Chińczycy piłują sprawność cieplną silników. Dostrzegam w tym głębszy sens
Gdy producenci chwalą się silnikiem benzynowym o sprawności 48 proc., łatwo wzruszyć ramionami. Przecież świat rzekomo idzie w prąd. Chińczycy natomiast inwestują w jednostki spalinowe, a myślą o hybrydach.
W ostatnich latach chińscy producenci zaczęli przebijać kolejne progi sprawności cieplnej silników benzynowych. Czytamy o tym dość regularnie. Najpierw Geely pochwaliło się jednostką BHE15 o sprawności 46,5 proc. Pod koniec 2025 r. Dongfeng przekroczył próg 48 proc., a wiosną 2026 r. Geely wróciło z silnikiem, którego 48,4 proc. potwierdziła nawet Księga rekordów Guinnessa.
Na pierwszy rzut oka wygląda to na kolejną wojenkę na cyferki. Tyle że w tym przypadku te cyferki naprawdę robią różnicę.
Gdzie znika paliwo
Przeciętny kierowca zakłada, że paliwo zamienia się w ruch. I po części jest to prawda – niestety po dość małej części. Rzeczywistość jest znacznie mniej romantyczna.
Przyjmijmy, że litr benzyny to 100 jednostek energii. W typowym, starszym silniku benzynowym o sprawności rzędu 30 proc. tylko 30 z tych 100 jednostek energii napędza samochód. Pozostałe 70 zamienia się w ciepło, czyli z punktu widzenia auta marnuje się. To dlatego maska po jeździe jest gorąca, układy chłodzenia są tak rozbudowane, a z wydechu wydobywają się spaliny o temperaturze kilkuset stopni Celsjusza.
Za tę energię wszyscy płacimy na stacji i nigdy z niej nie skorzystamy.
Gdy sprawność rośnie do 46 proc., z tych samych 100 jednostek na koła trafia już 46, a straty spadają z 70 do 54. Sam przeskok z 30 na 46 proc. brzmi jak „kilkanaście punktów”, ale w praktyce oznacza ponad połowę więcej energii zamienionej w jazdę z tej samej kropli paliwa. To efekt dekad pracy, nie jednego sezonu.
Dzisiejszy wyścig toczy się już o pojedyncze punkty. Różnica między 46 a 48 proc. wygląda kosmetycznie, ale w skali floty i lat eksploatacji to góra pieniędzy i ton CO2.
Skąd ten skok technologiczny?
Przez dekady sprawność silników benzynowych rosła w żółwim tempie. Jeszcze kilkanaście lat temu 35–38 proc. uchodziło za świetny wynik. Toyota na lata wyznaczyła standard dla hybryd na poziomie 41 proc. Chińczycy w zaledwie kilka lat przekroczyli już 48 proc., a i to pewnie nie koniec.
Obecny wyścig dotoczy jednostek benzynowych – diesle od lat osiągają wyższą sprawność, a najlepsze silniki wysokoprężne przekraczały 45 proc. Sensacją jest jednak to, że do podobnych wartości zaczynają dochodzić silniki benzynowe, które zawsze były pod tym względem wyraźnie gorsze.
Co ciekawe, nie wydarzył się przy tym żaden pojedynczy przełom, nie zastosowano jakiegoś genialnego materiału albo rozwiązania. To raczej żmudne zbieranie drobnych usprawnień.
Pierwszy element to wyższy stopień sprężania – w silniku Dongfenga wynosi on powyżej 15,5:1. Im mocniej sprężona mieszanka przed zapłonem, tym więcej energii można odzyskać przy rozprężaniu gazów. Z drugiej strony pojawia się ryzyko, bo zbyt mocne sprężanie grozi spalaniem stukowym. Dzisiejsze komputery sterujące potrafią jednak pilnować procesu spalania z precyzją, o której konstruktorzy sprzed dwóch dekad mogli tylko pomarzyć.
Drugi element to cykle Atkinsona i Millera, które świetnie sprawdzają się w hybrydach. Silnik generuje wtedy nieco mniej mocy z litra pojemności, ale wyciska więcej energii ze spalania. W zwykłym aucie mógłby to być problem. W hybrydzie brakującą moc chwilowo dorzuca silnik elektryczny, dzięki czemu jest to praktycznie nieodczuwalne dla kierowcy.
Do tego dochodzą układy wtryskowe o bardzo wysokim ciśnieniu (w Dongfengu to aż 500 barów), lepsze kształty komór spalania, sprytniejsze sterowanie zaworami i mozolna redukcja tarcia. Brzmi mało efektownie? Być może. Ale tak właśnie wygląda współczesna inżynieria: setki drobiazgów, które razem dają spektakularny efekt.
Największy przełom nie kryje się pod maską
Przez ponad sto lat konstruktorzy musieli projektować jednostki, które radzą sobie ze wszystkim. Auto miało ruszać spod świateł, spokojnie jechać po mieście, wyprzedzać na krajówce i trzymać tempo na autostradzie. Każdy z tych scenariuszy wymaga innych parametrów pracy.
Nadejście hybryd całkowicie zmieniło reguły gry.
Silnik elektryczny świetnie radzi sobie przy ruszaniu i niskich prędkościach, a do tego dokłada mocy przy gwałtownym przyspieszaniu. Dzięki temu silnik spalinowy nie musi już być dobry we wszystkim. Można go zoptymalizować pod te zakresy, w których osiąga najwyższą sprawność.
To trochę tak, jakby zawodowy kolarz jechał głównie po płaskim, a większość podjazdów i sprintów odwalał za niego ktoś inny. Nagle okazuje się, że silniki można projektować nie pod maksymalną moc, lecz pod maksymalną efektywność.
Dlaczego akurat Chińczycy?
Zamiast – wzorem innych marek – zwariować na punkcie elektryków i ich świetlanej przyszłości, Chińczycy (a przynajmniej część z nich) poszli swoją drogą. Dlaczego? Bo zakładają, że najbliższe lata, być może nawet dekady, nie będą należały wyłącznie do aut w pełni elektrycznych.
W Chinach ogromną popularność zdobyły hybrydy plug-in oraz pojazdy z tzw. range extenderem, czyli niewielkim silnikiem spalinowym pełniącym rolę generatora prądu (na tamtejszym rynku nazywane EREV-ami). W takim układzie każdy dodatkowy punkt procentowy sprawności znaczy bardzo dużo: mniej spalonego paliwa, większy zasięg, niższe koszty.
Dlatego rekordy sprawności cieplnej to nie próba ratowania klasycznego spalinowca. To budowanie możliwie najlepszego partnera dla napędu elektrycznego.
Zbliżamy się do ściany
Niestety prawa fizyki są bezlitosne. Przejście z 20 do 30 proc. efektywności cieplnej było stosunkowo łatwe. Z 30 do 40 proc. wymagało już ogromnego wysiłku. Przebicie 45 proc. oznaczało lata pracy i miliardowe inwestycje. Każdy kolejny punkt będzie jeszcze trudniejszy.
Dla skali: granicę 50 proc. sprawności cieplnej przekroczyły już układy napędowe Formuły 1 Mercedesa – ale mówimy tu o niezwykle skomplikowanej konstrukcji wyścigowej z całym arsenałem odzysku energii, a nie o aucie, które ma przejechać setki tysięcy kilometrów bez większego serwisu.
Więc gdy następnym razem zobaczycie komunikat o silniku osiągającym 48 czy 49 proc. sprawności, nie traktujcie tego jak marketingowej ciekawostki. To informacja, że inżynierowie znaleźli sposób, by kolejną porcję energii uciekającej dotąd przez wydech zamienić na dodatkowe kilometry z tego samego litra paliwa. A w motoryzacji takie zwycięstwa należą do najtrudniejszych.
Paradoksem jest fakt, że największy od dawna postęp w działaniu silnika spalinowego następuje właśnie wtedy, gdy wielu ogłasza jego rychły koniec.
