a˝demu, kto prowadzi∏ co najmniej 20-letnie auto
osobowe, ci´˝arówk´ lub motocykl znane jest pew-
nie zjawisko, które in˝ynierowie nazywajà samo-
zap∏onem: dokuczliwy i obecnie rzadki efekt pracy
silnika jeszcze przez kilka sekund po wy∏àczeniu za-
p∏onu. DziÊ ten podstawowy proces spalania paliwa,

b´dàcy przyczynà samozap∏onu, wzbudza zainteresowanie
konstruktorów i mened˝erów przemys∏u samochodowego.
Spalanie polegajàce na samoczynnym czy te˝ spr´˝eniowym
zap∏onie jednorodnej mieszanki (HCCI – homogeneous-
-charge compression-ignition combustion) byç mo˝e pozwo-
li na stworzenie silników nowej klasy o ma∏ej emisji spalin
i niskim zu˝yciu paliwa. Wielu specjalistów sàdzi, ˝e silniki t∏o-
kowe wykorzystujàce HCCI osiàgnà dobre wskaêniki zu˝y-
cia paliwa silników dieslowskich, bez wyst´pujàcej w nich
du˝ej emisji tlenków azotu i sadzy.

Badacze zatrudnieni w najwi´kszych na Êwiecie firmach

produkujàcych samochody i silniki dieslowskie – znajàc pla-
ny zaostrzenia norm dotyczàcych emisji zanieczyszczeƒ i ma-
jàc ÊwiadomoÊç, ˝e wprowadzenie technologii ogniw paliwo-
wych nadajàcych si´ do wykorzystania w praktyce w masowej
produkcji jest wcià˝ odleg∏e [patrz: A. J. Appleby „Elektro-
chemiczne silniki samochodowe”; Âwiat Nauki, wrzesieƒ
1999] – szukajà odpowiedzi na pytanie, czy technologia HCCI

b´dzie technicznie mo˝liwa i ekonomicznie op∏acalna w ska-
li produkcyjnej. JeÊli tak, to silniki wykorzystujàce ten nowy
rodzaj spalania mogà pos∏u˝yç jako pomost technologiczny po-
mi´dzy dzisiejszymi silnikami t∏okowymi, dieslowskimi i ben-
zynowymi o wysokiej emisji a ultraczystymi nap´dami jutra
bazujàcymi na ogniwach paliwowych.

Silniki HCCI mogà staç si´ prze∏omem w przemyÊle samo-

chodowym, a dowodem na to jest chocia˝by obecnoÊç licz-
nych obserwatorów na ostatnim Êwiatowym kongresie So-
ciety of Automotive Engineers (SAE) w Detroit w 2001 roku.
Wskazuje na to te˝ znaczny wzrost liczby fachowych publika-
cji na ten temat – mówi Dennis Assanis, profesor in˝ynierii me-
chanicznej w University of Michigan w Ann Arbor i dyrektor
uniwersyteckiego Automotive Research Center. – Od 1995 ro-
ku, kiedy ukaza∏o si´ zaledwie kilka artyku∏ów o HCCI, obser-
wujemy wyk∏adniczy wzrost takich publikacji.

Amerykaƒski Departament Energetyki, który w 1997 roku

rozpoczà∏ finansowanie prac badawczych dotyczàcych HCCI,
ostatnio znacznie zwi´kszy∏ Êrodki przeznaczane na ten cel.
Partnership for a New Generation of Vehicles (Partnerstwo na
rzecz Pojazdów Nowej Generacji) – konsorcjum badawczo-roz-
wojowe z udzia∏em rzàdu, przemys∏u, naukowców z uczelni
i in˝ynierów zajmujàcych si´ zaawansowanà technologià po-
jazdów – opracowa∏o czteroletni akademicki program prac

SIERPIE¡ 2001

ÂWIAT NAUKI

39

spalinowy
silnik

przysz∏oÊci

NAP¢DY O CZYSTYM SPALANIU I BEZISKROWYM ZAP¸ONIE

MOGÑ SPROSTAå NOWYM STANDARDOM EMISJI SPALIN

Steven Ashley

K

JOSÉ CRU

Z

▼

nad nowatorskim procesem spalania, z bud˝etem 3 mln do-
larów. JednoczeÊnie naukowcy z uczelni i przemys∏u przygo-
towali dla Kongresu USA raport o tej technologii. Temat wzbu-
dza wielkie zainteresowanie równie˝ w Japonii, gdzie
pionierzy technologii HCCI nazwali jà aktywnym spalaniem
termoatmosferycznym, i w Europie, gdzie znana jest pod na-
zwà sterowanego zap∏onu samoczynnego.

Czyste spalanie ubogiej mieszanki

HCCI MO

˚NA UWA˚Aå

za technologi´ mieszanà, ∏àczàcà atrakcyj-

ne w∏aÊciwoÊci konwencjonalnych silników benzynowych
i dieslowskich, umo˝liwiajàcà ekonomiczne zu˝ycie paliwa
i niemal zerowà emisj´ zanieczyszczeƒ. Z grubsza mówiàc, sil-
niki o spalaniu wewn´trznym mo˝na zaliczyç do jednej z czte-
rech kategorii, okreÊlanych stopniem zmieszania si´ paliwa
i powietrza w cylindrze oraz sposobem zapalania tej mieszan-
ki. Znajomy silnik benzynowy, w którym wczeÊniej dok∏ad-
nie wymieszane paliwo i powietrze sà zapalane przez Êwiec´
zap∏onowà, nale˝y do kategorii silników z jednorodnà mie-
szankà z zap∏onem iskrowym. Silnik Diesla jest przyk∏adem
kategorii zap∏onu spr´˝eniowego mieszanki niejednorodnej:
paliwo jest wtryskiwane do cylindra podczas suwu spr´˝a-
nia i turbulentny przep∏yw miesza go stopniowo z powietrzem
a˝ do chwili, gdy wzrost temperatury spr´˝anej mieszanki
spowoduje jej zap∏on. W silniku benzynowym z bezpoÊred-
nim wtryskiem wtryskiwane paliwo stopniowo miesza si´
z powietrzem a˝ do chwili zap∏onu przez iskr´, mo˝na wi´c
uwa˝aç go za silnik z niejednorodnà mieszankà o zap∏onie
iskrowym. Silnik z jednorodnà mieszankà o zap∏onie spr´˝e-
niowym nale˝y do czwartej kategorii: wykorzystuje si´ w nim
wczeÊniej dok∏adnie zmieszane paliwo i powietrze, które sà
spr´˝ane przez t∏ok a˝ do momentu samozap∏onu.

Poniewa˝ iloÊç spalanego paliwa jest w silniku HCCI ma∏a

w porównaniu z iloÊcià powietrza, temperatura spalania po-
zostaje wzgl´dnie niska. To oznacza, ˝e silnik wytwarza ma∏e

iloÊci tlenku i dwutlenku azotu (ogólnie NO

x

). JednoczeÊnie

poniewa˝ mieszanka w cylindrze jest dobrze zmieszana i nie za-
wiera nadmiaru paliwa, w wyniku jej spalania powstaje nie-
wiele czàstek sadzy. SprawnoÊç silnika jest wysoka, poniewa˝
proces spalania HCCI pozwala na zastosowanie wysokich jak
w dieslu stopni spr´˝ania (dostarczajàc wi´cej mocy na jed-
nostk´ spalonego paliwa) i moc silnika HCCI da si´ regulowaç
jak w dieslu, bez d∏awienia uk∏adu zasysania, co eliminuje tzw.
straty ssania. W dodatku odpowiednio zaprojektowany silnik te-
go rodzaju mo˝e spalaç niemal ka˝dy rodzaj paliwa opartego
na w´glowodorach lub nawet wodór.

Konstruktorzy pojazdów i naukowcy zajmujàcy si´ procesa-

mi spalania wià˝à du˝e nadzieje z nowym typem silnika o spa-
laniu wewn´trznym, poniewa˝ obecne konfiguracje nap´du
nie sprostajà coraz ostrzejszym ograniczeniom emisji gazów
cieplarnianych, g∏ównie dwutlenku w´gla, oraz innych zanie-
czyszczeƒ, w tym NO

x

, czàstek sta∏ych, tlenku w´gla i niespa-

lonych w´glowodorów. Silnik benzynowy pracuje w zbyt wy-
sokiej temperaturze i ma zbyt ma∏à sprawnoÊç, aby spe∏niç te
wymagania. Ma∏a sprawnoÊç prowadzi do zwi´kszonej pro-
dukcji dwutlenku w´gla, a w czasie spalania wysokotempera-
turowego powstaje zbyt du˝o NO

x

. Tak˝e zu˝ywajàcy ma∏o pa-

liwa silnik Diesla generuje zbyt du˝o NO

x

i czàstek sta∏ych.

Chocia˝ systemy dopalania katalitycznego dajà nadziej´, ˝e
spaliny wytwarzane w tych konwencjonalnych silnikach mo˝-
na b´dzie lepiej oczyszczaç, to nie ma pewnoÊci, ˝e rezultat
oka˝e si´ zadowalajàcy. Silniki benzynowe z bezpoÊrednim
wtryskiem zapewniajà lepszà sprawnoÊç, ale poziomy emisji
NO

x

i w´glowodorów sà niewiele ni˝sze ni˝ w ich konwencjo-

nalnych benzynowych odpowiednikach. W tym przypadku
równie˝ niezb´dne sà wyrafinowane uk∏ady wydechowe z do-
palaniem, a te wymagajà nowych rodzajów benzyny o ma∏ej
zawartoÊci siarki, aby nie zatruwaç katalizatorów.

Mimo istnienia alternatywnych technik nap´du warto po-

szukiwaç ekonomicznej i bezpiecznej dla Êrodowiska tech-

JOSÉ CRU

Z

40

ÂWIAT NAUKI SIERPIE¡ 2001

Silnik benzynowy

Silnik Diesla

niki indywidualnego transportu najbli˝szej przysz∏oÊci. Z po-
wodu ograniczeƒ magazynowania energii w bateriach elek-
trochemicznych samochody elektryczne majà obecnie zbyt
ma∏y zasi´g, w najlepszym przypadku do 260 km. Co wi´cej,
ogólna ocena przydatnoÊci samochodu elektrycznego, jeÊli
wziàç pod uwag´ zanieczyszczanie Êrodowiska, zale˝y od
metody wykorzystywanej do produkcji energii elektrycznej. Na
przyk∏ad rozpowszechnienie elektrowni w´glowych znacz-
nie zanieczyszczajàcych Êrodowisko w istotnym stopniu
zmniejsza korzyÊci stosowania samochodów elektrycz-
nych. Wspó∏czesne elektryczne pojazdy hybrydowe [patrz:

TECHNIKA I BIZNES

„W oczekiwaniu na supersamochód”;

Âwiat Nauki

, czerwiec 1999], w których zastosowano ma∏e

silniki o spalaniu wewn´trznym, wspó∏pracujàce z silnikami
elektrycznymi i akumulatorami, wytwarzajà mniej zanieczysz-
czeƒ ni˝ obecne samochody osobowe i ci´˝arówki, ale produ-
cenci muszà znacznie do nich dop∏acaç (nawet 10 tys. dola-
rów za sztuk´), aby mog∏y one konkurowaç z pojazdami
konwencjonalnymi.

Problemy z obcià˝eniem

W TEJ SYTUACJI

in˝ynierowie poszukujà sposobów ulepszenia sil-

ników o spalaniu wewn´trznym, aby umo˝liwiç przetrwanie
przemys∏u samochodowego na etapie przejÊciowym niezb´d-
nym do opracowania ultraczystych systemów nap´dowych
nast´pnej generacji.

Spalanie HCCI by∏o z ró˝nych przyczyn przedmiotem za-

interesowania wielu wynalazców i in˝ynierów XX wieku. Ale

wed∏ug Paula Najta, szefa dzia∏u silników o zap∏onie iskro-
wym w General Motors Research and Development Center
w Warren w stanie Michigan, nowoczesne badania tego spe-
cyficznego spalania rozpocz´∏y si´ pod koniec lat siedemdzie-
siàtych. Zespó∏ kierowany przez Shigeru Onishi z Nippon
Clean Engine Company w Japonii doniós∏ wówczas, ˝e przed-
miotem ich badaƒ by∏o, jak to okreÊlili, aktywne spalanie ter-
moatmosferyczne w silnikach dwusuwowych. „Zamiast uni-
kaç tego naturalnego trybu spalania, jak stwierdzi∏ Onishi,
spróbujmy to wykorzystaç” – opowiada Najt, który koƒczy∏
magisterskie studia in˝ynierskie na poczàtku lat osiemdziesià-
tych. On i jego koledzy podj´li wyzwanie, ale wkrótce stwier-
dzili, ˝e znanymi im metodami sterowania silnikiem nie da si´
regulowaç procesu samozap∏onu, gdy zmienia si´ szybkoÊç
obrotów silnika i jego obcià˝enie. Niestety, ten problem pozo-
staje nie rozwiàzany.

„Proces HCCI przebiega dobrze w laboratorium na dyna-

mometrze, kiedy wszystkie elementy silnika znajdujà si´ w rów-
nowadze termicznej – wyjaÊnia Thomas Asmus z Dzia∏u Ba-
daƒ w DaimlerChrysler Liberty and Technical Affairs
w Rochester Hills w Michigan. – Ale gdy w∏àcza si´ obcià˝enie,
aby silnik pracowa∏ w warunkach takich jak w pojeêdzie, to
silnik ma sk∏onnoÊç do obni˝ania obrotów i zatrzymania si´. Je-
˝eli doda si´ wi´cej paliwa, aby silnik poradzi∏ sobie ze zwi´k-
szonym obcià˝eniem, to pojawia si´ bardzo silny efekt spalania
stukowego.” Niemal wszyscy eksperci sà zdania, ˝e silnik pra-
cujàcy w trybie HCCI mo˝e ∏atwo „rozbiec si´”, wydajàc pot´˝-
ny, ∏omoczàcy ha∏as, co koƒczy si´ zniszczeniem maszyny.

KONCEPCJA „MIESZA¡CA”

– silnik HCCI (jednorodna

mieszanka, zap∏on spr´˝eniowy) mo˝na uwa˝aç
za hybryd´ silnika benzynowego, czyli o zap∏onie
iskrowym, i silnika o zap∏onie spr´˝eniowym,
czyli silnika Diesla. Silniki benzynowe pracujà
na wst´pnie przygotowanej jednorodnej mieszance
paliwa, która jest wprowadzana do cylindra i wtedy
zapalana przez Êwiec´ zap∏onowà, co wywo∏uje
przesuwanie si´ czo∏a goràcego p∏omienia przez
∏adunek mieszanki w cylindrze. W silnikach Diesla
paliwo jest wtryskiwane do cylindra w czasie suwu
spr´˝ania, gdzie cz´Êciowo miesza si´ z powietrzem
(wytwarzajàc niejednorodnà mieszank´), do chwili
gdy rosnàca temperatura spowoduje samozap∏on.

HCCI ∏àczy∏by cechy obu typów – silnika

benzynowego z mieszankà paliwowo-powietrznà
i silnika Diesla z samozap∏onem w wyniku
spr´˝eniowego podgrzewania – w celu uzyskania
niskotemperaturowego procesu z równomiernym
spalaniem, który charakteryzuje si´ zarówno dobrym
zu˝yciem paliwa, jak i ma∏à emisjà sadzy
oraz zwiàzków azotu w spalinach.

Silnik HCCI (jednorodna mieszanka, zap∏on spr´˝eniowy)
mo˝e staç si´

kolejnym du˝ym prze∏omem.

SIERPIE¡ 2001

ÂWIAT NAUKI

41

Silnik HCCI

Wed∏ug Asmusa, problem jest dwojaki. Po pierwsze, spa-

lanie HCCI zachodzi nadzwyczaj szybko. Gdy temperatura
w cylindrze silnika staje si´ dostatecznie wysoka, ca∏a przy-
gotowana mieszanka paliwowo-powietrzna zapala si´ w nim
jednoczeÊnie. „W silnikach stosowanych w pojazdach spala-
nie musi byç spokojniejsze, o przed∏u˝onym czasie uwalnia-
nia ciep∏a” – wyjaÊnia Asmus. Projektanci silników uwa˝ajà,
˝e aby silnik osiàgnà∏ maksymalnà sprawnoÊç, proces zap∏o-
nu powinien zaczynaç si´ przy kàcie obrotu wa∏u korbowego
10–15° przed górnym martwym punktem po∏o˝enia t∏oka i
koƒczyç si´ dopiero po pewnym czasie od przekroczenia te-
go po∏o˝enia. Je˝eli zap∏on zaczyna si´ zbyt wczeÊnie, gorà-
cy gaz dzia∏a na Êcianki cylindra zbyt d∏ugo i nast´puje stra-
ta ciep∏a, co zmniejsza sprawnoÊç. Je˝eli zap∏on zaczyna si´

zbyt póêno, goràce gazy spalinowe nie rozpr´˝ajà si´ ca∏ko-
wicie i nie oddajà ca∏ej energii do t∏oka.

Po drugie – mówi Asmus – jeÊli chodzi o HCCI „brak w nim

zdarzenia inicjujàcego, jak iskra lub wtrysk paliwa, których
u˝ywamy do regulacji momentu zap∏onu” w silnikach kon-
wencjonalnych. Aby utrzymaç proces pod kontrolà przy zmia-
nach szybkoÊci i obcià˝enia (w warunkach pracy, które in˝y-
nierowie nazywajà stanami przejÊciowymi), silnik musi bardzo
szybko, pomi´dzy jednym i drugim cyklem pracy, zmieniaç
swoje parametry. Nikt jeszcze nie wie, jak tego dokonaç w spo-
sób niezawodny i tani. „W przypadku HCCI – podkreÊla Asmus
– nie jest oczywiste, co pos∏u˝y do prostego i niezawodnego
sterowania przebiegiem zap∏onu.”

„KorzyÊci z HCCI sà oczywiste, trudnoÊç polega na kon-

trolowaniu procesu spalania HCCI. W∏aÊnie teraz zasadni-
cze znaczenie ma technologia. Obecnie bierze si´ pod uwag´
wszystkie koncepcje sterowania, które 20 lat temu by∏y zbyt
Êmia∏e. W porównaniu z technologiami ogniw paliwowych
te metody i koszty ich wdro˝enia nie wydajà si´ przesadne.”
– twierdzi Najt.

Do tych wcià˝ jeszcze nie potwierdzonych technik sterowa-

nia silnika nale˝y uzmiennienie kàta otwierania zaworów, kie-
dy to goràce, niedopalone czàstki z poprzedniego cyklu sà wpro-
wadzane do cylindra w celu kontrolowania fazy zap∏onu w
nast´pnym cyklu. Systemy zmiennego kàta otwierania zawo-
rów sà oparte na „bezkrzywkowych mechanizmach rozrzàdu”,
w których stosuje si´ si∏owniki elektromagnetyczne, elektrohy-
drauliczne lub piezoelektryczne w miejsce krzywek i popycha-
czy mechanicznych. Aby jednak da∏o si´ uzyskaç niezb´dny czas
reakcji silnika (od cyklu do cyklu), zawory muszà poruszaç si´
nadzwyczaj szybko. Trudno zapewniç poprawne dzia∏anie takie-
go mechanizmu przez wiele lat u˝ywania silnika.

Inna mo˝liwoÊç, zdaniem Assanisa, to u˝ycie systemów o

zmiennym stopniu spr´˝ania, w których w czasie rzeczywistym
zmienia si´ obj´toÊç komory spalania i tym samym stopieƒ
spr´˝ania. Efekt ten mo˝na uzyskaç przez odpowiedni dobór
czasów otwarcia i zamkni´cia zaworów lub przez zainstalo-
wanie t∏oków, zmieniajàcych wysokoÊç (mechanizmem har-
monijkowym, podobnym do miechów akordeonu) w reakcji
na zmiany ciÊnienia. Ta radykalna koncepcja badana jest
w University of Michigan we wspó∏pracy z Ford Motor Com-
pany i Federal Mogul Corporation.

42

ÂWIAT NAUKI SIERPIE¡ 2001

SILNIK Z LUPÑ –

specjalne urzàdzenie laboratoryjne w Lotus Enginee-

ring w Wielkiej Brytanii pozwala badaczom obserwowaç wn´trze cylin-
dra silnika testowego, gdzie zachodzi spalanie HCCI lub jak mówià
Anglicy, sterowany samozap∏on.

DON L

A

W I JEFF ALLEN

(zdj´cie)

SPALANIE W GORÑCEJ STREFIE

Symulacje komputerowe przeprowadzone
w Lawrence Livermore National Laboratory
modelujà wzrost temperatury wewnàtrz
cylindra w silniku Diesla w Volkswagenie
TDI, gdy t∏ok wznosi si´ i spr´˝a powietrze.
Rozk∏ad temperatur wewnàtrz silnika HCCI
ma ogromne znaczenie, poniewa˝ przebieg
procesu spalania zale˝y raczej od kinetyki
reakcji chemicznej, a nie od turbulencji
mieszanki, a kinetyka reakcji chemicznej
jest uzale˝niona od temperatury. Zap∏on
najwczeÊniej nast´puje w najgor´tszych
strefach. W strefach ch∏odniejszych reakcja
mo˝e nie byç kompletna, co powoduje
emisj´ w´glowodorów i tlenku w´gla.
Najzimniejsze strefy wyst´pujà tam, gdzie
paliwo styka si´ ze Êciankami cylindra.

Fazy zap∏onu spr´˝eniowego

Jeszcze inna metoda rozpatrywana przez wielu badaczy

polega na wprowadzaniu pewnej niejednorodnoÊci (lokal-
nych zmian g´stoÊci i temperatury) do mieszanki paliwo-
wo-powietrznej w celu wyd∏u˝enia jej spalania. „To jest jak
igraszki z diab∏em – zauwa˝a Assanis. – PoÊwi´ca si´ nieco je-
dnorodnoÊci [co zwi´ksza wydzielanie zanieczyszczeƒ], aby
uzyskaç spokojniejsze uwalnianie ciep∏a.”

„Problem z tymi zaawansowanymi koncepcjami – mówi

Najt – tkwi w tym, ˝e wprowadzajà wiele komplikacji me-
chanicznych i zwi´kszajà koszty. U˝ycie dwu niedopracowa-
nych rozwiàzaƒ cz´sto podnosi do kwadratu trudnoÊci zwià-
zane z oryginalnym problemem. I koszt po∏àczenia tych metod
w jednà u˝ytecznà ca∏oÊç mo˝e okazaç si´ zbyt wielki.”

Du˝e obcià˝enia i uk∏ady hybrydowe

NAWET JE

ÂLI POKONANE ZOSTANÑ

te przeszkody, trzeba zwróciç

uwag´ na innà spraw´. Poniewa˝ mieszanka paliwowo-po-
wietrzna musi byç uboga (ma∏o paliwa w stosunku do obj´-
toÊci powietrza), aby mo˝na by∏o uzyskaç niskà emisj´ za-
nieczyszczeƒ, HCCI nadaje si´ jedynie do wykorzystania przy
ma∏ych czy Êrednich obcià˝eniach i pr´dkoÊciach. Przy wi´k-
szym obcià˝eniu i pr´dkoÊci trzeba by dodaç do mieszan-
ki wi´cej paliwa, ale to spowodowa∏oby wzrost temperatu-
ry spalania i zwi´kszenie zanieczyszczenia Êrodowiska. Dla-
tego spalanie HCCI znajdzie prawdopodobnie zastosowa-
nie w silnikach typu dual-mode. Przy du˝ych obcià˝eniach
silnika system prze∏àcza∏by si´ z trybu zap∏onu samoczyn-
nego HCCI do trybu zap∏onu iskrowego (w silnikach ben-
zynowych) lub do standardowego trybu wtrysku paliwa
(w dieslach).

Najw∏aÊciwszym zastosowaniem HCCI, zdaniem Najta,

by∏by prawdopodobnie zu˝ywajàcy ma∏o paliwa pojazd hy-
brydowo-elektryczny, w którym znajdujà si´ silnik o wewn´trz-
nym spalaniu, silnik elektryczny oraz bateria akumulatorów.

Silnik o wewn´trznym spalaniu u˝ywany w konfiguracji hy-
brydowej, niezale˝nie, czy jest typu HCCI, czy te˝ nie, dzia-
∏a w zakresie ma∏ych obcià˝eƒ i pr´dkoÊci. Takie warunki ide-
alnie odpowiadajà czystemu spalania HCCI. „Jednak nie
wiadomo, czy technologia HCCI zostanie wykorzystana w sil-
niku w konfiguracji hybrydowej, poniewa˝ nawet samocho-
dy hybrydowe je˝d˝à z ró˝nymi pr´dkoÊciami i obcià˝eniem,
wi´c ich silnik spalinowy musi poradziç sobie ze zwi´kszo-
nym obcià˝eniem” – komentuje Najt. Dzieje si´ tak, ponie-
wa˝ pojemnoÊç energetyczna wspó∏czesnych akumulatorów
nie wystarcza do zapewnienia ca∏ej dodatkowej mocy po-
trzebnej do przyÊpieszenia lub jazdy pod gór´.

Przeszkody techniczne w ˝adnej mierze nie zmniejszy∏y en-

tuzjazmu in˝ynierów do HCCI. Niektórzy obserwatorzy za-
stanawiajà si´ jednak, czy HCCI naprawd´ oka˝e si´ tym d∏u-
go oczekiwanym rozwiàzaniem Êrodowiskowo-ekonomicznych
k∏opotów. Co par´ lat przemys∏ samochodowy z zapa∏em lan-
suje jakàÊ nowà technologi´ silników, w której upatruje cudu
– mówi Najt. Mniej optymistyczni eksperci uczestniczàcy
w ostatniej konferencji SAE nazwali HCCI najnowszym silni-
kiem z butiku.

„W po∏owie lat osiemdziesiàtych by∏ to silnik dwusuwowy,

który okaza∏ si´ niewypa∏em – wyjaÊnia Najt. – Par´ lat temu
zacz´to produkowaç silnik benzynowy z bezpoÊrednim wtry-
skiem, dzi´ki któremu osiàgni´to du˝y post´p, ale nie wyda-
je si´ on panaceum.”

Wielu badaczy oczekuje, ˝e silniki samochodowe bazujà-

ce na HCCI b´dà pierwszymi zaprojektowanymi „od Êrodka
na zewnàtrz.” Innymi s∏owy, korzystajàc z zaawansowanych
technik modelowania komputerowego, in˝ynierowie b´dà
mogli zg∏´biç kinetyk´ reakcji chemicznej utleniania paliwa
i zjawiska mechaniki p∏ynów, zwiàzane z powstawaniem i spa-
laniem mieszanki, które sterujà procesem HCCI, zanim zaj-
mà si´ projektowaniem silnika. Ale zanim uda si´ opracowaç
praktyczny, u˝ytkowy silnik, czeka ich jeszcze sporo solidnej
roboty doÊwiadczalnej z silnikami testowymi.

„Za wczeÊnie przesàdzaç, czy HCCI oka˝e si´ sukcesem –

podsumowuje Najt. – To technologia wysokiego ryzyka.” Ale
wi´kszoÊç in˝ynierów jest zgodna, ˝e w oczekiwaniu na na-
dejÊcie czegoÊ czystszego warto si´ tym zajmowaç.

T∏umaczy∏

Micha∏ Ramotowski

SIERPIE¡ 2001

ÂWIAT NAUKI

43

JOSÉ CRU

Z

(ilustracja)

, SAL

V

ADOR M. ACEVES, DANIEL L. FL

OWERS I

JOEL MAR

TINEZ

(symulacja)

JEÂLI CHCESZ WIEDZIEå WI¢CEJ

Society of Automotive Engineers: www.sae.org/servlets/index/
University of California w Berkeley:

www.me.berkeley.edu/~mctai/hcci.html/

Sandia National Laboratories:

www.ca.sandia.gov/CRF/03_facilities/03_FacHCCI-SCCI.html/

Lund Institute of Technology:

www.vok.lth.se/CE/research/HCCI/i_HCCI_uk.html/

TEMPERATURA

(kelwiny)