Motor s protiběžnými písty je úžasně efektivní a možná způsobí revoluci. Jak funguje?

Myšlenka použití protiběžných pístů v motoru není ani zdaleka nová. Již v roce 1882 ji demonstroval britský vynálezce James Atkinson, když se snažil přinést efektivnější alternativu ke klasickému Ottovu cyklu. Ač se může zdát, že byl tento princip zapomenut a ponechán napospas minulosti, v průběhu celého dvacátého století byl hojně využíván pro pohon velkých strojů – lodí, vlaků, nebo třeba tanků. Nikdy se však takovýto motor i přes své výjimečné vlastnosti nepodíval pod kapotu osobních vozů. To se v posledních letech snaží změnit firma Achates Power, která usilovně na vývoji naftového motoru s protiběžnými písty pracuje a do světa vypustila již několik prototypů proklamujících nevídanou palivovou i tepelnou efektivitu.

Na to, jak jejich motor principiálně funguje se podíval Jason Fenske z oblíbeného technického Youtube kanálu Engineering Explained. Motor je dvoutaktní, sací a výfukový kanály jsou ve válci umístěny nahoře i dole, v momentě, kdy jsou písty ve své dolní úvrati dojde k vytlačení výfukových plynů čerstvým vzduchem. Pokaždé, když se písty setkají ve středu válce, je do prostoru mezi nimi vstříknuto palivo, dojde k jeho vznícení a expanzi.

Motor je přeplňován jak turbodmychadlem, tak kompresorem zajišťujícím správné proudění vzduchu a výfukových plynů celým systémem již od nízkých otáček – na rozdíl od klasických dvoudobých motorů nezajišťuje píst svým pohybem sání. Přeplňování je tedy podmínkou toho, aby se výfukové plyny dostaly z válců ven správným směrem.

Horní i dolní sada pístů pohání každá svou vlastní klikovou hřídel, ty jsou pak zpřevodovány v jeden společný výstup. Přestože se může zdát, že další hřídel motor zbytečně komplikuje, je tomu právě naopak – oproti klasickému čtyřtaktnímu motoru odpadá potřeba rozvodů a motor je tak ve výsledku po mechanické stránce dosti jednoduchý.

Díky nepřítomnosti hlav válců je více energie při expanzi spalované směsi využito k pohybu pístů, snižují se tudíž tepelné ztráty. Písty se navíc pohybují po poloviční dráze a je tak možné dosáhnout vysokého poměru mezi zdvihem a vrtáním, a tudíž i vysokého kompresního poměru.

Efektivita je největší motoru je nejvyšší při využití tří válců, v tomto případě dochází k ideálnímu dávkování výfukových plynů k turbodmychadlu, bez zbytečných prodlev jako je tomu v případě dvouválců, tak i bez překrývání fáze výfuku jednoho válce se sáním druhého v případě použití více válců. V takovém případě zůstává ve válci zbytečně moc zbytkových výfukových plynů a efektivita se snižuje.

Přestože Achates Power slibuje o 30% vyšší efektivitu oproti konvenčním vznětovým motorům, je otázkou, zda se někdy dočkají sériového nasazení – použití nových technologií může být pro automobilky velmi riskantní. Na druhou stranu zprávy z loňského Detroitského autosalonu naznačují, že se devět automobilek zapsalo jako partneři vývoje a minimálně jedna z nich již začala připravovat výrobní linky pro sériovou produkci.