Silnik spalinowy bez wałków rozrządu może być bliżej niż myślimy. Wszystko dzięki Chińczykom
Samochody elektryczne stają się coraz bardziej popularne. Nadal jest jednak wcale niemała grupa inżynierów, którzy pracują nad tym, by wycisnąć co się da z silnika spalinowego. Jeden z pomysłów to szwedzka technologia Freevalve, która dzięki pieniądzom Chińczyków być może trafi wreszcie do produkcji.
Pierwsze doniesienia o Freevalve - czyli silnikach bez wałków rozrządu, ale nie dwusuwach - pojawiły się już w 2000 r., choć wtedy system nosił nazwę Cargine. Projekt mocno wspiera Koenigsegg - producent takich super-samochodów jak CCX, Agera czy Regera. Warto w tym miejscu wspomnieć, że do niedawna szefem Freevalve był nie kto inny niż... Christian von Koenigsegg.
Niedawno firma nawiązała porozumienie ze spółką NEVS (National Electric Vehicle Sweden), na mocy którego Chińczycy nabyli 20 proc. akcji Koenigsegga. Za pozyskane w ten sposób fundusze planowane jest wprowadzenie do produkcji wspomnianego rozwiązania.
Na czym Freevalve tak właściwie polega?
W konwencjonalnym silniku spalinowym - zarówno benzynowym jak i wysokoprężnym - za ruch zaworów odpowiadają wałki rozrządu. Może się to odbywać w sposób bezpośredni lub pośredni (dzięki popychaczom, np. w silnikach z wałkiem rozrządu w kadłubie - OHV).
Idea Freevalve polega na tym, by wałki te usunąć, a w zamian zastosować pneumatyczno-hydrauliczne siłowniki z zestawem odpowiednich czujników. Pozwala to na wręcz dowolne sterowanie zaworam, a to oznacza wiele korzyści. Wśród nich wymienia się przede wszystkim zmniejszenie wielkości i masy silnika, zwiększenie jego wydajności i możliwość uzyskania czystszych spalin. Do tego stopnia czystszych, że jeszcze kilka lat temu wspominano o możliwości... usunięcia katalizatorów. To akurat brzmi na obietnicę dość trudną do spełnienia w dobie wprowadzania kolejnych ograniczeń emisji spalin, ale jeśli chociaż uda się uniknąć konieczności stosowania filtra cząstek stałych, to i tak będzie nieźle.
Oprócz tego jednostki napędowe z systemem Freevalve teoretycznie mają oferować możliwość pracy nie tylko na różnych rodzajach paliwa (choć nie jednocześnie), ale również w trybie dwusuwowym. Wspomina się także o tym, że nowe silniki mogłyby korzystać z wielopunktowego wtrysku paliwa (w miejsce bezpośredniego). Turbodoładowanie? Można stosować, ale dzięki wzrostowi wydajności i osiągów silnika nie byłoby to konieczne, przynajmniej w słabszych wariantach takich silników - Freevalve sam z siebie ma pozwolić na uzyskanie ciśnienia doładowania na poziomie maksymalnie 0,2 bara.
Jak twierdzą inżynierowie, wiele spośród powyższych zalet wynika z wysokiej precyzji całego układu. Całość porównywano nawet z graniem na fortepianie - stwierdzono, że o ile wałkiem rozrządu da się sterować zaworami, to jest to równie efektywne, jak granie na wspomnianym instrumencie za pomocą wyprofilowanego kija czy listwy; konstrukcja bez wałków rozrządu ma być daleko lepsza.
Choć na ogół o tej technologii słyszy się przy jednoczesnym przywoływaniu Koenigsegga, to rozwiązanie testowano już w innych autach.
Producent systemu zaczął testy od silników jednocylindrowych na stanowiskach stacjonarnych. Późniejsze próby były bardziej zaawansowane - m.in. przejechano kilkadziesiąt tys. km Saabem 9-5, w którym Freevalve zastosowano przy zaworach ssących. Zmodyfikowany silnik 1.6 turbo zamontowano także w Qorosie Qamfree, którego zaprezentowano na targach w Pekinie w 2016 r. Względem seryjnego silnika 1.6T Qorosa, jednostka Freevalve miała aż o 45 proc. wyższą moc i o 47 proc. wyższy moment obrotowy. Nie jest jednak do końca wiadome, czy aby na pewno tak znaczna poprawa osiągów wzięła się wyłącznie z zalet systemu, czy może ktoś jej pomógł - np. wyższym ciśnieniem doładowania. Od czasu premiery Qorosa Qamfree sprawa nieco ucichła.
Niepokoi jedna rzecz: NEVS to firma, która od dłuższego czasu bez większych sukcesów próbuje reanimować to, co pozostało po Saabie. Innymi słowy, co jakiś czas znowu pokazują ostatniego Saaba 9-3 (model już ponad 10-letni), tyle że z napędem elektrycznym. Czy coś interesującego się z tym dzieje? Nie. Pozostaje mieć zatem nadzieję, że ich udział we wprowadzaniu Freevalve do produkcji ograniczy się do zapewnienia funduszy. Szwedzi będą wiedzieli, co z nimi zrobić.
