Problematika vyprošťování V.

V posledních letech se povážlivě snižují světové zásoby nafty a také klimatické podmínky se zhoršují. Z toho důvodu se klade důraz na využívání obnovitelných energií a na alternativní pohony v automobilové dopravě.

Alternativní pohony a pohonné hmoty

Stoupající ceny pohonných hmot a přísnější normy k ochraně ovzduší nutí výrobce dopravních prostředků k tomu, aby vyhledávali nové alternativní pohony a pohonné látky.

Benzín a motorová nafta
Dnes jsou nejběžnějšími pohonnými látkami benzín a motorová nafta. Obě tyto látky se vyrábějí ze surové nafty. Benzín byl poprvé vyroben v r. 1871 a od r. 1885 je používán ve spalovacích motorech. Spalovací motor na naftu následoval potom v r. 1889. Ke spalování používaly tyto motory nejprve olej z podzemnice olejné, současná nafta k pohonu vznětových motorů je používána od r. 1919. Od zavedení obou druhů spalovacích motorů probíhal jejich nepřetržitý další technický vývoj. Během tohoto vývoje byla nacházena pro spalovací motory čistější a hospodárnější řešení.

LPG (Liquid Petrol Gas)
Od 70. let minulého století je jako alternativní pohonná hmota používán i tekutý plyn. LPG je směs butanu a propanu vznikající jako vedlejší produkt při zpracování surové nafty. Vedle benzínu a motorové nafty je LPG nejrozšířenější pohonnou hmotou.

Automobilky vyrábějí vozidla s pohonem LPG sériově, avšak největší podíl na počtu automobilů poháněných LPG mají v současné době dodatečně přestavěná vozidla. Ve vozidle je LPG udržován pod tlakem v tekutém stavu. V současné době se poptávka po vozidlech na pohon LPG v Evropě zvyšuje, což je způsobeno především stoupající cenou benzínu a nafty.

Poznámka: LPG je těžší než vzduch, takže jeho únik při parkování v podzemních garážích je nebezpečný, protože se tam nahromaděný LPG jen těžko odstraňuje.

CNG (Compresed Natural Gas)
Rovněž od 70. let minulého století je jako alternativní pohonná hmota používán zemní plyn označován jako CNG (stlačený přírodní plyn). Ve srovnání s benzínem a motorovou naftou produkuje zemní plyn menší množství škodlivých látek, a je proto považován za nejčistší fosilní pohonnou hmotu. V současné době nabízejí téměř všichni výrobci sériově vyráběná vozidla poháněná CNG. Ve vozidle je zemní plyn skladován pod tlakem. Stoupající světové ceny tradičních pohonných hmot způsobují, že také podíl vozidel na CNG stoupá.

Vozidla na elektrický pohon
Výrobci motorových vozidel GM Toyota a Honda zavedli v r. 1996 na americkém trhu první sériově vyráběná vozidla s elektrickým pohonem (EV). Tato vozidla byla opatřena bateriemi, které musí být dobíjeny ze sítě. Vzhledem k vysokým nákladům a ne zcela uspokojivým výsledkům upustili výrobci již za dva roky od výroby těchto vozidel.

Hybridní vozidla
Po druhé se výrobci vozidel pokusili zavést pohon elektřinou ve formě hybridních vozidel (HV). Hybridní vozidlo má vestavěn elektromotor, který podporuje v případě potřeby motor spalovací. Toyota zavedla v r. 1997 model Prius na japonský trh, Honda začala v roce 1999 prodávat model Inside na trhu americkém. V roce 2000 zahájila Toyota prodej těchto vozidel v Evropě a Americe. Také někteří jiní výrobci vozidel se od té doby pokoušejí proniknout na trh s těmito hospodárnějšími automobily (např. Ford s modelem Escape). Hybridní vozidla jsou v současné době úspěchem, který je dokumentován neustále vzestupným trendem jejich produkce.


Palivové články
Technologie palivových článků existuje již od 60. let minulého století, avšak ve vozidlech se uplaťnuje teprve několik let, zejména v autobusech. Palivové články jsou poháněny vodíkem, který je elektrolýzou získáván z vody. V palivových článcích vzniká voda, teplo a elektrický proud chemickou reakcí mezi vodíkem a kyslíkem. Elektřina se ukládá buď v baterii, nebo se používá k pohonu elektromotru. Palivové články jsou čistou a výkonnou výrobou elektřiny a příslibem pro technologie budoucnosti.


Použitelné alternativní pohony

Výrobci vozidel se snaží pro budoucnost najít alternativní pohony a alternativní pohonné látky, přičemž hledají, jak obejít fosilní pohonné hmoty a více se soustředit na použití elektřiny. Jako fosilní pohonné látky je označováno uhlí, nafta a zemní plyn. V současnosti se zejména zkoušejí tyto možnosti:

Pohonné hmoty podobné benzínu
• E-85 (směs etanolu a benzínu)
• etanol
• metanol
• vodík

Pohonné hmoty podobné motorové naftě
• biodiesel
• řepkový olej
• bioplyn

Další pohonné hmoty pro spalovací motory
• zemní plyn stlačený(CNG)
• zemní plny zkapalněný (LNG)
• tekutý plyn (LPG)
• spalovací motor a elektromotor (hybridní pohon)

Bez spalování
• elektropohon
• využití sluneční energie
• využití vodíkových článků

Monovalentní pohon

Většina osobních a nákladních silničních vozidel používá jenom jeden druh pohonných hmot. Především je to benzín nebo motorová nafta. Vozidlo má spalovací motor, jemuž je dodávána pohonná hmota z nádrže.

Flex-fuel
Moderní variantou spalovacího motoru pro jeden druh pohonné hmoty je i spalovací motor Flex-Fuel. Tento motor používá benzín, může být ale poháněn i směsí z benzínu a etanolu nazývanou E 85. E 85 je směs z 85 % etanolu a 15 % benzínu. S touto směsí se spalování zlepší (směs má vysoké oktanové číslo), a proto roste výkon a omezuje se znečišťování ovzduší. Počet oktanových jednotek označuje číslo RON (Research Octan Number). Etanol má RON cca 129, benzín jenom 95 nebo 98.

Poznámka: Automobila Škoda Auto Mladá Boleslav představila na jaře 2007 vůz Škoda Oktavia s motorem 1.6 MPI, na Flex-Fuel a tyto vozy údajně letos uvede primárně na švédský trh.

Zemní plyn, etanol, metanol, vodík
Před tím, než se začala používat motorová nafta, byl již Dieselův motor vynalezen, avšak k jeho pohonu se používal olej z podzemnice olejné. Tento olej je vhodný jako všechny rostlinné oleje jako pohonná hmota, má však nevýhodu v tom, že má příliš vysokou hustotu. Tato skutečnost má za následek, že jeho čerpání z nádrže k motoru trvá velmi dlouho, a proto je vstřikování v motoru značně nedostatečné. Z tohoto důvodu byl vyvinut biodiesel, který má nízkou viskozitu a vyšší RON (oktanové číslo), avšak vzhledem k přísadám není ekologicky právě nejvhodnější.

Pozámka: Škoda Auto představila na jaře 2007 koncepční vůz Škoda Octavia na zemní plyn (CNG). Škodovka je připravena začít vyrábět tuto verzi v příštím roce, pokud o ni bude zájem.

Biodiesel

V době zavedení motorové nafty jako pohonné hmoty již Dieselův motor existoval, jako palivo se v něm používal olej z podzemnice olejné. Tento olej se hodí jako všechny rostlinné oleje velmi dobře k pohonu jako pohonná látka, má však nevýhodu, že jeho hustota je příliš vysoká. To vedlo k tomu, že doprava pohonné látky z nádrže do motoru trvala velmi dlouho a přidávané příměsi nebyly ekologicky zcela vhodné.

Bivalentní vozidla

Tyto různé pohonné hmoty jsou velmi efektivní, způsobují však řadu dalších problémů při provozu motoru, dokud ten nedosáhne správné provozní teploty. Proto jsou u takových vozidel spalovací motory startovány benzínem nebo motorovou naftou. Jakmile motor dosáhne provozní teploty, může být přepnut na alternativní pohonnou hmotu (např. u LPG nebo řepkového oleje).

Pokud má vozidlo dvě nádrže na pohonnou hmotu, může řidič (např. podle tankovacích možností) rozhodnout, které pohonné hmoty použije. Nevýhodou je přitom vyšší váha vozidla vzhledem ke dvěma nádržím pohonných hmot. Výrobci vozidel, např. Fiat a Volvo, vyrábějí sériově silniční vozidla na tekutý plyn nebo na zemní plyn. BMV nabízí od r. 2007 vozidlo s pohonem na vodík a benzín.


Tekutý plyn (LPG)
Tekutý plyn s dobře hodí pro provoz benzínových spalovacích motorů, neboť má stejnou spalnou teplotu jako benzín. Taková vozidla potřebují nutně dvě různé nádrže, ale jenom jeden vstřikovací systém, protože se tekutý plyn chová jako benzín.

Řepkový olej
Řepkový olej se rovněž velmi dobře hodí k provozu spalovacích motorů na motorovou naftu (vznětové motory). Tento rostlinný olej musí být ohřátý, aby měl podobnou viskozitu jako motorová nafta. Pak nemusí být spalovací motor upraven a spalování je velmi podobné jako v případě motorové nafty. Vozidla na pohon řepkovým olejem vyžadují dvě různé nádrže, ale jen jeden vstřikovací systém.

Zemní plyn
Zemní plyn je do válců vstřikován v plynném skupenství. Aby mohl být zemní plyn a benzín používán ve stejném motoru (tzv. bivalentní systém), musí být spolu se zvláštní nádrží instalován také vlastní vstřikovací systém. Vozidla na zemní plyn mohou být poháněna výlučně zemním plynem (monovalentní systém), je pak zapotřebí pro směs zemního plynu a vzduchu vysoká komprese.

Vodík
Vodík může být skladován v tekutém i plynném skupenství. Tekutý vodík má teplotu –253°C, nemusí být komprimován a má tak vyšší hustotu energie. Vodík může být velmi dobře používán v benzinovém spalovacím motoru (zážehový motor).


Hybridní vozidla

Vozidlo se spalovacím motorem a elektromotorem se označuje jako hybridní. Kromě elektromotoru je ve vozidle používána také výkonná baterie. Elektromotor může být použit pro výrobu elektřiny generátorem, a tak v případě potřeby dobíjet baterii. Energie z baterie je pak přiváděna do elektromotoru a ten podporuje spalovací motor při jízdě vozidla.
Spalovací motor může být jak benzínový, tak na motorovou naftu (zážehový nebo vznětový). Elektromotor může být k podpoře pohonu vozidla umístěn za spalovacím motorem. To se velmi často děje u vozidel s předním náhonem. Mnohá vozidla však používají elektromotor pro zadní kola, takže (spolu se spalovacím motorem na přední ose) vzniká pohon všech kol. Jsou tři různé druhy hybridních systémů:

Lehký hybrid
Lehká varianta používá malý elektromotor, který přímo nepodporuje jízdu vozidla, ale je dostatečně silný, aby spalovací motor okamžitě nastartoval. Proto může být spalovací motor v případě, že vozidlo stojí, vypnut (např. při čekání před dopravním světlem). Lehká varianta se oficielně neoznačuje jako hybridní vozidlo, neboť elektromotor je přímo nepohání.

Poloviční hybrid
Při variantě „poloviční hybrid“ se používá elektromotor k rozjezdu vozidla. Během jízdy může elektromotor kromě toho zasáhnout, je-li potřeba k jízdě větší síly. Při brždění vozidla je elektromotor přepnut na generátor a energie proudí do baterie. Poloviční hybridy však nemohou být provozovány pouze s elektromotorem. Příkladem takového vozidla je např. Honda Civic IMA.

Plný hybrid
Stoprocentní hybridní vozidlo má všechny výhody „polovičního hybridu“, ale navíc může být provozováno pouze s elektromotorem. Jestliže je baterie dostatečně nabita, může vozidlo až do určité rychlosti jet pouze na elektrickou energii. Při tom se spalovací motor odpojí, není spotřebována žádná pohonná hmota a nevznikají žádné zplodiny. Toyota Prius je příkladem takového vozidla.

Vozidla s elektropohonem

Jako plnohodnotný elektrický pohon označujeme pohon výhradně prostřednictvím elektromotoru. Potřebná energie je získávána z baterie, která se nabíjí jednak z externího zdroje nebo při brzdění vozidla. Výkonnost baterie určuje přitom dojezd vozidla. Při provozu nevznikají žádné zplodiny. Pro zvýšení dojezdu mohou být k výrobě elektřiny ve vozidle vestavěny různé systémy k dobíjení baterie, např. solární články. Zatím je nevýhodou elektrického pohonu vysoká cena a omezení dojezdu vozidla.


Elektrický pohon je obvykle užíván v motorových vozidlech na letištích nebo v městské hromadné dopravě.


Informace pro hasiče a čtenáře serveru Požáry.cz opět poskytla firma Nordstahl, prodejce vyprošťovacího zařízení Lukas v ČR.

-wap-