Альтернативные двигатели для автомобилей

ДВС и его альтернатива.

Уже который год со всех телевизоров, радиоприемников и интернетов непрерывно несут о "технологиях, которые перевернут мир", о том, что "ДВС скоро уйдет в историю", что "открыты новые виды энергии". А сегодня, когда я услышал, что в Советском Союзе были электрокары на базе копейки (уже тогда, давно-давно были, но в массы они так и не вышли), это натолкнуло меня на мысли, что всё неспроста, и всемирный заговор, который прослеживается почти во всех моих постах, имел место быть и здесь. Но обо всём по порядку.

Всем давно известно, что КПД бензинового двигателя редко достигает 40%, а чаще топчется у отметки в 10-30%. При том двигатели внутреннего сгорания (ДВС), имеют весьма сложную организацию, трудно ремонтируются, требуют множество различных металлов и пр.

Дизельные двигатели имеют более высокий КПД и некоторые модели уже подобрались к 50%, используя турбины, передовые системы охлаждения. Малолитражные дизели имеют КПД, примерно такой же, как и бензиновые.

Электродвигатели, как всегда, впереди всех, с КПД в 96-97%.

Другими словами, 60% (больше половины, если мерить в половинах) бензина, который вы заливаете, уходит не на движение, динамику и т.п., а тупо к карман владельца колонки. Беда, правда?

Альтернативы, скажете, нет: не будешь же возить 700кг аккумуляторов, чтобы заряжать каждый день. Да и зимой с ними туговато выходит. Да и электричество ценами кусается.

Тут-то и хочется вспомнить о топливном заговоре, нефтяной игле и прочих недоказуемых вещах, которые хоть и незаметны, но влияют на нас с вами непосредственно. Неужели, традиционный ДВС заменить нечем? Конечно, есть. И речь идёт не о новомодных водородных и гелеевых двигателях. Всё новое — хорошо забытое старое.

Итак, решил поискать информацию об электрокопейках, передовых технологиях АвтоВАЗа, но нашёл кое-что поинтереснее.
Давно слышал, что были почти мистические машины в нашей стране, которые не уступали по динамике разгона и потолку максимальной скорости самым мощным иномаркам тех времён. Думал, что это специально выдуманные легенды работниками ВАЗа, чтобы прикрыть свою криворукость и неспособность создать хоть сколько-нибудь авангардное в мире машин. Я ошибся. Действительно, были такие у нас такие машины. Выпускались. И копейки были ракетные, и восьмёрки: Двигатель в 1.3л обходил по всем параметрам агрегаты компании Мерседес в 3.2л. А вот теперь перейдём к самому интересному. Что же у них было под капотом? Дизель? Нет, хоть и дизельные двигатели на АвтоВАЗе тоже были.

Там был ротор. Да-да, роторный двигатель, подобный тому, что ставится на Rx-8, таскал созданные на Волжском заводе тазики. Говорят, что и сейчас можно поставить на наши машинки такие агрегаты.
Так чем роторный двигатель лучше обычного? я бы на первое место поставил простоту. Минимальное число деталей роторного двигателя — 7. К примеру, из семи деталей состоит только поршень с шатуном.
Второе — такой двигатель можно крутить на 10-15тыс оборотов.
Крутящий момент — третье — стабильно высок и равен почти на всех оборотах.
Четвёртое — мгновенный разгон. Вышеупомянутая восьмерка разгонялась до сотни за 7.5с.
Недостаточно?
А вот вам козырь: этот двигатель можно кормить всем, что горит: бензин — хоть 76, хоть 98, хоть спирт, хоть (до последнего не верится) — дизель.

Как же эта чудо-штука работает?

Всё гениальное — просто. Посмотреть можно здесь: www.autoreview.ru/new_sit…les/2001/27_11/200/00.gif
Ротор вращается благодаря привычному всем сгоранию бензина. Тот взрывом двигает "овальный треугольник", который другой стороной создаёт вакуум, затягивая горючую смесь. Дальше свеча вновь делает своё дело и всё начинается заново. Замечу, что свеча может быть и одна, тогда, по схеме, остаётся всего 4 детали;)

Вспомним, что происходит в бензиновом двигателе, который ставится на наши машинки. Анимация здесь: k38.kn3.net/BB6B9FB18.gif
Занятно, правда?

А всё началось с далёкого 1957г, когда его придумал немецкий инженер Феликс Ванкель.

Он первым использовал вместо поршня специальный ротор треугольного сечения, грани которого, скользя по поверхности цилиндра, отсекают переменные объемы камер. За один полный оборот ротор проходит четыре такта обычного двигателя. Такие моторы использовались немецкой компанией NSU, купленной впоследствии Audi, и французским «Ситроеном». Впрочем, ни немцы, ни французы дальше одной роторной модели не пошли: двигатели Ванкеля были отнюдь не экономичными, а в мире тогда случился топливный кризис. Немецкого инженера все забыли, кроме японской корпорации Mazda, которая выпускала роторные RX — в том числе и для того, чтобы поставить на место зарвавшееся правительство, пожелавшее в то время унифицировать всю автопромышленность. Прижились новые моторы и в СССР: спецслужбы сразу оценили потенциал нового движка. О них, собственно, и ходили слухи.

Основная причина в том, что они почти не используются в том, (как говорят), что они часто ломаются. Вроде бы, и ломаться-то нечему, а ломаются, причём раз и навсегда — они неремонтопригодны. А что там ремонтировать-то, спрашивается, если деталей-то не больше 10 штук?)) Если поставить на поток, двигатели можно вообще менять в сборе. Модульно.
Да, они могут показаться не такими экономичными (до 15л на 100км), но какие сто километров!
К тому же, прогресс не стоит на месте. Российские Кулибины непрерывно совершенствуют эти чудо-машины, причём без всякой поддержки извне.
Некоторые добились огромных результатов:

И становится очень страшно, если эти разработки снова утекут за рубеж.

Скажем, вот этот двигатель Ахриевых — практически не имеет вибраций и очень экономичен.
Двигатель Исаевых — имеет большую эффективность и экономичность за счёт высокого сжатия.

Каким бы мы увидели мир, если бы сделали ставку на такие двигатели?
Недавно где-то слышал по ТВ, у какой-то шишки в салоне электрокаров спросили, когда ДВС уйдёт в историю? тот засмеялся и выдал: "Никогда".
Журналист сконфузившись, еле пробубнил: "А если закончится нефть?"

— Не закончится, а просто станет ещё дороже.

"Просто станет ещё дороже", друзья. ПРОСТО дороже. Скоро будем выгуливать своих стальных питомцев только по праздникам, а после — только любоваться ими в гараже, очередной раз накладывая слой полировки на свои машинки.

В прочем, вот и конец этой небольшой истории. Кто знает, может всё переменится.

Архив рубрики: Альтернативные двигатели

газогенераторная установка/gas-producing setting

Нынешние цены на бензин заставляют активно искать альтернативу этому виду горючего. И если о массовом переходе на водород или топливные элементы пока говорить рано (в силу дороговизны и сложности подобных устройств), то замена бензина дровами – технология уже известная. Но оправданна ли она? Оборудовав ГАЗ-52 самодельной газогенераторной установкой, группа инженеров Житомирского агроэкологического университета не изобрела… Читать далее »

Модель двигателя на постоянных магнитах. / Engine model based on permanent magnets.

Модель двигателя на постоянных магнитах. Гуляя просторами интернета я обратил внимание на странные споры вокруг так называемых вечных двигателей, причем основная часть авторов сайтов и комментаторов осациируют вечный двигатель с генераторами энергии, принцип работы которых основан на взаимодействии постоянных магнитов (двигателя на постоянных магнитах). Мое личное мнение – нет, и не может быть ничего… Читать далее »

Двигатель работающий на воздухе / The engine runs on air

Воздушный двигатель Идея этого альтернативного воздушного двигателясовершенно проста и не нова, основана на принципе работы простейшего парового двигателя. Напомню в краце, там для получения полезной энергии используется вода, которая вследствие нагревания превращается в пар, результатом чего является повышение давления. Затем этот пар (под высоким давлением) передается на турбину (или поршнь), с которой по средствам вала или редуктора… Читать далее »

Двигатель Шаубергера своими руками

Двигатель Шаубергера своими руками В настоящее время двигатель Шаубергера пользуется большой популярностью и рассматривается как альтернативный двигатель. Что представляет собой подобное устройство, и в чем его преимущества. Как создать двигатель Шаубергера своими руками? Австрийский инженер Виктор Шаубергер работал над созданием электрогенератора, в котором турбина отличалась от конструкций обыкновенных водяных электростанций. Идея двигателя Шаубергера… Читать далее »

Гидростатический двигатель

Гидростатический двигатель Уважаемые участники сайта, позвольте предложить Вам тему связанную с альтернативной энергетикой — гидростатический двигатель. Возникла идея построить действующий гидростатический двигатель (описание и принцип действия для понимания сути идеи выложу ниже), но нужен взгляд со стороны и желательно не один, и критические замечания. Также нужны расчеты движущего элемента и маховика — для примера,… Читать далее »

Водородный генератор для автомобиля

Водородный генератор-это вид оборудования, при правильной установке которого можно снизить расхода топлива мотоцикла, легкового или грузового автомобиля, а также сократить количество вредных выбросов в атмосферу. При помощи батареи питания и генератора постоянного тока вода разлагается на кислород и водородный газ (HHO), который попадает в двигатель и потом выделяется в атмосферу. HHO улучшает качество сгорания топлива… Читать далее »

Генератор Адамса «Вега». Что это?

Генератор Адамса относится к классу безтопливных самовосстанавливающихся зарядных устройств. Самым главным преимуществом данного устройства является абсолютная независимость от погодных условий (ветрогенераторам нужна постоянная и, желательно, сильная ветреная погода, а генераторы на солнечных элементах весьма критичны к яркости солнечного освещения и в ночное время обычно не работают). Конструкция генератора Адамса «Вега»: Конструкция генератора Адамса (как и перечисленных выше ветрогенератора и… Читать далее »

Двигатель Шаубергера своими руками

В настоящее время двигатель Шаубергера пользуется большой популярностью и рассматривается как альтернативный двигатель. Что представляет собой подобное устройство, и в чем его преимущества. Как создать двигатель Шаубергера своими руками? Австрийский инженер Виктор Шаубергер работал над созданием электрогенератора, в котором турбина отличалась от конструкций обыкновенных водяных электростанций. Идея двигателя Шаубергера заключалась в создании вихря внутри камеры,… Читать далее »

Читайте также  Поло седан двигатель

Чем заправляться, когда закончится нефть?

Не спешите с ответом: вариантов гораздо больше, чем кажется. Уже сегодня даже в такой равнодушной к «зеленым» технологиям стране, как наша, можно купить две модели электромобилей и новенький немецкий седан, работающий на газовом топливе. Мы выяснили, какие существуют альтернативные виды топлива и что мешает им попасть в двигатели наших автомобилей.

Газомоторное топливо

Авто на природном газе: панель приборов

Мотор, работающий на природном газе

Один из самых доступных видов альтернативного топлива (хотя в некоторых странах СНГ и ЕС с этим тезисом вряд ли согласятся). Для широкого применения газового топлива нет необходимости конструировать какие-то особые двигатели или создавать с нуля специальную инфраструктуру. Автомобили, работающие на газе, производятся на основе обычных бензиновых или дизельных машин с минимальной модернизацией.

Достоинства и некоторые недостатки «газового» Volkswagen Passat мы уже выяснили. Вы тоже сможете о них узнать, если прочтете статью «Как сэкономить на бензине: тестируем газовый Passat».

Существует два вида газомоторного топлива: пропан (сжиженный нефтяной газ – побочный продукт переработки сырой нефти или природного газа) и метан (природный газ). На пропане работали «газифицированные» грузовики и автобусы в советские времена. В современном автопроме предпочтение отдается метану.

Серийные модели, доступные в России: Volkswagen Passat/Passat Variant EcoFuel. Цена – от 1 275 000 рублей. Кроме того, перевести на газ сегодня можно практически любой бензиновый или дизельный автомобиль. Однако официальные дилеры такими переделками не занимаются, а за работы, выполненные в несертифицированных сервисах, вас немедленно лишат заводской гарантии.

Что мешает массовому распространению: прежде всего затраты на инфраструктуру. Они хоть и меньше тех, что требуются на зарядочные станции и водородные заправки, но тоже существенны. При этом в России, по нашим ГОСТам, бензиновый и газовый заправочные пистолеты не могут соседствовать на одной колонке. Кроме того, природный газ, как и нефть, когда-нибудь закончится.

Электроэнергия

Mercedes-Benz A-class E-Cell

Из всех возможных альтернатив бензину и солярке эту лоббируют наиболее активно. Основной аргумент: работающие электромобили не выбрасывают вредных веществ в атмосферу. Поэтому к ним издавна «неровно дышат» многочисленные экологические организации и поддерживающие их идеи политики.

О том, являются ли электромобили настолько экологически чистыми, как принято считать, – в статье «Электромобили: лечим природу или калечим?».

Но если учесть выбросы при производстве электромобилей и батарей, а также при создании необходимой инфраструктуры – получится, что «на круг» они ненамного экологичнее машин с традиционными ДВС. Ряд проведенных исследований это уже подтвердил.

Серийные модели, доступные в России: Mitsubishi i-MIEV (от 1 800 000 рублей), E-Car GD04B (от 450 000 рублей).

Что мешает массовому распространению: дороговизна электромобилей и отсутствие компактных, емких и стойких к морозам аккумуляторных батарей. Кроме того, мало кто вспоминает о том, что во время зарядки электромобиль потребляет такое же количество электроэнергии, как и электрочайник. Но если последний закипает за пару-тройку минут, то электромобиль заряжается в течение нескольких часов. То есть для массовой «электромобилизации» человечеству придется значительно увеличить выработку электроэнергии. А самый распространенный в мире (и самый эффективный) способ ее выработки – тепловые электростанции. Работающие на тех же углеводородах. Круг замкнулся…

Водород (топливные ячейки)

На фоне моды на электромобили несколько подзабытым оказался водород. Лет пять назад мы намного чаще слышали об автомобильных новинках, использующих такой вид топлива. Не так давно с автомобилями на топливных ячейках активно экспериментировал даже АвтоВАЗ. Та самая компания, что только в прошлом году отказалась от выпуска разработанной в 1950-х годах модели.

Заправочная горловина водородного автомобиля

Honda FCX Clarity

Между тем многие производители разработку водородных авто не только не прекращают, но и полагают, что именно за ними – будущее. То самое, в котором не будет места углеводородам и продуктам их переработки, а выхлоп у всех машин будет безвредным.

Примеры серийных моделей: Honda FCX Clarity, семейство моделей Mercedes-Benz Fuel Cell (все перечисленные модели в России недоступны).

Что мешает массовому распространению: дороговизна технологий и разработанных серийных образцов. К этому добавим отсутствие необходимой инфраструктуры (даже в «повернутой» на экологии Калифорнии количество водородных заправок куда меньше, чем спортивных титулов у ее знаменитого экс-губернатора), а также невысокий КПД водородных движков – по сравнению с другими альтернативными видами топлива.

Биодизельное топливо

Представляет собой горючее на основе масел и жиров. Чаще всего – растительных, в некоторых случаях – и животных. В технической литературе встречаются даже описания биотоплива, произведенного из отходов жиров, использованных в кухнях ресторанов и кафе. Получается, фаст-фуд – не такой уж и вредный?!

Биодизельная заправка

Практически любой дизельный мотор можно «малой кровью» модернизировать под потребление биотоплива: как в чистом виде, так и в смешанном с «соляркой». Причем в последнем случае возможно использование такого горючего даже на неадаптированной машине.

Данный вид топлива получил несколько лет назад весьма широкое распространение в Европе, Бразилии и Аргентине. Не в последнюю очередь – за счет госсубсидий фермерам, согласившимся в промышленных масштабах выращивать необходимые для производства биодизеля культуры.

Примеры серийных моделей: на «биодизель» на основе жиров и масел переводят главным образом грузовики, автобусы, а также спецтехнику; легковые авто на биодизельном топливе – по большей части экзотика, но в Соединенных Штатах какое-то время назад они мелькали на дорогах довольно часто.

Что мешает массовому распространению: не поверите – конкуренция человека и автомобиля за пропитание! Ученые из Университета Миннесоты предостерегают: мода на биодизель вынудит фермеров засевать поля не продовольственными, а техническими культурами, и количество голодающих на планете (если так пойдет и дальше) вырастет до 1,2 млрд человек! Европа, вняв предупреждениям экспертов, от биодизеля постепенно отказывается.

Спирты (этанол и метанол)

Горючее на основе спиртов – еще одна из разновидностей биотоплива. Метанол, древесный метиловый спирт, в качестве топлива использовали ранее на автомобилях в виде смеси M85 (85% метанола, 15% бензина), но в настоящее время таких машин больше не производят.

Volvo V50 FlexiFuel

Фото: Omniauto.it; Volvo Car Corp.

Зато в мире полным-полно машин, работающих на смесях бензина с этанолом, то есть этиловым (или «хлебным») спиртом. Производится он за счет брожения зерновых культур, но в последнее время этанол гонят (для транспортных нужд, разумеется) из самых различных трав, деревьев и водорослей. Даже из биомассы, остающейся после удаления из растительного сырья пригодных для пищевой промышленности компонентов.

Примеры серийных моделей: автомобили Volvo и Ford семейства FlexiFuel (в России недоступны).

Что мешает массовому распространению: недостаток сырья – все забирает себе ликеро-водочная промышленность… Если серьезно, то главная причина – дороговизна автомобилей, работающих на спирту. Равно как и необходимость использования для производства такого топлива продовольственных культур. Со всеми вытекающими (см. пункт о том, что мешает биодизельному топливу) последствиями…

Резюме Kolesa.Ru

Серийные автомобили на альтернативном топливе появляются в продаже все чаще. Что не может не радовать. Возможно, когда-нибудь мы наконец перестанем ездить на технологиях прошлых столетий и пересядем на достижения века нынешнего.

Проблема лишь в том, что пока эти самые продвинутые технологии слишком далеки от жизни. Альтернативные топливные системы в большинстве своем либо не выдерживают никакой конкуренции с традиционными, либо доступны лишь избранным.

Все изменится, когда будет создан двигатель на альтернативном горючем, столь же практичный и недорогой, как традиционный ДВС. И тогда мы без всяких правительственных льгот и преференций начнем покупать «зеленые» авто.

Мобильные телефоны тоже когда-то представляли собой ящики весом килограмма полтора-два. Когда-нибудь и автомобили «позеленеют», а из выхлопных труб будет вырываться лишь тоненькая струйка пара.

Альтернативный двигатель

Наука и новые технологии Авдей КИРПИЧНИКОВ 4240

Сейчас поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) остаются самым распространенным классом тепловых машин. За год их выпускают в мире более 40 млн. Они используются в большинстве транспортных средств, реже – в энергоустановках.

От поршневых – до реактивных

Преимущество поршневых ДВС в том, что они обеспечивают большой крутящий момент при различных скоростях вращения мотора и различных режимах съема с него мощности. Но у этих установок низкий показатель выхода мощности на единицу веса – 0,8 кг / кВт, относительно низкий КПД – около 30%, а удельный расход топлива составляет в среднем около 250 г / кВт-ч. Кроме того, несмотря на все ухищрения конструкторов, эти двигатели остаются одними из основных загрязнителей окружающей среды: топливо в цилиндре не сгорает полностью – и этот недостаток невозможно ликвидировать ни с помощью компьютерного управления, ни путем дожигания выхлопных газов.

Еще один распространенный тип ДВС – газотурбинные двигатели (ГТД). Струя пара или продуктов горения топлива истекает из сопла на лопасти турбины, вызывая ее вращение. КПД таких двигателей достигает 90%. Однако значительную часть (до 60%) вырабатываемой механической энергии приходится расходовать на привод компрессора, который сжимает поток воздуха, поступающего в камеру сгорания для ее же охлаждения и для увеличения полноты сгорания топлива. К примеру, автомобильный ГТД «Ровер» развивает около 265 кВт мощности, а ее эффективная составляющая в три раза меньше – около 90 кВт. Высок в таких двигателях и удельный эффективный расход топлива: 300‑400 г/кВт-ч. К тому же чем меньше турбина, тем выше ее обороты, – и следовательно, нужна громоздкая система редукторов. В двигателе мощностью 40 кВт, например, турбина раскручивается со скоростью 60 тыс. оборотов в минуту. Поэтому изготовление ГТД экономически невыгодно, если его мощность составляет менее 110 кВт. Это ограничивает область применения ГТД, и они крайне редко используются в качестве автомобильных моторов. С другой стороны, они незаменимы в стационарной энергетике и авиации, где необходимо производство таких мощностей, получение которых на поршневых силовых устройствах было бы экономически нецелесообразным.

Читайте также  Эмульсия в двигателе причины

Если считать КПД главным критерием определения эффективности двигателей, то дальше создания жидкостных реактивных двигателей (ЖРД) идти было уже некуда. Топливо сгорает в камере полностью при температуре в тысячи градусов. Это обеспечивает максимальный КПД при самом чистом выхлопе рабочего тела, создающего реактивную тягу. Но по ряду причин – высокой температуры выхлопных газов, крайне низкого ресурса самого двигателя и, главное, экономической нецелесообразности использования при небольших мощностях – сфера применения ЖРД ограничивается ракетно-космической техникой.

Идея – старая, устройство – новое

Справедливости ради стоит отметить, что первая попытка улучшить характеристики двигателя внутреннего сгорания за счет кардинального изменения одного из основных элементов – поршня – была предпринята задолго до изобретения Кузнецова. Феликс Ванкель еще в 1936 году получил патент на роторную силовую установку (первый автомобиль с таким мотором сошел с конвейера в 1963 году), в которой уже не было возвратно-поступательного движения поршня. Его мощность оказывалась равной мощности поршневого мотора с вдвое большим рабочим объемом. Возможность создания мощного, но легкого и малогабаритного двигателя вызвала огромный интерес со стороны автомобилестроителей, десятками стоявших в очереди за покупкой лицензии на его производство (кстати, одним из последних отметился там ВАЗ). Но конструкторы, по большому счету, так и не смогли уменьшить удельный расход топлива, а ресурс работы двигателя оставался крайне низким, поэтому большого распространения он не получил.

После этого были попытки (в середине 1950‑х их предприняли американские инженеры, а в 1970-х – японские) разработать принципиальную схему сферической роторной машины (СРМ), совмещавшей принципы работы поршневого и газотурбинного двигателей. Но особым успехом они не увенчались.

Михаил Кузнецов решил заняться воплощением идеи, почерпнутой им из публикации в журнале «Техника – молодежи» 35-летней давности. Именно там он впервые увидел схему объемной сферической роторной машины. В марте 1999 года изобретение было зарегистрировано Российским агентством по патентам и товарным знакам, а Московский Международный институт промышленной собственности оценил интеллектуальную собственность Кузнецова в 5,64 млн. долларов.

Как повысить эффективность?

Кузнецов нашел простое и красивое решение: вынес камеру сгорания, работающую по принципу ЖРД, за пределы сферической роторной машины, что значительно повысило ресурс работы двигателя. В этом – одно из главных преимуществ нового устройства. Отдельная камера сгорания позволяет использовать все преимущества жидкостно-реактивных и газотурбинных двигателей. Можно достичь высоких – до 2900 градусов по Цельсию – температур рабочего тела, при этом топливо будет выгорать полностью. К тому же такое решение дает возможность совершенствовать камеру сгорания отдельно от других составляющих двигателя.

Роторный узел образует в полости корпуса СРМ два расширительных контура. Каждый из них состоит из двух камер переменного объема. За один оборот они совершают полный рабочий цикл (сжатие и расширение). Смена рабочих циклов происходит автоматически за счет перекрытия впускных и выпускных каналов ротора.

При использовании в двигателе одной сферической роторной машины один контур работает в качестве двигателя, а камеры второго контура – в качестве компрессора, задача которого подавать сжатый воздух в камеру сгорания. Еще одно преимущество изобретения Кузнецова состоит в том, что возможны варианты, в которых можно использовать одновременно несколько роторных машин в одном двигателе. Простое увеличение их числа позволит управлять «литровой мощностью» всей установки. Скажем, в самолете все силовые компоненты двигателя будут включаться при взлете, а при крейсерском режиме часть из них можно вывести в режим ожидания. Это существенно увеличивает надежность и ресурс двигательной установки в целом, что особенно важно в авиации.

Пятикратное увеличение мощности

Профессор Технического университета имени Баумана, заведующий кафедрой поршневых и комбинированных двигательных установок Николай Иващенко отмечает, что «Перун» особенно привлекателен для малой авиации. Сотрудники его кафедры провели расчет математической модели двигателя, который подтвердил его работоспособность. Специалисты доказали, что «Перун» обладает низким удельным весом на единицу эффективной мощности и, соответственно, небольшими габаритами. Если такой двигатель поместить в объемы существующего моторного отсека современного танка, то его мощность увеличится в пять раз – с 2 тыс. до 10 тыс. кВт.

Профессор МАИ Валентин Рыбаков отметил, что роторная машина в двигателе Кузнецова при сопоставимых с газотурбинными устройствами мощностях совершает значительно меньшее число оборотов (40-киловаттный ГТД вращается со скоростью 60 тыс. оборотов в минуту, а СРМ достигает той же мощности при 12 тыс. оборотов в минуту), что упрощает редукционный механизм. Профессионалы особо подчеркивают следующие преимущества изобретения: отсутствие возвратного механизма, высокий механический КПД и возможность использования установки в качестве компрессора или гидронасоса.

Естественно, не все технические проблемы решены: велики потери при перетекании продуктов сжигания топлива из камеры в камеру, дорого обходится точнейшая обработка деталей сферической роторной машины, а прочность конструкции ротора при высоких оборотах вызывает сомнения. Технические вопросы можно было бы решить, если бы дело дошло до стендовых испытаний хотя бы одного опытного образца. Но с этим как раз проблема. Внедрение инновации такого уровня требует больших инвестиций и времени. Сам Кузнецов утверждает, что для доведения его проекта до ума понадобится семь‑десять лет и не менее 100…200 млн. долларов. Первый этап – проектный – может занять полтора года и стоить около 100 тыс. долларов.

Кроме того, «Перун» бросает серьезный вызов традиционному двигателестроению. Авиационные, автомобильные и энергостроительные концерны потратили уже немало денег на доводку старых идей, и для них объемно‑струйный двигатель – слишком радикальный способ повысить конкурентоспособность своей продукции. Может быть, поэтому переговоры с потенциальными инвесторами пока ни к чему не привели.

Десять самых странных источников энергии для автомобильных двигателей

Какие необычные виды топлива кроме известных, применяются в автомобилях.

Мы с вами живем друзья в уникальное и удивительное время, когда в мире всё в буквальном смысле меняется на глазах. 21 век готов удивлять всех своими технологиями и новейшими достижениями. Но, к большому сожалению, этот век скорее всего запомнится человечеству одним из главных событий в его истории. По прогнозам специалистов и ученых в 21 веке на планете Земля закончится нефть. В связи с этим человечеству необходимо будет найти или открыть альтернативный источник энергии той же самой нефти, что будет давать энергию автотранспорту по всему миру. Но не волнуйтесь господа! В нашем мире на самом деле достаточно различных альтернативных источников этой энергии, которые не дадут нам распрощаться навсегда с прекрасными и удивительными созданиями придуманными человеком, то есть- с автомобилями. Быть может, указанные нами ниже в сегодняшней статье источники энергии станут в будущем основным источником этой энергии для всего транспорта на планете.

10). Дизель / Вода

При проектировании своего шеститактного двигателя Брюс Кровер придумал использовать в нем одновременно топливо и воду. В итоге ему удалось создать реально работающий шеститактный агрегат перемодифицировав для этого обычный четырехтактный двигатель. Смысл данной технологии кроется в следующем, а именно, в подаче воды на цилиндр (цилиндры) двигателя сразу после подачи и воспламенении в нем топлива. В результате чего вода от высокой температуры моментально превращается в пар, который согласно законам той же физики начинает расширяться и толкать этот поршень (поршни). Таким образом, мощность данного мотора увеличивается сразу на 40%. Примечательно здесь другое, что пиковая мощность в таком типе двигателей становится доступна сразу же на низких оборотах. Далее этот пар поступает в испаритель и обратно переходит (превращается) из газообразного состояния в воду, начиная весь цикл заново. Характерно здесь и то, что такой технологией можно оснастить практически любой четырехтактный двигатель, и все это за счет не очень-то дорогой модификации.

9). Древесина

Машина на древесном топливе работает на обычных продуктах сгорания древесины. Так, к примеру, при горении дерева, как мы знаем, выделяется газ, который в дальнейшем подается непосредственно в камеру внутреннего сгорания автомобильного двигателя, где в последующем он воспламеняется как обычное топливо, то есть, как бензин или дизельное топливо.

Самое удивительное другое, для того чтобы заставить любой автомобиль работать на древесине необходимы лишь минимальные изменения под капотом.

Правда при работе на продукте сгорания древесины автомобиль становится маломощным и не имеет той же самой эффективности, которая доступна в транспортных средствах работающих на традиционном нам топливе.

Тем не менее, автомобили на древесном топливе по-прежнему могут ездить очень даже быстро.

Кстати, подобные машины были популярны во время Второй Мировой войны и остаются даже сегодня популярными в некоторых Азиатских странах и на большей части территории Северной Кореи.

8). Кофе

Используя обычные кофейные зерна можно создать побочный продукт, который сможет питать традиционный двигатель внутреннего сгорания. Британец Мартин Бэкон разработал такую технологию, которая позволяет питать двигатель внутреннего сгорания продуктами распада кофе.

Для этого он взял и модифицировал бензиновый мотор, который после переделки смог работать на водороде. а именно, он установил на машине специальный котел куда добавляется кофе. В конечном итоге получилось, что кофе при варке превращалось в побочный продукт водорода (монооксид углерода), который и подавался напрямую в камеру сгорания двигателя.

Чтобы доказать всем, что его технология работает, изобретатель модифицировал автомобиль пикап Ford F-150. В итоге, на необычном топливе Мартину удалось разогнать этот внедорожник до 105 км/час.

Аналогичный эксперимент в последующем был проведен и с автомобилем Volkswagen Scirocco, на котором сам изобретатель проехал расстояние в 345 километров, и это на одном кофе.

Читайте также  Рейтинг надежности двигателей автомобилей по маркам

7). Лошадь

Может быть человечеству, после того как закончится нефть на планете, вернуться к началу своего истока? Да, да друзья, именно к тому времени, когда люди еще не знали как превратить ископаемые земли в энергию. К тому самому времени, когда для передвижения использовали простую конную тягу. Только эту технологию сегодня в 21 веке необходимо просто усовершенствовать. Например, вместо того чтобы передвигать автотранспорт животными необходимо взять и поместить саму лошадь на специальную беговую дорожку, которая будет встроена прямо в кузов большого размера автомобиля. Эта дорожка, при получении энергии от хода лошади, будет преобразовывать полученную энергию в электричество и передавать ее далее для питания электрического двигателя.

Не верите, что такое сегодня может быть? А зря. Такая экспериментальная машина в мире уже есть. Называется она- Naturmobil. Этот необычный транспорт может разгоняться до 80 км/час и все за счет силы только одной лошади. Единственная проблема состоит в том, чтобы сделать так, чтоб лошадь чувствовала себя комфортно и не нервничала.

6). Механическая тяга за счет педалей

Не нужно никаких сложных систем передач, не нужно также никакой сложной системы охлаждения, даже отпадает необходимость в тяжелом двигателе, чтоб такой автомобиль передвигался по дороге. Для этого нужна всего лишь сила ваших ног и четыре колеса. С помощью данных технологий, которые увеличивают мощность от механического вращения, можно без особых проблем передвигаться на автомобиле при помощи вращения обычных педалей, также как и на велосипеде.

5). Сжатый воздух

После наполнения в течении примерно четырех минут сжатым воздухом специальной пневмосистемы машины Tata OneCAT, можно передвигаться на ней по дороге без двигателя. Эта технология считается в действительности потенциальной уникальной идеей. Существуют даже опытные образцы таких автомобилей. Но имеется также и проблема. Это очень громкий звук исходящий от работы пневмосистемы, который может сильно мешать водителю и пассажирам. Но главная проблема состоит в том, что для наполнения данной пневмосистемы кислородом может понадобиться приличное количество энергии, что в результате делает этот сжатый воздух достаточно дорогим видом энергии для самой автопромышленности.

4). Автомобильный газотурбинный двигатель

В середине 50-х и начале 60-х годов Американская автопромышленность была одержима инновациями и новыми сумасшедшими идеями. Например, компания «Крайслер» придумала и довела практически до совершенства свой газотурбинный двигатель, который мог работать практически на любом виде топлива, начиная от дизельного топлива и бензина, и заканчивая растительным маслом и текилой. Этот газотурбинный мотор был в состоянии развивать мощность до 44 тыс. 500 оборотов в минуту.

Но, как всегда, в этой удивительной технологии есть и недостаток. Это ужасно громкий звук работы двигателя. Но кого это может остановить друзья в будущем, в случае полного отсутствия традиционных видов топлива(?).

3). Ветер

Все мы с вами знаем, как хорошо работает энергия ветра в морях и океанах, приводя в движение корабли. Также всем нам знакома и технология добывания электричества из огромных ветряков, которые устанавливаются сегодня по всему миру. Безусловно, эта технология при желании может быть использована и для питания двигателей автомобилей. Возможно когда-то, в будущем, мы будем использовать такую ветровую турбину и на самих автомобилях, чтобы питать электричеством его электромоторы.

2). Биодизель из различных источников

Этот вид альтернативного топлива считается самым перспективным в смысле качества альтернативы традиционным источникам энергии для автотранспорта. Уже достаточное время во многих странах мира путем перегонки производят биодизельное топливо изготовленного из различных сортов масла, которое добывается из растений и даже водорослей. Также этот биодизель может производиться и из овощей и фруктов.

1). Био-газ метан

В качестве еще одного альтернативного топлива в автотранспорте можно использовать биогаз- метан, который можно добывать из различных отходов или мусора. Самое удивительное то, что на био-метане автомобили будут работать точно также, как и на бензине или на обычной солярке. Кроме того, такой автомобиль, работающий на данном виде топлива, будет более эффективен (экономичен) и меньше будет наносить вреда окружающей среде, и все это из-за более чистого выхлопа в атмосферу.

Для производства био-газа метана ученые сегодня используют специальные микробы, которые разлагают различные био-отходы и также мусор. В результате такого химического процесса отходы превращаются в газ метан. Это процесс у ученых называется «анаэробное сбраживание». Самое удивительное здесь то, что этот самый метан можно также добывать и на очистных сооружениях крупных населенных пунктов.

Альтернативные двигатели для автомобилей

В винтовом ДВС происходит преобразование химической энергии топлива в механическую энергию агрегатов и преобразование поступательного движения во вращательное. Он состоит из трех частей, объединенных корпусом. В первой происходит сжатие воздуха или топливовоздушной смеси, вторая играет роль камеры сгорания (точнее, возгорания), а третья предназначена для дожигания топливовоздушной смеси и преобразования энергии газов в энергию вращения выходного вала винтового ДВС. Назовем эти части, соответственно, компрессор, камера сгорания и турбина.

В предложенной конструкции процесс сжатия смеси (воздуха или смеси воздуха и топлива) и сгорания происходит в подобии турбины, выполненной из элементов со сложной вогнутой конической сферовинтовой поверхностью. В такой турбине небольшие замкнутые объемы перемещаются вдоль оси двигателя слева направо (см. рисунок). В левой части при перемещении этих объемов они уменьшаются (происходит сжатие топливной смеси), в центре топливо поджигается, и дальше движется направо по расширяющимся объемам.

К достоинствам конструкции винтового ДВС перед осепоршневым следует отнести следующие: отсутствие трения скольжения; теоретически неограниченную степень сжатия компрессора и, соответственно, степень расширения турбины; широкий рабочий диапазон оборотов двигателя, возможность работы при высокой частоте вращения; простоту конструкции; отсутствие несбалансированных масс, низкий уровень шума; небольшие массу и габариты; возможность работы на любых видах жидких и газообразных топлив; возможность введения в зону горения реагентов для улучшения характеристик; высокую удельную мощность и коэффициент полезного действия двигателя.

Проведенные расчеты показали, что шестикамерный ДВС со степенью сжатия-расширения 20, при работе на смеси метан-воздух способен развить мощность до 125 кВт при частоте вращения выходного вала 7000 об/мин. При этом его длина составит 460 мм, максимальный диаметр по турбине — 199 мм, а к.п.д. будет в пределах 60…70 %.

Недостатком является сложность технологии изготовления элементов (из-за материала и требуемой точности, см. рисунок).

Общий вид винтового двигателя внутреннего сгорания


Составные элементы.


. в сборе

Другая схема, немного похожая по принципу действия на винтовой двигатель внутреннего сгорания, описана в журнале «Моделист-Конструктор» в статье «Маленький двигатель с большим будущим». Двигатель Курочкина, работавшего на известном Рыбинском авиамоторостроительном заводе, тоже представляет собой своеобразную сместь турбины и двигателя внутреннего сгорания, в котором рабочий процесс аналогичен тому, что происходит в газотурбинном двигателе (ГРД), но используется не кинетическая энергия струи, а потенциальная энергия давления газа на рабочие лопатки ротора (как в ДВС). Принцип действия: центробежный вентилятор засасывает сквозь мелкоячеистую сетку воздух, закручивает его и подает в зону сепарации. В этой зоне единый поток воздуха разделяется: одна его часть вместе с отброшенной к периферии пылью поступает в радиатор на охлаждение двигателя и затем выходит наружу; другая же часть, очищенная, через впускное окно направляется в рабочие полости (проточную зону), где происходят процессы, типичные для двухтактных ДВС. Выпуск происходит через специальное окно в глушитель, где отработанный газ смешивается с охлаждающим воздухом из радиатора и выбрасывается в атмосферу сквозь кольцевой диффузорный выхлопной аппарат.

Двигатель получается очень компактным и с невероятной удельной мощностью: термос весом в 15 кг (включая электростартер, фильтр и глушитель!) развивает мощность в 70 л.с. (. ). При этом показатель экономичности примерно равен соответствующему показателю дизельного двигателя, что в 1,22 раза лучше четырехтактного карбюраторного и роторного «ванкеля» и в 1,9 раза — двухтактного поршневого. Кроме того, при равной мощности габаритный объем двигателя в 70 раз меньше дизельного, в 20 раз — четырехтактного и в 10—12 раз — роторного или двухтактного поршневого ДВС. Меньше и его масса (металлоемкость): соответственно в 30, 10 и 4 раза. Т.е., например, при установке этого двигателя на средний автомобиль, средний расход топлива на 100 км будет меньше 3 литров.

Ничуть не умаляя потенциальных достоинств двигателя Курочкина, так и хочется задать всего один вопрос старого еврея: «Если ты такой умный, то почему тогда такой бедный?». Обидно получится, если действительно существует двигатель с такими потрясающими характеристиками, а мы используем 15 килограммовые двигатели для парамоторов мощностью всего 15 л.с., когда могли бы иметь 70 л.с.! Да и еще экономичней, чем современный 15 килограммовый! Видимо, с этим двигателем есть какие-то трудности, о которых совершенно не упомянуто в статье?


Двигатель Курочкина на 50 кВт


Характеристики действующего макета

Как вы думаете, может быть когда нибудь одна из этих разработок будет реализована? Сейчас знаю что у Субару стоят опозитные двигатели но их нельзя наверное в полной мере назвать альтернативными и на Мазде RX8 роторный двигатель Венкеля, но об этом в следующий раз

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: