Motor jako základ (1)

    Představa, zhmotnělá nakonec v tomto článku, zrála a kvasila v mé hlavě možná dva, možná pět let. Zpočátku neměla ambice stát se literárně zvěčnělou. Měla být modelem čehosi, co je v učebnicích popsáno mnoha nesrozumitelnými větami a chemickými vzorci (všimli jste si? Naše sladká čeština je sice nedostižným jazykem pro vyjádření pocitů, ale studium české učebnice znamená neustálé hledání začátků košatých souvětí a mudrování nad konečnou logickou hodnotou perel typu „není nepravdou, že se tato sloučenina nenachází v nestabilním stavu“. Nebo to není češtinou? ☺). Měnila se, komplikovala a zase zjednodušovala, podle toho, jak se měnily moje znalosti a zkušenosti. A samozřejmě také podle reakcí nešťastníků, kterým jsem jí předkládal jako odpověď na jejich dotazy na fyziologii sportovce.

    Verze „ponorka“ se definitivně zformovala v den, kdy jsem se s redakcí stránek KPO domluvil na pravidelném přispívání. Proč zrovna ponorka? Nenapadlo mě totiž jiné zařízení, které by mělo potřebu pracovat jak za přístupu tak bez přístupu kyslíku. Navíc se podobné propojení pohonů v ponorkách opravdu používá, i když samozřejmě bez kombinace paliv. Spojení dvou druhů spalovacích motorů je první můstek k pochopení fyziologie člověka. Abych zdůraznil paralely, článek je rozdělený tak, aby ho bylo možno otevřít současně ve dvou oknech a přeskakovat z ponorky na obdobný odstavec „v člověku“ a naopak.

    Základem pohonu naší hypotetické ponorky je dvouspřeží spalovacích motorů, navlečených na jedné hřídeli, připojené ke generátoru elektrického proudu. Elektrický proud přes akumulátor pohání elektromotor s lodním šroubem. Proč taková složitá konstrukce? Půjdeme popořádku, od charakteristik jednotlivých spalovacích motorů.

    Dieselův motor má v naší ponorce nižší výkon. Jeho palivem je ale nafta, a jak jste si už asi všimli, nádrží je prakticky celý trup. Kdyby ponorka mohla využít jen síly tohoto motoru, měla by téměř neomezenou vytrvalost. Náš „diesel“ má ale podstatnou vadu – velkou spotřebu kyslíku, bez kterého se ihned zastaví.
    Benzínový (správně zážehový, chcete-li) motor má naproti tomu výkon o něco vyšší a ještě jedno plus navíc – umí nějakou dobu pracovat bez přísunu kyslíku (to samozřejmě není pravda, já vím. Ale protože ve fyziologii takový mechanismus existuje, musel jsem si ho vymyslet i tady). Jeho nádrže jsou ale daleko menší – představme si například, že benzín je dražší.
    Oba motory jsou pevně propojeny hřídelí a pracují za přístupu kyslíku vždycky současně, i když benzínový může jet jen na volnoběh. Vždycky ale musí „dieselu“ trochu pomáhat. Může v našem příměru zajišťovat lepší kompresi. Navíc funguje pro slabšího kolegu jako startér.
    Posledním článkem na hřídeli je generátor – pasivní člen trojice. Vyrábí tolik elektřiny, kolik otáček mu po hřídeli přijde a neptá se, kdo se na tom podílí.
    „Od pantáty vedou dráty do žárovky nade vraty. Odtud proud se přelévá, …“ Tolik klasik Jára Cimrman. V naší ponorce se proud přelévá přes akumulátor do elektromotoru. Zatímco akumulátor je maličký a slouží jen pro pokrytí náhlého zvýšení odběru při špičkovém výkonu, elektromotor je bumbrlíček. Jeho výkon a tedy i spotřeba proudu je daleko větší, než obou spalovacích motorů dohromady.

    Musíme se teď zmínit o palivech, která ponorku pohánějí. Nafty má, jak jsme se už zmínili, ponorka dostatek. Je levná, za přístupu vzduchu dokáže udělit lodi docela slušnou rychlost. Bez pomoci benzínu by se však ani při startu, ani při jízdě neobešla a potřebuje ke svému spálení dostatek kyslíku.
    Benzín je palivo luxusní. Motoru dává vysoký výkon, potřebuje k němu méně kyslíku než nafta a navíc, pokud kyslík nestačí, může použít následující trik.
    Všimli jste si už určitě v obrázku malé nádrže s nápisem „Saze“. „Co to je za pitomost?“, ptáte se právem. Jak jsem už psal, v lidském těle něco takového existuje, proto ta trocha fantazie. Když totiž kyslík nestačí, může část benzínu spálit motor jen do podoby „sazí“. Ty v příhodnější dobu, kdy je kyslíku dostatek, může pálit dál až na výfukové plyny. Při velmi poklidné plavbě je dokonce může převést zpět na benzín.
    Elektrický proud se chová jako elektrický proud. Něco málo nacpeme do akumulátorů, ostatek roztočí elektromotor. Rezerva v akumulátoru překryje výkyvy v dodávce nebo krátkou chvíli maximálního výkonu.

    A teď – startujeme. Povel kapitána zní: „ Nahodit motory!“. Benzínový motor startuje první, elektromotor se roztáčí, podmořská loď odráží od břehu. Po nějaké době se rozkašle i diesel.
    Crrrr, na lodním telegrafu ve strojovně se objeví povel „Cruising speed!“ (nejsme námořní velmoc a tak „poloviční parou vpřed“ zavání dobou obrozenců a kulhá podle mě na obě nohy). Benzínový motor na volnoběh, diesel na plný výkon. Kyslíku je dost, nikam nechvátáme a spokojeně křižujeme.
    „Full ahead!“ (tedy „plnou parou“) – zabouří teď i benzínový motor a benzín v nádrži začne ubývat. Valíme si to, valíme, takovou rychlostí dokážeme jet jen asi dvě hodiny, pokud nebudeme palivo doplňovat. Kyslíku je dost a tak je plavba ještě relativně komfortní.
    „Flank ahead!“ (tak na to už moje česká terminologie nestačí, ale je to víc než „full“). Oba motory jedou naplno, sací potrubí se zahltí. Část benzínu odchází částečně spálená do nádrže s nápisem saze. Co se bude dít dál?
    První verze – strojník drží pořád plný plyn. Nádrž na saze se naplní, motor se začne dusit vlastními spalinami, musíme zvolnit na „Full ahead“. Nádržka „saze“ zůstává plná, ale jedeme. Pokud bychom zvolnili více, na „Idle“ (to je česky volnoběh, ale pro zachování terminologie cokoliv… ☺) ponorka si dokáže přeměnit „saze“ zpět na benzín. Při rychlostech mezi full a cruising „saze“ jednoduše pomalu pálí s benzínem.
    Druhá verze – strojník přidává a ubírá plyn a nebo se moře vlní – chvíli do kopce chvíli z kopce. V tom případě si benzínový motor ve chvílích nižšího výkonu ochotně lokne „sazí“ z nádržky – má je takříkajíc předžvýkané.
    „Emergency!“ („nouzový výkon“). Doposud se choval elektromotor naprosto pasivně. Co spalovací motory vyrobily, to využil. Máme ale poslední možnost, jak zrychlit – snížením odporu před motorem dosáhnout maximálního výkonu. „Vycucli“ jsme sice celý akumulátor, ale vyhli se torpédu. Dál už zase máme jen to, co se ve spalovací sekci vyrobí. V akumulátoru je zásoba asi na 8 vteřin nouzového výkonu. Důležité je si uvědomit, že nouzového výkonu jsme dosáhli bez ohledu na výkon spalovací sekce, jen změnou režimu elektromotoru! Pak ale musí generátor ztrátu dohradit.
    Posledním povelem je „Submerge!“ („ponořit!“). Sací kanály se uzavřou, výfuk jakbysmet a mizíme pod hladinou. Diesel spotřebuje, co je v sacím potrubí, zaškytá a ztichne. Benzínový motor začne produkovat saze, dokud se nádrž nenaplní a pak také zmlkne. Poslední je zásoba akumulátoru a pak už musíme nahoru – celé to trvá asi 45 vteřin, u nejlepších ponorek našeho druhu až pět minut (neříkal jsem, že si musím místy něco vymyslet? ☺)

    Ale jak tohle dlouhé povídání souvisí s cyklistikou?!? Pokračujte v dalším okně.