Guest vasilijbezukladnikov Posted June 14, 2005 Share Posted June 14, 2005 - 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… Безукладников Василий Александрович. Таганрог 347913, до востребования. E – mail: vasilijbezukladnikov@yandex.ru http://www.vasilijbezukladnikov.narod.ru Quote Link to comment Share on other sites More sharing options...
anton Posted June 16, 2005 Share Posted June 16, 2005 я читал как мона влегкую убить двигло- на скорости въехать в лужу так, что бы вода в заметном количестве брызгами попала в воздухан и смогла попасть в цилиндры... понимаю что это не дозированный впрыск, но двигло умирает сразу и надолго... Quote Link to comment Share on other sites More sharing options...
Heym Posted June 16, 2005 Share Posted June 16, 2005 Называется гидроудар. И дизель убивает вода в топливе, если накрывается топливный фильтр тонкой очистки. Quote Link to comment Share on other sites More sharing options...
anton Posted June 17, 2005 Share Posted June 17, 2005 Называется гидроудар.. именно... потому что пары воды практически несжимаемы(так в статье было написано, АРевю, не помню номер, давно) Quote Link to comment Share on other sites More sharing options...
F Posted June 17, 2005 Share Posted June 17, 2005 именно... потому что пары воды практически несжимаемы(так в статье было написано, АРевю, не помню номер, давно) Антон, пары воды - это газ, как и пары бензина, и как газ пары воды прекрасно сжимаются. На парах воды вполне стабильно работали паровозы (Обладающие Двигателем Внешнего Сгорания, кстати ), да и сейчас работают паровые турбины электростанций. Сам лично многократно форсировал речки и иногда, из озорства или глупости -на высоких скоростях. Иногда залитый брызгами от вентилятора мотор глох - но не сломался ни один. Quote Link to comment Share on other sites More sharing options...
anton Posted June 18, 2005 Share Posted June 18, 2005 Антон, пары воды - это газ, как и пары бензина, и как газ пары воды прекрасно сжимаются. На парах воды вполне стабильно работали паровозы (Обладающие Двигателем Внешнего Сгорания, кстати ), да и сейчас работают паровые турбины электростанций. Сам лично многократно форсировал речки и иногда, из озорства или глупости -на высоких скоростях. Иногда залитый брызгами от вентилятора мотор глох - но не сломался ни один. вполне возможно что не совсем правильно обяснил процесс, но залить венилятор или еще что-то: это одно, а вот если вода смогла попасть через воздушный фильтр в цилиндры- совсем другое. имхо надо провентилировать тему при случае подробнее Quote Link to comment Share on other sites More sharing options...
SergeyS Posted June 18, 2005 Share Posted June 18, 2005 Вода может навредить только в том случае, если попадет в цилиндр в жидком состоянии, когда она действительно несжимаема. Но, учитывая температуру в камере сгорания, если воду не загонять туда специально в больших количествах, она успеет испариться, а пары воды сжимаются ни чуть не хуже, чем пары бензина. Quote Link to comment Share on other sites More sharing options...
Oleksa Posted July 3, 2005 Share Posted July 3, 2005 - 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. Я очень сомневаюсь в этих выкладках автора - почему такую простую систему тогда не используют сейчас? А? А то ведь это так соблазнительно - получить прибавку в мощности, моменте и КПД, всего лишь впрыснув воду... И вообще: вода, нагреваясь, отбирает тепло, которое можно было бы использовать для движения поршня; но потом пары воды движут поршень; что-то мне нелогичным кажется такое изложение... 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. А теперь открою тебе секрет - такая система не только не является сверхсложной и сверхдорогой, она даже получила своё распространение - в Средней Азии, на тракторах. Никакой прибавки в мощности, моменте и КПД замечено не было, зато ресурс упал страшно, но главную свою функцию - охлаждение двигателя - такая система выполняет. Кстати, расход воды - бочка в сутки. А против двигателей Стирлинга я ничего не имею Quote Link to comment Share on other sites More sharing options...
Heym Posted July 5, 2005 Share Posted July 5, 2005 Но, учитывая температуру в камере сгорания, если воду не загонять туда специально в больших количествах, она успеет испариться, а пары воды сжимаются ни чуть не хуже, чем пары бензина. Очевидно, диавол живет в дозаторе. Поскольку попадание воды в цилиндр (особенно высококомпрессионный дизельный) ведет к гидроудару. И то, что падал ресурс в дизтехнике в Средней Азии связано с ограниченными гидроударами, вызванными несовершенством дозатора. Не совсем ясен механизм охлаждения водой, разогретой до температуры парообразования - т.е. свыше 100 С. Quote Link to comment Share on other sites More sharing options...
Skorpion Posted July 6, 2005 Share Posted July 6, 2005 Не совсем ясен механизм охлаждения водой, разогретой до температуры парообразования - т.е. свыше 100 С.Несколько неточное определение: охлаждение происходит при превращении воды в пар - это весьма эффективная штука... Quote Link to comment Share on other sites More sharing options...
F Posted July 7, 2005 Share Posted July 7, 2005 Несколько неточное определение: охлаждение происходит при превращении воды в пар - это весьма эффективная штука... Почему неточное? Почему это паром нельзя охладить? Пусть его температура 105 C, и такой пар обдувает поверхность, нагретую до 300 -500-1000 градусов. Он прекрасно заберёт от нее тепло. По эффективности охлаждения испарением возражений не имею, это работает. Quote Link to comment Share on other sites More sharing options...
F Posted July 7, 2005 Share Posted July 7, 2005 Очевидно, диавол живет в дозаторе. Поскольку попадание воды в цилиндр (особенно высококомпрессионный дизельный) ведет к гидроудару. И то, что падал ресурс в дизтехнике в Средней Азии связано с ограниченными гидроударами, вызванными несовершенством дозатора. Не совсем ясен механизм охлаждения водой, разогретой до температуры парообразования - т.е. свыше 100 С. Ну вот классика Не стоит искать то, чего нет, дьяволы - только в голове водятся Гидроудар будет тогда, когда количество поданной в цилиндр воды будет больше, чем объём камеры сгорания. Это огромное количество, и о горении топлива в этом случае можно просто забыть. Попадание воды никогда не будет достаточно равномерным, и поэтому неравномерность охлаждения при попадании капелек на стенки вызовет многочисленные многократные термонапряжения в материале цилиндра и поршня. Понятно что росту ресурса это явление никак не способствует. И еще есть причины, IMHO. Механизм простой, если есть разность температур - то охлаждение будет при любых абсолютных значениях. Quote Link to comment Share on other sites More sharing options...
V x Posted July 8, 2005 Share Posted July 8, 2005 что такое гидроудар и когда он возникает более менее понятно описано здесь http://pwc.jetpower.ru/doc_65.htm Quote Link to comment Share on other sites More sharing options...
F Posted July 9, 2005 Share Posted July 9, 2005 что такое гидроудар и когда он возникает более менее понятно описано здесь http://pwc.jetpower.ru/doc_65.htm А ведь точно О плав средствах я как-то и не подумал, а там действительно при перевороте или утоплении можно залить воды сколько угодно. Quote Link to comment Share on other sites More sharing options...
V x Posted July 9, 2005 Share Posted July 9, 2005 кстати мне расказали о гидроударе на гусеничном тракторе, причиной которого стал нетрезвый тракторист и не к месту подвернувшийся пруд. Рациональному ремонту двигатель не подлежал Quote Link to comment Share on other sites More sharing options...
anton Posted July 11, 2005 Share Posted July 11, 2005 что такое гидроудар и когда он возникает более менее понятно описано здесь http://pwc.jetpower.ru/doc_65.htm во как! а я то на прокатном байке летал несколько раз по разным траекториям, но мне не говорили что ставить его надо тока "по стрелке"... но вроде обошлось..... Quote Link to comment Share on other sites More sharing options...
k.a_ Posted July 11, 2005 Share Posted July 11, 2005 Все это полная дурь. Двигатель заржавеет, мотор сдохнет. Преймущества неочевидны, выгоды туманны. Для эффективного охлаждения посредством испарения воды, необходима переохлажденная вода, в противном случае изменение агрегатного состояния не будет приводить к эффективному теплопоглащению. А переохлажденная вода потребует большого колличества энергии для ее разогрева. КПД двигателя будет уменьшаться. Гораздо эффективнее использовать тепло, выделяемое двигателем, для получения дополнительной энергии. А впрыск воды в камеру сгорания - давно опробованный и признаный неэффективным метод. Quote Link to comment Share on other sites More sharing options...
Recommended Posts
Join the conversation
You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.