Тюнинг

Сообщество

Установка доп оборудования, прокачка, upgrade и тюнинг!
Создать тему
8 июля 2005

"Ecomotors - Хочу чистый мотор".

- На некоторых американских самолётах времён Второй Мировой войны, устанавливались двигатели, в цилиндры которых, вместе с топливом вводилась небольшая порция обычной воды. От контакта с горящим топливом, раскалённым поршнем и цилиндром, вода вскипала, и расширяющийся пар, помогал рабочим газам приводить поршень в движение. Превращаясь во время кипения или испарения в пар, вода увеличивалась в своём объёме в 1700 раз (при атмосферном давлении), что и давало существенное увеличение мощности, максимального крутящего момента и коэффициента полезного действия (КПД) этих моторов. Помимо прибавки мощности и экономии топлива на 10-15% облегчалась и система охлаждения, так как цилиндры охлаждались водой здесь не столько снаружи, сколько изнутри. Моторы с впрыском (инъекцией) воды в цилиндры, к сожалению, не получили своего дальнейшего распространения по причине сравнительно высокой сложности и недостаточной надёжности. Но достижения современной науки и техники, особенно электроники, позволяют надеяться на больший успех. Именно электроника должна регулировать точное дозирование инжектируемой воды, и её предварительное подогревание от внешних стенок цилиндра и выхлопного патрубка ( водяная рубашка), чтобы температура воды перед впрыском, максимально приближалась к своей точке кипения, которая в сжатой газовой среде неизбежно повышается. Поступающее в цилиндр топливо с воздухом, после такого же (как в случае с водой) предварительного подогрева, легче воспламеняется и полнее сгорает, что позволяет снижать напряжение на свечи зажигания и продлевать срок её жизни. Более эффективное непосредственное охлаждение водой раскалённых, интенсивно трущихся, поршневых колец, самого поршня и цилиндра продлевает жизнь мотора. Впрыскиваемая вода и пар может создавать нужную форму и скорость распространения пламени, и этим предотвращать взрывные явления (детонацию), что позволит без вреда для двигателей, создавать ещё большее давление горючей топливовоздушной смеси и использовать более дешёвый низко октановый бензин. Вводимая в цилиндр вода снижает температуру горящих газов и этим уменьшает содержание в выхлопных газах токсичных нитратов, образующихся при высокой температуре из атмосферного азота, из которого почти на 79% состоит воздух, а необходимого для горения топлива кислорода, в нём только 21%. Следовательно, надо каким-то образом повысить процентное содержание кислорода в поступающем в цилиндр воздухе, или соответственно уменьшить присутствие в нём азота, который не только не поддерживает горение, но подобно используемым для тушения пожара воде, песку или углекислому газу, сильно препятствует этому горению. К примеру, едва тлеющая лучина, вносимая в пробирку с чистым кислородом, мгновенно вспыхивает ярким пламенем. Поэтому ответственные ракетные аппараты, несмотря на существенное утяжеление конструкции, снабжаются баллонами с чистым кислородом. Автомобиль также может оснащаться ёмкостью с кислородом или же устройством для выделения из воздуха чистого кислорода. Для этих целей современная промышленность, с немалыми затратами энергии, использует громоздкие каскады испарителей и конденсаторов, которые вряд ли когда – нибудь получится установить на автомобиль. Мембранные молекулярные фильтры также не имеют пока достаточной продуктивности и надёжности (влага, пыль и химически активные аэрозоли сильно затрудняют их работу). Лучше содержание кислорода в воздушной массе увеличивать с помощью быстро вращающейся центрифуги, где сравнительно тяжелые частицы кислорода (молекулярный вес - 32) будут собою вытеснять более лёгкие частицы азота (м.в. - 28). Конечно, чистый кислород таким способом не получить. Но если в поступающем в цилиндр воздухе сократить количество азота хотя бы в два раза - с 79% до 40%, то количество кислорода в нём увеличится уже почти в три раза - с 21% до 60%, а выделяющаяся в горении энергия возрастёт ещё больше - в 5-7 раз! При столь интенсивном горении горючее сгорать будет полностью. Тогда обязательный автомобильный нейтрализатор, отнимающий у двигателя часть его мощности для дожигания впустую ядовитых остатков несгоревшего топлива, сажи (углерода), угарного газа и, при некачественном горючем, сероводорода, станет уже не нужен. Сокращение азота в поступающем в цилиндры воздухе, ведёт к снижению и массы выбрасываемых окислов азота, вызывающих кислотные дожди, губительные для всего живого на земле, повреждающие архитектурные памятники, различные сооружения и, даже для лакокрасочные покрытия кузовов самих же автомобилей. Молекулы азота и кислорода можно разделять и по разности их намагниченности, предварительно их ионизировав. Намагничивать при низких температурах и ионизировать при высоких можно топливо, воздух, инжектируемую воду, а затем и продукты сгорания. Расположенные вокруг цилиндра катушки индуктивности, защищённые термостойкой керамикой, смогут создать нужную форму горючей смеси - компактно сгруппировать её в центре, равномерно распределить её же по всему объёму цилиндра, или же сместить её к краям - и скорость её возгорания, повысив которую - увеличить мощность, либо понизив - не допустить детонации. Эту детонацию хорошо бы использовать, так как скорость распространения пламени при взрыве, по сравнению с регулируемым (ограниченным) горением, в 5 – 20 и более раз выше, в зависимости от степени сжатия и других условий. Благодаря заведомо избыточному давлению воздуха, можно значительно сократить количество поступающего в цилиндр топлива, без снижения при этом мощности двигателя. Разумеется, прочность двигателя должна соответствовать предложенным нагрузкам, и продуман алгоритм управления этим «взрывомотором». С целью уменьшения нежелательных последствий от резких ударов рабочего газа, верхнюю часть поршня или его сочленения с шатуном - палец лучше слегка подпружинить. Подверженные сильнейшему излучению от пламени, поршни и цилиндры могли бы изготавливаться не только из сплавов железа или более лёгких по весу алюминия и магния, но и керамики, а ещё лучше – из монокристаллического полупроводникового кремния и германия, которые в солнечных батареях вырабатывают электроэнергию. Она, через электродвигатель, помогала бы поршням вращать коленвал мотора. А если кремний, обладающий односторонней электропроводимостью, заменить в фотоэлектрических батареях таким же четырёхвалентным одно-кристаллическим углеродом, т. е. твердейшим и жаростойким искусственным алмазом, из которого попытаться делать «вечные» поршни и цилиндры, или хотя бы их поверхности?.. Подобным же образом логично улучшать показатели экономичности у реактивных авиационных двигателей. Тогда впрыск воды или фотоэлектрические элементы должны находиться уже в камере сгорания или в сопле турбины. Обсуждая варианты экологичных двигателей, нельзя не упомянуть водородные и гибридные автомобильные силовые установки, которые так же нуждаются во всестороннем усовершенствовании. Последние электроэнергию могли бы вырабатывать и накапливать не только благодаря силе инерции движущегося автомобиля, но и за счёт хода амортизаторов всех колёс на неровностях дороги и использовать даже вибрацию работающего мотора, которому уже не требовалось бы на коленчатом валу устанавливать утяжеляющие мотор балансиры, уравновешивающие паразитную инерцию поршней и шатунов. История последних десятилетий показала, что техника развивается путём неуклонного своего усложнения. И несмотря на возросшую себестоимость, она всегда, прямо или косвенно, окупает себя. В наше время, когда цены на нефть неудержимо растут, необходимо чаще применять энергосберегающие технологии. Иногда на подводных лодках и в далёком космосе, в шахтах и тоннелях, на мощных электростанциях и в комнатных условиях, уже используются высокоэкологичные двигатели Стирлинга. Там в абсолютно замкнутом пространстве под большим давлением (200-500 атмосфер) гелий нагревается от печки с внешним подводом тепла и расширяется, а с другой стороны цилиндра, уже в особом холодильнике, он охлаждается, т. е. сравнительно «сжимается». Возникающая разница давления, над поршнем, и под ним, толкает этот поршень; затем в работу вступают другие цилиндры или запасённая энергия вращающегося маховика. Вместо поршней могут быть и турбины. «Стирлинг» может работать на любом топливе: твёрдом, жидком, газообразном, от энергии солнца, атомного реактора и, вообще, от любых источников тепла, даже не связанных с горением. Благодаря высочайшему максимальному крутящему моменту на низких оборотах «Стирлинг» способен преодолевать значительные перегрузки, и при этом, в отличие от обычных моторов, он не глохнет, и позволяет обойтись даже без коробки передач или вариатора. Сравнительная мощность, КПД, экономичность, нетребовательность к топливу и смазке, неприхотливость и простота обслуживания, универсальность применения, бесшумность, лёгкий запуск в холодное время года, долговечность, малый удельный вес и компактность, низкая себестоимость, надёжность и многие другие параметры выгодно отличают моторы Стирлинга от традиционных двигателей внутреннего сгорания. Обладающие поистине фантастическими характеристиками, «Стирлинги» всё ещё остаются незамеченными производителями серийных автомобилей и другой подвижной техники…
отредактировано 12 ноября 2006 в 13:28758 просмотров
Комментарии 1
был месяц назад
На Ford Mondeo изменен 8 июля 2005 в 19:39
Это, конечно, все здорово... Но уже лет 20 как неактуально. Вы думаете, автопроизводители откажутся от обычных бензиновых, водородных или гибридных двигателей и силовых установок и станут штопать "Стирлинги" (там принцип, как в паровозе (?))? Насчет впрыска воды : он очень быстро убьет двигатель, а чтоб этого не случилось, надо максимально усложнить его устройство... Еще говорят, что метро - самый экологичный транспорт, это так, если забыть об электростанциях, которые вырабатывают для него энергию (проведите аналогию)...
Идеи, конечно, интересные, но, как говорил когда-то один из директоров ЗиЛ'а : "Сложное любой дурак придумает, ты попробуй простое придумай..."
0
Добавить комментарий
Для лиц 18+ © 2000-2016 Автомаркет.Ру™