Obiecywał rewolucję w motoryzacji – większą moc przy mniejszym spalaniu, niższe emisje i prostszą konstrukcję. Silnik Scuderi miał być odpowiedzią na bolączki tradycyjnych jednostek spalinowych. Zamiast tego stał się jednym z najgłośniejszych przykładów niespełnionych innowacji w historii branży.
fot. scuderiengine.com
Cztery suwy w jednym obrocie wału?
Prawie każdy nowoczesny silnik spalinowy pracuje w systemie czterech suwów: ssania, sprężania, pracy i wydechu. W pierwszym tłok zasysa mieszankę paliwowo-powietrzną,
w drugim spręża ją, w trzecim – po zapłonie – następuje gwałtowne spalanie i wytworzenie mocy, a w czwartym spaliny są usuwane z cylindra. Cały cykl wymaga dwóch pełnych obrotów wału korbowego.
W silniku dwusuwowym ten sam proces zachodzi w jednym obrocie wału. Wlot mieszanki
i usuwanie spalin odbywają się niemal jednocześnie przez kanały w ściankach cylindra, co pozwala uzyskać więcej mocy z małej jednostki, ale kosztem większego zużycia paliwa
i wyższych emisji.
Silnik, który zostanie omówiony w dalszej części artykułu, łączy cechy obu tych rozwiązań. Podobnie jak w dwusuwie, jego pełny cykl pracy zamyka się w jednym obrocie wału korbowego, jednak wykonuje on cztery suwy. Jak to możliwe?
Pomysł, który miał wszystko zmienić
Amerykański inżynier Carmelo Scuderi uznał, że klucz do poprawy wydajności tkwi
w rozdzieleniu cyklu pracy silnika, a swój pomysł zaczął rozwijać po przejściu na emeryturę
w połowie lat 90. Opracowany przez niego Scuderi Split-Cycle Engine dzielił cztery suwy na dwa cylindry – jeden zajmował się sprężaniem, drugi spalaniem i pracą. Między nimi znajdowała się komora łącząca, przez którą sprężone powietrze trafiało do cylindra roboczego.
W teorii miało to przynieść szereg korzyści. Cylinder sprężający mógł być zoptymalizowany pod kątem wydajności, a cylinder spalania pod kątem mocy. Dzięki temu silnik miał osiągać wyższe ciśnienie sprężania, lepsze wykorzystanie i mniejsze straty energii. Dodatkowo, konstrukcja Scuderi Group przewidywała możliwość odzysku energii
z hamowania silnikiem oraz wprowadzenie zapłonu po górnym martwym punkcie (After Top Dead Center Combustion), co teoretycznie pozwalało ograniczyć emisję tlenków azotu.
Na papierze wszystko wyglądało imponująco. Symulacje komputerowe sugerowały nawet oszczędność paliwa rzędu 25-30% w porównaniu z konwencjonalnym silnikiem benzynowym. W mediach branżowych pojawiały się tytuły o „nowej erze silników spalinowych”, a prezentacje firmy przyciągały uwagę dziennikarzy.
Wizualizacja cyklu pracy silnika Scuderi (fot. wikipedia.org)
Od rewolucji do rozczarowania
Pierwsze prototypy zaprezentowano w 2009 roku. Rzeczywiste testy nie potwierdziły jednak obiecanych wyników. Silnik działał, lecz jego sprawność była zbliżona do zwykłych jednostek. Problemem okazało się złożenie układu dwóch cylindrów i skomplikowany zawór łączący, który wymagał ekstremalnej precyzji i wysokiego ciśnienia roboczego.
Mimo to Scuderi Group nadal przyciągała inwestorów. Firma zebrała ponad 80 milionów dolarów, obiecując rychłą komercjalizację technologii. Wkrótce jednak zaczęły się pojawiać pytania o brak postępów i niejasne raporty finansowe. Z czasem okazało się, że spółka nie prowadziła realnych prac nad wdrożeniem silnika, a większość środków pochłaniały działania marketingowe i pensje zarządu.
Po śmierci Carmela Scuderiego w 2002 roku firmą kierowały jego dzieci, które według relacji byłych pracowników koncentrowały się bardziej na przyciąganiu inwestorów niż na dopracowywaniu projektu. W 2017 roku SEC (amerykańska Komisja Papierów Wartościowych) wszczęła dochodzenie dotyczące wprowadzania akcjonariuszy w błąd. Scuderi Group została rozwiązana, a prace nad projektem porzucone.
fot. scuderiengine.com
Dziedzictwo niespełnionej idei
Scuderi Engine pozostał ciekawostką w historii inżynierii, symbolem wiary w to, że nawet klasyczna technologia może być wynaleziona na nowo. Pomysł dzielenia cyklu pracy na dwa cylindry fascynował prostotą, a zarazem komplikował każdy etap produkcji. Dziś silnik Scuderi jest przypominany głównie jako przykład ambitnego projektu, który nie wytrzymał zderzenia z rzeczywistością techniczną i rynkową.
Nie wprowadził rewolucji, ale przypomniał, że każda innowacja w motoryzacji, od turbosprężarki po napęd hybrydowy, zaczynała się od śmiałego, często ryzykownego pomysłu. I choć ten konkretny eksperyment zakończył się fiaskiem, jego duch pozostaje częścią opowieści o nieustannym dążeniu ludzi do stworzenia silnika idealnego.
Najlepszy silnik w historii motoryzacji? Ten kandydat nie ma sobie równych!