Hybrydy sprzed 40 lat

Wszystko, co uważamy za wynalazki naszych czasów, już było. Nawet samochody hybrydowe, które uznajemy za zdobycz ostatnich lat. Okazuje się, że General Motors budowało takie (choć bez większego powodzenia) już pod koniec lat 60. XX w.

bangshift.comStir-Lec I

Sam fakt eksperymentowania z napędem spalinowo-elektrycznym 40 lat temu to może żadna sensacja, ale pojazdy zbudowane w USA w 1969 r. miały pewną cechę, która czyni je zupełnie wyjątkowymi, niezależnie od tego, czy były hybrydami, czy nie. Mianowicie, w miejsce konwencjonalnego silnika, w aucie zamontowano silnik Stirlinga. Ki diabeł?

Jak podpowiada Wikipedia, silnik Stirlinga to stary wynalazek, zgłoszony do opatentowania już w 1816 r. Skonstruował go szkocki duchowny (!) Robert Stirling, a urządzeń jego pomysłu z powodzeniem używano do zasilania niewielkich maszyn w XIX i XX w. Do stosowania w samochodach silnik nadaje się niespecjalnie ze względu na gabaryty (głównie chłodnicy, która musi być wyjątkowo duża), ale cechuje się stosunkowo wysoką sprawnością, niską emisją zanieczyszczeń i relatywnie wysoką mocą. Co ciekawe, nie następuje w nim wewnętrzne spalanie.

Oczywiście silnik Stirlinga to także nie perpetuum mobile. Przetwarza on energię cieplną (dostarczaną z zewnątrz) na mechaniczną za pomocą sprzężonych cylindrów i wymienników ciepła. Czynnik roboczy (np. wodór) spręża się (i oziębia) w jednej komorze, po czym przenosi specjalnym kanałem łączącym do drugiej, gorącej komory w celu rozprężenia.

finkbuilt.comXP-883

Towarzyszy temu rozszerzanie, które napędza tłok. Jednostce trzeba jedynie dostarczyć temperatury potrzebnej do rozprężania, tę zaś uzyskuje się poprzez spalanie konwencjonalnych paliw. Miniaturowe modele można nawet napędzać ciepłem dłoni.

Ten interesujący typ motoru pracuje cicho (w cylindrach nie dochodzi do gwałtownych reakcji spalania) i równomiernie, nie wymaga więc stosowania ciężkich kół zamachowych. Nie jest też wybredny i korzysta z niemal dowolnej substancji palnej, a więc także LPG lub gazu ziemnego. Równie dobrze można by go zasilać energią słoneczną. GM jednak użyło w swoich modelach, nazwanych Stir-Lec I (z nadwoziem europejskiego Opla Kadetta) i XP-883 (w stylu Chevroleta Vega), zwykłej benzyny.

Mierząc dzisiejszą miarą, auta z powodzeniem da się określić mianem hybryd typu plug-in, choć na pewno bardziej prymitywnych. Silnik cieplny w Stir-Lec I nie służył wprawianiu wozu w ruch, a jedynie generowaniu energii dla trójfazowego motoru elektrycznego, który był podstawowym źródłem napędu i przekazywał swoją moc na tylną oś. Oczywiście były także akumulatory, z naszego punktu widzenia zupełnie już archaicznego rodzaju - kwasowo-ołowiowe. Elementem systemu hybrydowego był także zbiornik z helem, służącym do uzupełniania ubytków w układzie roboczym (hel, chociaż nieco gorszy pod względem właściwości termodynamicznych niż wodór, za to znacznie od niego bezpieczniejszy w użyciu, w tym układzie był właśnie czynnikiem roboczym silnika). Niezwykły Kadett osiągał prędkość ok. 90 km/h. Bez szaleństw, ale wiele współczesnych samochodów elektrycznych nie porusza się znacznie szybciej. Nie wiadomo, czy kiedykolwiek go zbudowano i przetestowano, a tym bardziej czy przetrwał do dziś.

Drugi z samochodów „o mały włos” nie wszedł do produkcji. XP-883 także korzystał z silnika Stirlinga i według redaktorów magazynu „Popular Science”, którzy jeździli nim w 1969 r., zapowiadał się naprawdę nieźle. Miał nisko położony środek ciężkości i szeroki rozstaw kół, co obiecywało porządne właściwości jezdne, a przy prędkościach do 16 km/h korzystał tylko z baterii i napędu elektrycznego. Wygląda jednak na to, że albo efekty badań były niezbyt obiecujące, albo szefowie GM nie mieli przekonania do auta „na prąd” (z generatorem spalinowym) i ostatecznie odłożono pomysł zbudowania go na półkę na wiele lat, przypominając sobie o takim rozwiązaniu dopiero podczas prac nad Voltem. Także silnik Stirlinga trafił do lamusa, choć „krążą słuchy”, że ze względu na jego zalety producenci samochodów zaczynają znów się nim interesować. Tym bardziej, że w międzyczasie pokonano techniczne słabości, niwelując np. ubytki czynnika roboczego w miejscu połączenia wałem silnika z prądnicą (dziś prądnica znajduje się w obudowie jednostki cieplnej). Czy taka technologia ma jeszcze przed sobą przyszłość? Być może niedługo się dowiemy.