπές CO2 μόλις 96 γρ./χλμ.!

Συμπερασματικά, για να έχει νόημα η διατήρηση των κινητήρων εσωτερικής καύσης (αποφεύγοντας χιλιάδες απολύσεις, κλείσιμο εταιρειών κ.λπ.), τα εναλλακτικά καύσιμα αντί της βενζίνης και του ντίζελ πρέπει να παράγονται μαζικά, σε λογική τιμή και να μολύνουν όσο το δυνατόν λιγότερο, αν όχι καθόλου. Εκεί έγκειται η πρόκληση της επιβίωσης των κινητήρων εσωτερικής καύσης, μειώνοντας στο ελάχιστο τις περιβαλλοντικές τους επιπτώσεις. Εάν αυτό δεν είναι εφικτό, τότε το σύνολο των απαγορεύσεων και των κανονισμών που προωθούν οι πολιτικές θα κάνει το τέλος τους αναπόφευκτο.