Jei bent kiek domitės automobiliais ir jų mechanika, žinote, kad stūmokliniai varikliai turi, na, stūmoklius. Jie cilindruose juda aukštyn-žemyn, per švaistiklius sukdami alkūninį veleną. Bet ar žinojote, kad galėtų būti kitaip? Stūmokliai galėtų būti nesujungti su alkūniniu velenu. Ar su niekuo apskritai – jie galėtų būti laisvi.
Jei bent kiek domitės automobiliais ir jų mechanika, žinote, kad stūmokliniai varikliai turi, na, stūmoklius. Jie cilindruose juda aukštyn-žemyn, per švaistiklius sukdami alkūninį veleną. Bet ar žinojote, kad galėtų būti kitaip? Stūmokliai galėtų būti nesujungti su alkūniniu velenu. Ar su niekuo apskritai – jie galėtų būti laisvi.
„Libertine“ generatoriaus schema © Gamintojo nuotrauka
Laisvų stūmoklių varikliai nėra nauji. Toli gražu – argentinietis Raúlas Paterasas Pescara juos ėmė kurti dar 20 amžiaus pradžioje. Daugiausia dėmesio laisvų stūmoklių varikliai sulaukė maždaug 1930-1960 metais, tačiau vėliau buvo primiršti. Bet ne pamiršti.
Laisvų stūmoklių varikliai turi daug privalumų. Visų pirma, jie yra gerokai paprastesni ir turi mažiau judančių dalių, todėl teoriškai turėtų būti patikimesni. Antra, jie yra žymiai efektyvesni, nes trinties tokioje sistemoje yra mažiau. Juk laisvų stūmoklių variklis neturi sunkaus alkūninio veleno, švaistiklių ir su šiais komponentais susijusių dalių. Be to, jie natūraliai yra puikiai subalansuoti, net jei vibracija išlieka problema.
Kaip veikia laisvų stūmoklių varikliai? Na, įsivaizduokite plokščią dviejų cilindrų variklį, kuriame stūmokliai juda priešingomis kryptimis. Dabar iš savo vaizduotės pašalinkite viduryje esantį alkūninį veleną ir švaistiklius, taip palikdami stūmoklius visiškai laisvus, o cilindrus – sujungtus. Dabar apsukite stūmoklius ir variklio viduryje sukurkite degimo kamerą. Degimo įvykis čia nustumtų stūmoklius į cilindrų galus. Čia jie suslėgtų orą (ar nebūtinai orą), kuris veiktų kaip pneumatinė spyruoklė, grąžinanti stūmoklius į variklio vidurį. Tas suslėgtas oras gali būti panaudojamas kitiems mechanizmams sukti. Tiesą sakant, pirminė inžinieriaus Pescara idėja buvo oro kompresorius.
Laisvų stūmoklių varikliai nėra idealiai tinkami automobilių ar sunkvežimių ratams sukti. Tačiau jie turi savų privalumų. Priklausomai nuo to, kada įvyksta degimas, galima reguliuoti variklio kompresiją. Be to, tokie varikliai gali labai efektyviai deginti ir bioetanolį. Todėl dabar galvojama, kad laisvų stūmoklių varikliai galėtų būti naudojami hibridiniuose automobiliuose.
Britų firma „Libertine“ laisvų stūmoklių variklių pagrindu kuria naują generatorių technologiją. Paprastai tariant, cilindrai yra apvyniojami variu, o į stūmoklius integruojami magnetai. Magnetui greitai judant per vario vijas gaunama elektros srovė. Idėja galbūt ir paprasta, bet „Libertine“ turėjo išspręsti vieną problemą, kuri neleido laisvų stūmoklių varikliams paplisti plačiau – kaip nustatyti tvarkingą stūmoklių padėtį cilindre?
Ši problema kartais trukdo tokius variklius užvesti. Tačiau „Libertine“ laisvų stūmoklių varikliai tai sureguliuoja patys tiesiog užvedimo metu padidindami degalų ir oro santykį. Rezultatas – labai efektyviai deginamas bioetanolis. „Libertine“ laisvų stūmoklių generatoriai kuriami sunkvežimiams ir laivams, bet bent jau teoriškai galėtų būti naudojami ir hibridiniuose automobiliuose.
