HCCI - benzynowy diesel?

GMSaturn Aura i Opel Vectra

Stany Zjednoczone przez lata miały opinię motoryzacyjnego skansenu - jeżeli jakieś rozwiązanie było dobre, korzystano z niego „do upadłego”. To dobre określenie, bo w wyniku takich praktyk upadł najpierw Chrysler, a teraz kontrolowane bankructwo ogłosił największy do niedawna koncern samochodowy świata, General Motors. Amerykanie przez lata nie widzieli potrzeby stosowania niezależnego, wielowahaczowego zawieszenia i więcej niż dwóch zaworów na cylinder, a małych, oszczędnych samochodów unikali jak ognia. Wreszcie jednak postanowili odkupić winy i obudzić się po latach ignorancji.

Ponieważ kierowcy za oceanem poczuli nagle konieczność wyrobienia sobie nawyku oszczędzania, którego wcześniej nie mieli, producenci aut w przyspieszonym trybie musieli zaproponować odpowiednie modele. Wielu z dotychczas znanych „paliwożerców” zaaplikowano systemy hybrydowe, jednocześnie jednak trwały prace nad zupełnie nowymi technologiami, które umożliwiłyby silnikom spalinowym rozsądniejsze obchodzenie się z paliwem bez konieczności stosowania drogich akumulatorów i motorów elektrycznych. Wygląda na to, że się udało.

Pod „skórą” Saturna Aury („mutacji” Opla Vectry), GM zaprezentowało jednostkę HCCI (skrót od homogenous charge compression ignition, czyli zapłon pod wpływem sprężania mieszanki jednorodnej), która, mimo że stworzona została z myślą o hybrydach i autach typu plug-in, już w wersji tradycyjnej, wyłącznie spalinowej, może się pochwalić zużyciem benzyny poprawionym o 15%. Spodziewamy się, że w modelach Saturna nowa jednostka jednak nie popracuje, ponieważ w ramach planu restrukturyzacyjnego ta stosunkowo młoda marka pójdzie wkrótce „pod topór”.

GMsilnik HCCI w laboratorium

Zacznijmy od „łyka” teorii. Według informacji zaczerpniętych z Wikipedii, zasadnicza różnica pomiędzy HCCI a tradycyjnym silnikiem spalinowym polega na braku aparatu zapłonowego. Zastępuje go silne sprężanie, które prowadzi do samoczynnego zapłonu. Inaczej jednak niż w dieslach, spalanie nie następuje na styku powietrza i paliwa, lecz jednocześnie w wielu miejscach wewnątrz mieszanki, co poprawia równomierność i wydajność całego procesu. Sprawność silnika wzrasta, a wraz z nią osiągi - do poziomu porównywalnego z jednostkami na olej napędowy. Emisja spalin pozostaje jednak na „benzynowym” poziomie - nawet nie używając katalizatora można osiągnąć zawartość tlenków azotu jak we współczesnym silniku z zapłonem iskrowym. Tak czy inaczej, konwertery katalityczne są niezbędne (choć mniej skomplikowane, a przez to tańsze), ponieważ zawartość niespalonych węglowodorów i tlenku węgla pozostaje wysoka. Technologia HCCI pozwala jednak na zastosowanie paliw alternatywnych, a więc stosunkowo łatwo można obniżyć ilość szkodliwych związków w gazach wydechowych.

GMSaturn Aura

Nad HCCI pracuje od jakiegoś czasu kilku producentów, w tym np. Volkswagen, jednak to podupadający General Motors pierwszy odsłania karty (jeśli nie liczyć Mercedesa, którego koncepcyjny F700 to czyste science-fiction). W modelu GM, świece zapłonowe są nadal obecne w cylindrach, ale działają tylko kiedy silnik jest zimny lub pracuje na bardzo wysokich obrotach. Po rozgrzaniu do temperatury, w której zapłon może następować samoczynnie, oraz pod warunkiem, że prędkość nie przekracza ok. 95 km/h, przestają działać. W warunkach znacznych obciążeń jednostka nie może (w obecnym stadium rozwoju) pracować bez użycia tradycyjnego systemu iskrowego. Ze względu na wysokoobrotową naturę silnika, trudno jest bowiem kontrolować kulturę jego pracy bez użycia „narzucających tempo” świec. Przypuszczamy, że pokonanie tych trudności to tylko kwestia czasu.

Jesteśmy bardzo ciekawi, czy technologia HCCI zdąży rozwinąć skrzydła i wejść do produkcji seryjnej, zanim na rynku zadomowią się na dobre auta elektryczne i z ogniwami paliwowymi. W którymś momencie trzeba będzie przecież odesłać napęd tłokowy do lamusa i zastąpić go czystszym, wydajniejszym rozwiązaniem. Ponieważ jednak nie będzie to dziś ani jutro, już teraz zastanawiamy się, czy do benzynowca z zapłonem samoczynnym dałoby się zamontować instalację gazową...