Воздух – как моторное топливо. Третий проект. Том III. Спецназ Всевышнего

Воздух, жир, спирт и водород: ищем альтернативу бензину

В прошлом веке идея создания автомобилей на электричестве или на базе паровых двигателей казалась слишком утопичной или неэффективной по сравнению с технологией внутреннего сгорания. Бензиновые двигатели стали удобными благодаря электрическому стартеру и относительно низкой стоимости топлива. Спустя 50 лет человечеству пришлось задуматься об альтернативных источниках энергии: цены на нефть стали нестабильными, а проблемы с экологией на планете усугубились. Источников энергии для транспорта, как оказалось, не так мало. Они не настолько сумасшедшие, как ядерный реактор на банановой кожуре из фантастической трилогии «Назад в будущее», но в теории, а некоторые из них и на практике, могут повысить эффективность двигателей будущего, избавить человечество от вредных выбросов и сделать планету в целом более чистой. «Хайтек» подобрал несколько вариантов альтернативных источников энергии и объяснил, почему они эффективны.

Читайте «Хайтек» в

Дрова, воздух, топинамбур — что между ними общего? Все они помогут добраться из точки А в точку Б, если правильно их применить. Запасы нефти истощаются, экология страдает от выхлопов, поэтому пришло время вспоминать хорошо забытые старые подходы к топливу и создавать новые двигатели без недостатков традиционных двигателей внутреннего сгорания на бензине и дизеле. Давайте посмотрим, что человечество придумало и протестировало за последнюю сотню с лишним лет.

Обычный, но сжатый воздух

В 1863 году во французском городе Рошфоре на воду спустили подводную лодку Le Plongeur. Аппарат разработали инженер Шарль Брюн и капитан I ранга Симон Буржуа. Это была самая большая подлодка XIX века, способная погружаться на 10 метров и обладавшая повышенной прочностью конструкции благодаря поперечным и продольным переборкам. Возможно, вдохновившись увиденной на Всемирной выставке 1862 года в Париже субмариной, Жюль Верн затем и описал свой «Наутилус».

Одним из главных технологических нововведений этого экспериментального проекта был двигатель на сжатом воздухе. Мощность пневматической турбины составляла 80 лошадиных сил. 23 резервуара объемом 117 кубометров хватало на 12 миль подводного хода. Отработанный воздух частично нагнетался внутрь корпуса, а часть стравливали наружу — так что лодка оставляла след на поверхности воды.

Подобная технология использовалась и в авиации. В 1879 году другой французский изобретатель Виктор Татен создал модель аэроплана с размахом крыльев 1,9 метров и двумя винтами, которые работали от двигателя на сжатом воздухе.

Позже, снова во Франции, Луи Мекарски представил двигатель для трамвая. К концу XIX столетия изобретатель уже имел целый парк из 96 трамваев, но позже их заменили на электрические. Однако агрегат стали использовать в шахтах.

Двигатели на сжатом воздухе не выделяют вредных веществ. Поэтому сегодня над ними работают стартапы, рассчитанные на особенно ответственных потребителей, и компании, которые вынуждены показывать свою ответственность перед обществом и планетой.

В середине 2000-х компания MDI представила прототип пневмоавтомобиля AIRPod. Компанию основал Ги Негр, конструктор двигателей, работавший на Renault и создавший систему пневматического пуска двигателей для легких самолетов. Он предложил двигатель на этом принципе для болидов «Формулы-1».

Сейчас на сайте производителя именно этого проекта нет, но есть ряд других авто, а также катер с двигателем, работающем на сжатом воздухе, велосипед и автопогрузчик. Энергию воздуха компания предлагает использовать и в домашних электрогенераторах.

Более известный автопроизводитель, компания Citroen в 2015 году представила кроссовер на сжатом воздухе. Разработчики облегчили серийную модель автомобиля, повысили ее аэродинамичекие свойства, спрятали в районе багажника баллоны и в результате получили концепт Citroen C4 Cactus Airflow 2L.

Автомобили на сжатом воздухе максимально экологичны, но есть и минусы — низкий КПД и ограничения по скорости. Для городской малолитражки есть иное решение — использование гибридных двигателей. В случае с Peugeot Hybrid Air только при скорости 70 км/час энергия от сжатого воздуха будет использоваться в течение 60–80% времени, что позволяет сэкономить топливо. Воздух в баллоны закачивается благодаря использованию рекуперативной энергии торможения, которая приводит в действие гидравлический насос — он нагнетает рабочее давление в основном баллоне. Способ похож на тот, что используется в электромобилях для зарядки аккумуляторов.

Фритюрный жир

Еще один источник возобновляемой энергии — растительное масло. В первых двигателях внутреннего сгорания Рудольф Дизель использовал именно его, а не бензин. Для получения биотоплива можно использовать как свежее, так и отработанное масло, например, после использования во фритюре. В теории сети быстрого питания могли бы стать поставщиками такого сырья. В городе будущего можно представить, как на «пит-стопе» вы покупаете бургер с картошкой, одновременно заправляя бак своего авто.

Почему мы используем нефть в качестве топлива?

Деревья поглощают из воздуха углекислый газ, а из осадков — воду. В результате они образуют углеводы — соединения из углерода, кислорода и водорода. Когда растение разлагается, оно оставляет после себя углеводород. В нефти 90% веществ — именно эти углеводороды. Благодаря горючим свойствам углеводорода бензин и дизель, результаты переработки нефти, обеспечивают возможность двигателей внутреннего сгорания работать.

Альтернативы этому источнику углеводородов можно найти в природе. Чтобы превратить растительное масло в топливо, нужно смешать его со спиртом и катализатором — например, щелочью. Примерно так же делают мыло, но без добавления спирта. Процесс получается эффективным: если из тонны нефти можно получить полтонны бензина, то из тонны растительного масла — тысячу литров биодизеля и глицерин.

Один из главных плюсов биодизеля — производить его можно из полностью возобновляемого сырья. Например, можно засеять неиспользованные поля сельскохозяйственного назначения топинамбуром.

Углекислого газа при сжигании биодизеля выделяется немного. При этом в нем нет серы и других примесей, способных отравлять окружающую среду, которые есть в традиционных видах топлива.

Сейчас биодизель добавляют в бензин. Например, с 2018 года в Эстонии, по инициативе Евросоюза, в 95-й бензин и в дизель добавляют биокомпонент, чтобы снизить загрязнение окружающей среды.

Использовать биодизель можно в обычных дизельных двигателях, если добавить в топливо присадку и изменить систему подачи с учетом пониженного содержания энергии в биодизеле. Но есть и минусы — застывает такое топливо при более высокой температуре, чем дизель, поэтому нужны меры для использования биотоплива в холодных регионах.

Природный газ

При перегонке нефти получают пропан-бутан. Эта смесь газов в сжиженном виде сегодня используется практически в большинстве автомобилей. Он быстро и полностью сгорает, поэтому имеет высокое октановое число без использования дополнительных присадок.

Автомобиль можно сделать гибридным, баллон с газом поместить на место запасного колеса, а оборудование подключить к бортовому компьютеру. Автомобиль будет заводиться на бензине, затем переключаться на газ. После его полного использования снова возвращаться к бензину. На газу таким образом получится проехать 300–350 километров.

Есть и другой газ — метан, простейший углеводород. Его называют болотным, поскольку он образуется при гниении ила на болотах. Для использования в двигателе метана его необходимо охладить и сжать под высоким давлением. Минус — нужны толстостенные баллоны с давлением на 200 атмосфер, каждый из которых может весить порядка 100 кг. Поэтому метан чаще используют не в легковом транспорте, а в грузовиках и автобусах.

В 2018 году в России потребили 705 млн кубометров этого газа. КамАЗ на газомоторном топливе окупается на два месяца быстрее дизельного аналога. Один куб метана эквивалентен литру бензина, а стоит 16 рублей — в три раза меньше. Но количество заправок в стране на прошлый год составило 360, чего, конечно, слишком мало, ведь всего число заправочных станций только на 2017 год превышало 15 тыс. АЗС.

В том случае, если мы говорим о необходимости перехода на альтернативные виды топлива, не завязанные на их добыче из недр, подход с газом рассматривать нет смысла. Запасы газа, как и нефти, могут исчерпаться, поэтому нужны технологии их производства в промышленных масштабах без зависимости от природных ресурсов. Либо выбор других источников.

Газ от горения дров

Французский инженер Филипп Лебон в 1799 году открыл светильный газ, получил патент на его использование, а в 1801 году — патент на конструкцию газового двигателя. Другой инженер — Этьен Ленуар из Бельгии — в 1860 году запатентовал двигатель внутреннего сгорания на этом газе.

В итоге к 1938 году в Европе насчитывалось около 450 тыс. автомобилей, работающих на газогенераторном горючем. В СССР с 1936 года начали экспериментальный выпуск ЗИС-13, затем ЗИС-21 и ГАЗ-42, работающих на газе.

Когда двигатель внутреннего сгорания есть, но бензин или дизель недоступен, возможно использование газогенератора. Этот подход применяли, например, во время Великой Отечественной войны в СССР.

Принцип следующий: машина работает на дровах, угольных брикетах или торфе. При сгорании твердого топлива выделяется горючий газ, и он подается в цилиндры как топливо.

Читать статью  Самые экономичные бензиновые автомобили на 2020 год: ТОП-14

С точки зрения экологичности этот двигатель не сильно отличается от ДВС на природном газе — то есть он лучше, чем авто на бензине или дизельном топливе. Есть и минус — низкий КПД и ограниченная скорость.

Биоэтанол

Во время Первой мировой войны спирт использовали наряду с бензином во многих странах. Также с его помощью повышали октановое число, добавляя этанол к бензину.

Но уже спустя несколько десятков лет, во время Второй мировой войны, в США, Великобритании и Швеции невоенные организации и частные лица использовали бензин, в который добавляли до 30–35% этанола. После войны нефть снова подешевела, а этанол перестал пользоваться популярностью и исчез с топливных рынков. В США его производство восстановили после первого нефтяного кризиса 1970-х годов. В городах для общественного транспорта использование топлива с добавкой этанола стало обязательным — это помогает снизить содержание вредных веществ в выхлопных газах.

Биоэтанол получают в процессе переработки растительного сырья. Лидеры в производстве этого вида топлива — США и Бразилия. Из 117,5 млн кубометров биоэтанола в 2016 году в США произвели 59,5 млн, в Бразилии — 27,8 млн.

Сырье используется разное: в Бразилии это сахарный тростник, в США — кукуруза. Но также можно использовать другие сельскохозяйственные культуры с большим содержанием крахмала или сахара, такие как маниок, картофель, сахарная свекла или батат.

Спирт можно делать и из дерева, ведь целлюлоза содержит углерод и водород. Сырье измельчают, выделяют целлюлозу, добавляют водный раствор с ферментами, гидролизуют смесь до глюкозы и добавляют дрожжи. Смесь начинает бродить, после чего из нее удаляют дрожжи и выделяют спирт с помощью дистилляции. Получается технический спирт, у которого октановое число выше бензина. Поскольку в молекуле есть атом кислорода, требуется меньше кислорода для его сжигания в двигателе.

Угрозу биоэтанолу представляют низкие температуры. В баке это топливо может расслоиться и замерзнуть. Но есть способ исправить эту проблему — превратить биоэтанол в обычный бензин.

Биоэтанол подают в реактор с катализатором, происходит превращение биоэтанола в продукты с углеводородом. Углеводородная часть повторяет бензин с октановым числом 96, который можно использовать без присадок в обычных двигателях. В таком бензине нет серы, бензола или других токсичных соединений.

В Бразилии 70% автомобилей используют спирт вместо бензина. Около 40% потребностей в топливе страна обеспечивает за счет этого альтернативного вида топлива. Всё благодаря инициативе 1970-х годов, когда страны-экспортеры ввели эмбарго на поставку нефти государствам, поддержавшим Израиль. Пришлось создавать программу для обеспечения автомобилей заменителем бензина. Налог на бензин подняли, сделав использование этанола коммерчески выгодным, а строительство спиртзаводов поощрялось с помощью специальных условий по кредитам. А с 1979 года правительство подписало соглашение с рядом автомобильных концернов, включая Fiat, Toyota, Mercedes-Benz, General Motors и Volkswagen, чтобы те в стране собирали только машины, способные как топливо использовать стопроцентный спирт.

Диметиловый эфир

Также из стружек можно получить еще один вид топлива — диметиловый эфир. По химической структуре он похож на спирт, хотя здесь тоже два атома углерода, шесть водорода и один кислорода. Эфир используют в газовых баллончиках, он заменил собой фреон; эфир создает избыточное давление, что позволяет распылять содержимое баллонов. Свойства этого топлива похожи на свойства пропан-бутана, температура сгорания такая же, а давление, которое нужно обеспечить в баллоне, составляет пять атмосфер.

В 2005 году правительство Москвы подписало распоряжение, согласно которому департамент транспорта города должен был организовать испытания опытной партии автомобилей модификации ЗИЛ-5301 «Бычок» на диметиловом эфире. Испытания проходили на ГУП «Мосавтохолод», автомобили доставляли грузы в школы, детские сады и социальные объекты. На одной заправке они проходили 600 км и легко запускались зимой при отрицательных температурах до –30 °C. Пять таких «Бычков» выбрасывают в атмосферу столько же токсичных веществ, как один такой же грузовик на солярке.

Из диметилового эфира можно производить синтетический бензин. Это пытались делать еще в 1950-е годы в Европе, но длительная химическая реакция делала топливо дорогим.

В Институте нефтехимического синтеза решили эту проблему — там научились превращать диметиловый эфир в углеводороды бензинового ряда. В итоге получили тот бензин, который можно заливать в бак автомобиля. Получение обычного бензина требует больших мощностей, а синтетический бензин можно производить на небольших модульных установках. Октановое число синтетического бензина без добавок равно 76.

В колбах ниже — дизельное топливо и синтетический бензин. Как и в других видах биотоплива, в синтетическом бензине нет серы и почти нет бензола — токсичного канцерогена, поэтому он прозрачный, как вода.

Водородные топливные элементы

В Нью-Йорке 1900 года треть автомобилей были электрическими. Всё более эффективными становились аккумуляторы. Электромобили Detroit Electric, выпускавшиеся с 1907 года, сначала оснащались свинцово-кислотными батареями, а позже появились версии с железо-никелевым аккумулятором Эдисона. Тогда выпустили и первые гибридные автомобили — Woods Dual Power Model 44 Coupe имел сразу два двигателя, электрический и ДВС.

В 1910-е годы электромобили были популярны, но в 1920-е годы все изменилось из-за снижения цен на бензин и сами автомобили с ДВС, а также из-за повышения их удобства. Только в 1960–1970 годы, когда остро стали подниматься вопросы экологии, а цены на топливо стали нестабильными из-за нефтяного кризиса, производители вспомнили снова об электромобилях.

До 1992 года аккумуляторы развивались медленно. Но в том году появился первый литиевый аккумулятор, энергоемкость которого была выше как минимум в два раза, чем у свинцовой батареи. Это позволило увеличить пробег, а повышение мощности сделало двигатели более быстрыми.

Один из типов электрохимических источников энергии — топливные элементы. Одним из многообещающих подвидов этих элементов являются водородные. Водородные топливные элементы превращают химическую энергию топлива в электричество, минуя процессы горения. Такие устройства в результате высокоэффективного «холодного» горения топлива непосредственно вырабатывают электроэнергию и не выбрасывают вредные газы в атмосферу. Автомобили на водородных топливных элементов сегодня разрабатывают такие концерны Ford, Honda, Hyundai, Nissan, Toyota, Volkswagen и многие другие.

Первым серийным автомобилем на водородных топливных элементах стала Toyota Mirai. Ее сейчас можно купить во Владивостоке чуть больше, чем за 1 млн рублей. Вместо выхлопного газа из трубы этого автомобиля выходит водяной пар.

Что мы будем использовать в качестве топлива через 30–50 лет — точного ответа нет. Но уже сейчас в разных странах люди на электромобилях получают налоговые послабления или другие преференции, а в YouTube умельцы переводят мопеды на газ или мотоциклы на дрова. Уже сейчас очевидно, что будущее — за чем-то максимально экологичным, а еще лучше, чтобы транспорт в принципе не нужно было заправлять. Но такие мечты всегда разбиваются о реальность.

Воздух – как моторное топливо?

Вы можете представить себе машину, двигатель которой работает на воздухе? У которой в цилиндрах горит смесь, образованная из воздуха? Да, это мечта. Настоящая мечта. Огромная экономия и экологическая чистота. Полная независимость от заправочных станций. А боевые машины, которые почти не зависят от баз снабжения, с огромным запасом хода?

И это не фантастика. Двигатель от жигулевской «шестерки», который работает почти на воздухе, был показан в 2002 году в петербургском образовательном центре Минатома РФ. Он стал возможен благодаря новой физике Джабраила Базиева – той самой, которая, как и древняя алхимия, использует превращения элементов. Давно были известны случаи самопроизвольных взрывов пыли на угольных шахтах, элеваторах и мукомольных фабриках. Смесь воздуха с распыленным твердым веществом становилась детонирующей массой. Благодаря этому появилось новое представление о механизме горения. Основной принцип алхимии – утверждение единства материи, согласно которому все металлы состоят из трех элементов в разных пропорциях. С точки зрения Базиева, материя состоит из двух элементарных частиц – электронов и электрино – плюс способ соединения (взаимодействие положительного и отрицательного зарядов). Все остальные частицы – производные от них.

Алхимики утверждали, что в природе существует некая первичная материя. Они полагали, что минералы и металлы формируются на основе этой первичной материи точно так же, как формируется и развивается плод в материнской утробе. Согласно современным физическим представлениям все сущее также состоит из элемента праматерии и, по крайней мере, двух типов вихрей, определяющих положительно и отрицательно заряженные частицы.

Но если первичный состав материи един, значит, создавая определенные условия, можно «выращивать» из нее все, что угодно? Тогда почему воздух не превратить в топливо?! Так появился раздел новой физики – «электринная алхимия».

Практическое значение этой теории колоссально. Ведь возникла реальная возможность создать генератор электрического тока, работающий без использования органического топлива (на воде, воздухе и т. п.). Однако практическое использование открытия затянулось – требовались большие деньги, и слишком явно чувствовалось противодействие официальных структур. Это продолжалось до тех пор, пока судьба не свела вместе ученого, в качестве хобби занимающегося «новой физикой», гениального инженера-изобретателя и бизнесмена, «отягощенного» физическим образованием и ученой степенью. Вначале было принято решение создать устройство, оптимизирующее процесс горения с целью его использования в генераторах электрического тока.

Вскоре от идеи разработки промышленного образца «оптимизатора» для генератора электрического тока пришлось отказаться. Тому было несколько причин: для решения столь масштабной проблемы были необходимы большие денежные средства; работы в этой области не могли пройти незамеченными; даже блестящий результат практически невозможно было продемонстрировать широкой публике.

Читать статью  Сколько стоит перевести машину на газ и нужнл ли это делать

Поэтому следующим решением стало создание «оптимизатора» для двигателя внутреннего сгорания (ДВС). В случае успешной реализации этого проекта можно было получить существенную экономию топлива и практически нулевое содержание вредных веществ в выхлопном газе. Польза от применения такого устройства была понятна каждому.

В силу особенностей родного автомобилестроения у нас до сих пор выпускаются автомобили с бензиновым карбюраторным двигателем. Практически полное отсутствие электронного управления в таких двигателях дало возможность без использования дорогостоящей аппаратуры получить результаты и отработать первые «оптимизаторы» на конкретном автомобиле – для этого был куплен «ВАЗ-2106». Работоспособной оказалась лишь пятая по счету конструкция. Результаты оказались не столь впечатляющими, как предсказывала теория, но достаточными для того, чтобы убедиться в необходимости продолжения работ. Впрочем, процитируем газету:

«…Первый стабильно работающий „оптимизатор“ давал 30-процентную экономию топлива в режиме холостого хода и около 40 % – в городском режиме езды. Положительным эффектом было и снижение уровня вредных веществ в выхлопном газе. Отрицательным эффектом, как ни парадоксально это звучит, было существенное повышение мощности двигателя. Дело в том, что разработка предполагалась как „дополнительное оборудование“ для имеющихся автомобилей, не меняющее их динамические характеристики. Работы по изготовлению „оптимизатора“ длились семь лет. „Промежуточно-окончательная“ конструкция (11-я по счету) появилась в мае 2002 года. А августе было зарегистрировано открытое акционерное общество „Инженерный Центр «Кронштадт“, которое взяло на себя дальнейшее продвижение изобретения…

…Функционально «оптимизатор» действительно напоминает философский камень, поскольку преобразует обычный воздух в топливо…Конструкция из неподвижных частей преобразует одни элементы периодической таблицы в другие.

Внешне «оптимизатор» представляет собой металлическое кольцо толщиной несколько сантиметров. Оно надевается на карбюратор и находится внутри воздушного фильтра. Для того, чтобы устройство заработало, необходимо перенастроить двигатель, изменив угол зажигания. «Оптимизатор» можно изготовить и для инжекторных двигателей. К сожалению, вопрос о том, как работает «оптимизатор», остался открытым – это ноу-хау, которое разработчики пока не раскрывают. Но о полученных результатах они рассказали достаточно подробно.

В результате испытаний выяснилось, что «оптимизатор» может работать в трех режимах – «холодном», «промежуточном» и «горячем». В первом случае экономия топлива составляет 30–50 %, во втором – 60–80 %, а в третьем случае двигатель работает без органического топлива, используя только воздух. На сегодняшний день «оптимизаторы», установленные на ВАЗ-2106 и ВАЗ-2108, работают в «промежуточном» режиме. Благодаря этому расход топлива составляет 1–2 литра на 100 километров. Двигатель становится менее шумным и более мощным, а вредные составляющие практически равны нулю.

Разумеется, наиболее интересным является «горячий» режим. Однако глубокие исследования в этом направлении пока не проводились, поскольку в этом случае теоретически возможно возникновение опасных излучений и невозможно гарантировать безопасность. Но предварительные исследования показали, что «горячий» режим достижим для автомобиля с обычным бензиновым двигателем.

Во время первого испытания возникли некоторые курьезы, например, двигатель продолжал работать даже при выключенном зажигании. Его пришлось останавливать «вручную», просто перекрыв доступ воздуха. К тому же разработчики долго ломали голову, что такое педаль «газа» для автомобиля, полностью работающего на воздухе.

После предварительных испытаний был сделан вывод, что для «горячего» режима работы необходимо создавать новый тип двигателя, а не заниматься совершенствованием и оптимизацией существующих конструкций…

В настоящее время все силы направлены на «доводку» оптимизатора, работающего в «промежуточном» режиме. Через два года разработчики хотят довести расход топлива до 0.5 литра на 100 километров. Параллельно идут работы по созданию автономной энергетической установки. При использовании «оптимизатора», себестоимость произведенной на ней электроэнергии соизмерима с гидроэнергетикой. В ближайшее время разработчики собираются совместно с производителями большегрузных автомобилей разработать «оптимизатор» для мощного двигателя, работающего на дизельном топливе.

Конечно, не все проблемы решены. Например, существенное влияние на работу «оптимизатора» оказывают погодные условия – давление, влажность, температура. Нет опыта длительной эксплуатации «оптимизаторов», поэтому нельзя сказать каков ресурс работы двигателя. Необходимо позаботиться о безопасности, поскольку мощность двигателя возрастает, а управление мощностью «по воздушному тракту» несколько отличается от стандартного подхода.

Планы у «Кронштадта» большие. Во-первых, он собирается построить завод и организовать серийный выпуск «оптимизаторов». Во-вторых, создать достойный научно-технический центр, работающий как по заказам сторонних организаций, так и над совместными проектами. В-третьих, привлекать новых разработчиков и изобретателей и налаживать мелкосерийное производство разнообразных устройств.

…Тем, кто сомневается в новой теории, разработчики «оптимизатора» поясняют: «Для нормальных людей не столь важно, какая теория используется в разработках, и какова конструкция конкретного агрегата. Допустим, в инженерном центре используют ошибочную теорию и не умеют создавать механизмы. В этом случае просто оцените эффективность использования готовых к серийному выпуску устройств. Серьезной группе экспертов мы готовы купить автомобиль и установить на него „оптимизатор“ – катайтесь, испытывайте, измеряйте».

Ну, а на законный вопрос, не бояться ли они нефтяных и газовых магнатов, был получен логичный ответ: «Ни для кого не секрет, что запасов нефти в среднем осталось на 35 лет. Лучше всего это понимают сами нефтяные магнаты. Поэтому сейчас самый благоприятный момент вкладывать деньги в новую энергетику, чтобы остаться „на коне“, когда нефть иссякнет»…»

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

Вода и воздух

Вода и воздух Вопрос об усыхании степей Центральной Азии вызвал острую полемику. За усыхание в исторический период высказались Г. Е. Грумм-Гржимайло, Н. В. Павлов, В. А. Смирнов, В. М. Синицын и А. В. Шнитников, против — Л. С. Берг, К. Н. Марков и др.[11].Доводы сторонников

Глава 10. Внешняя политика, начало XX века: Россия как топливо для европейского костра

Глава 10. Внешняя политика, начало XX века: Россия как топливо для европейского костра Российская внешняя политика XIX века характеризовалась отсутствием устойчивых союзов и жестких договоренностей. Коалиции, договоры и союзы возникали, когда участие России в европейской

2. Страна и воздух

2. Страна и воздух Тот факт, что разнообразие стилей и воздействий изобразительного искусства на зрителя имеет место у всех народов и даже у одного и того же народа в разных фазах его существования, отмечен давно, но толкового объяснения этому феномену нет. Так как

Воздух

Воздух Одна из четырех стихий мироздания. В древних славянских представлениях воздух прежде всего рассматривался как среда, через которую насылается порча или распространяется болезнь. Считалось, что такой воздух возникает в моменты полного затишья, безлунные ночи или

«И В ВОЗДУХ ЧЕПЧИКИ БРОСАЛИ. »

«И В ВОЗДУХ ЧЕПЧИКИ БРОСАЛИ. » Бывший заключенный, критик Аркадий Беленков рассказывал.Зекам долго не сообщали о смерти Сталина. Потом, провели общее построение и поведали скорбную весть: «Умер вождь народов товарищ Сталин». Начальник лагеря приказал заключенным снять

ВОЗДУХ С ПОВЕРХНОСТИ

ВОЗДУХ С ПОВЕРХНОСТИ Однако ни опыт обнаженных водолазов-ныряльщиков, ни потребности в новых средствах ведения войны не стали тем стимулом, который позволил превратить водолазное дело из рискованной, полной приключений профессии в важнейший элемент спасательных работ.

ЗЛОВОННЫЙ ВОЗДУХ «ФОН ДЕР ТАННА»

ЗЛОВОННЫЙ ВОЗДУХ «ФОН ДЕР ТАННА» Работы продолжались, но Кокса уже толкало на это только уязвленное самолюбие. На данный момент он оставался в накладе, потеряв в общей сложности 20 тыс. фт. ст., и хотел закончить эпопею, по крайней мере не потерпев убытка. «Гинденбург» еще

Вода и воздух

Вода и воздух Вопрос об усыхании степей Центральной Азии вызвал острую полемику[29]. За усыхание в исторический период высказались Г.Е. Грумм-Гржимайло, Н.В. Павлов, В.А. Смирнов, В.М. Синицын и А.В. Шнитников, против — Л.С. Берг, К.Н. Марков и др.[30].Доводы сторонников теории

2. Страна и воздух

2. Страна и воздух Тот факт, что разнообразие стилей и воздействий изобразительного искусства на зрителя имеет место у всех народов и даже у одного и того же народа в разных фазах его существования, отмечен давно, но толково то объяснения этому феномену нет. Так как

Воздух, пахнущий смертью

Воздух, пахнущий смертью Пожалуй, не было ни одной крупной европейской газеты или журнала, которые бы не уделили внимания замечательному от­крытию в Долине царей. Читатели с жадностью набрасывались на любой материал, рассказывающий о сокровищах, найденных в гробнице

Глава 27. Управляемые ракеты класса «воздух-воздух»

Глава 27. Управляемые ракеты класса «воздух-воздух» Значительно меньше усилий, чем при работе с ракетами класса «воздух — поверхность», было затрачено на создание другого типа авиационных управляемых ракет, служащих для борьбы с самолетами противника. Причин такого

Чистый воздух

Чистый воздух У жителей городов Рима, Средневековья и Европы XVII–XVIII веков не было двигателей внутреннего сгорания. Но у них были лошади, и они вынуждены были топить в своих жилищах. Воздух в городах и деревнях отравляли не только отходы жизнедеятельности людей, но и

Вместо бензина – воздух

Мысль о том, что сжатый воздух может приводить в действие небольшой автомобильный мотор пришла в голову разработчику пневмостартеров для болидов «Формулы-1» и авиамоторов, автору 70 патентов инженеру Гаю Негру, работающему на французской фирме MDI (Motor Development International) еще в 1991 г. Сейчас он проводит патентование своей конструкции такого двигателя, а заодно и конструкций разработанной им серии городских автомобилей, наилучшим образом способных составить «альянс» с его двигателем. Им разработана уникальная концепция развития производства подобных машин, которая может быть реализована в самом ближайшем будущем.

Читать статью  Экономист допустил снижение цены бензина в России | В России | 11.07.2022 | РЕН ТВ

Гай Негр вместе со своими коллегами предлагает различным странам обратить внимание на его детище, демонстрируя специалистам почти готовый к запуску автозавод, рассчитанный на производство 2 000 автомобилей в год. «Демонстрационное» предприятие занимает 12 тыс. м 2 , включая в себя само здание, занимающее 4 тыс. м 2 , техническое бюро – 245 м 2 и выставочный комплекс площадью 160 м 2 . Каждые 50 минут из его ворот должна выходить новая машина с двигателем, работающим на сжатом воздухе. Пока стоимость машины определена в 10 тыс. долларов, а число работающих на заводе ограничено 65 специалистами.

Своеобразная внешность требует оригинального интерьера

Гай Негр продает лицензию на свой мотор и свои автомобили вместе с документацией на завод. Этим предложением уже заинтересовались специалисты Мексики, США, Испании, Италии, КНР, Сингапура, России и ряда других государств. Число стран, заказавших заводы у MDI к началу 2002 г., достигло 79, из них 9 уже внесли авансовые платежи. Продажа заводов вместе с лицензией является непреложным условием на переговорах, которые ведет Гай Негр, при этом он отказывается от любых предложений по организации совместных предприятий. Посетившие его фирму российские инженеры считают, что сотрудничество с изобретателем и изучение его разработок могло бы принести и России определенную пользу.

Оригинальный мотор

Так как же функционирует мотор Гая Негра? Давайте познакомимся с принципом его работы и устройством, однако перед этим стоит заметить, что сама его идея – «хорошо забытое» старое, вновь переживающее свое рождение. Ведь даже у последнего русского царя Николая II в гараже один из автомобилей имел пневмосистему и специальную систему газораспределения, превращающую обычный бензиновый мотор тех лет в пневмодвигатель. Сделано это было для дополнительной «страховки», т.е. в случае отказа мотора его можно было мгновенно заставить работать на сжатом воздухе и осуществить доставку царя вовремя, без задержки.

Такси: ну очень дешевые километры

Итак, двигатель, созданный Г. Негром и защищенный патентами, имеет два основных оппозитно расположенных цилиндра рабочим объемом 1 197 см 3 . Он оснащен электронной системой управления впрыском сжатого воздуха и развивает 25 л.с. при 3 500 об/мин. Диаметр цилиндра – 110 мм, ход поршня – 63 мм. Как видим, весьма короткоходная конструкция (S/D равен 0,57). Удивительно, что при небольшом рабочем объеме максимальный крутящий момент достигает 105 Нм.

Двигатель работает следующим образом. В некоем малом вспомогательном цилиндре воздух, поступающий из атмосферы, сжимается малым поршнем до давления 30 атм. Раскалившаяся до 400°С газовая смесь выталкивается за тем в сферическую камеру (аналог камеры сгорания), куда под давлением подается сжатый холодный воздух из баллонов. При его нагревании давление внутри замкнутого объема возрастает и через поршень большого диаметра передается на коленвал.

Сжатый до 300 атм. воздух хранится на автомобиле в четырех пластиковых баллонах, расположенных под днищем вдоль его оси. Каждый баллон объемом 75 л состоит из пластиковой емкости белого цвета с толщиной стенок 8 – 10 мм, обмотанной углепластиковой нитью. Баллоны способны выдержать давление до 400 атм. Воздух из них поступает в редуктор, где давление снижается до 30 атм. (рабочего). Двигатель имеет специальные устройства, подогревающие воздух при снижении его давления, что повышает общий КПД. Температура воздуха на выхлопе при наружной температуре около +24°С составляет +15 – 20°С при давлении выхлопа несколько большем, чем у обычных ДВС. Проскальзывающие муфты на коленчатом валу обеспечивают задержку поршней в мертвых точках для повышения КПД.

Салон такси невелик – но вместителен

Двигатель Г. Негра не имеет системы охлаждения – как цилиндров, так и масла в картере, следовательно, у него отсутствуют водяной насос, радиатор, вентилятор, нет также системы зажигания с распределением, катушкой зажигания и высоковольтными проводами. В связи с тем, что он не потребляет бензин, отпала необходимость иметь на машине бензобак, бензонасос, систему нейтрализации отработавших газов и некоторые другие узлы, что исключает затраты мощности двигателя на привод их в действие и повышает надежность силового агрегата.

При снижении рабочего давления воздуха ниже 30 атм. мощность мотора, естественно, падает, и автомобиль придется поставить на заправку сжатым воздухом. Для этого можно использовать специальный бортовой компрессор с электроприводом мощностью 5,5 кВт, подключаемый к внешней электросети напряжением 220 В, который за 4 ч доводит давление в баллонах до 300 атм. Возможна также заправка на стационарной наполнительной станции по типу заправки газобаллонных автомобилей. В этом случае для восстановления запаса хода требуется 2 – 3 мин.

Трансмиссия автомобиля состоит из однодискового сцепления и двухступенчатой коробки передач с передачей заднего хода.

Передняя подвеска колес.

Семейство оригинальных автомобилей

Компания MDI, стремясь создать полноценный продукт, максимально использующий все достоинства нового двигателя и способный привлечь покупателей, создала целое семейство городских автомобилей, лицензия на выпуск которых входит в пакет предложений. В семейство входят базовый автомобиль-такси с универсальным пятиместным кузовом, шестиместный универсал и два мини-грузовика с кузовами «фургон» и «пикап» грузоподъемностью 500 кг.

Автомобиль-такси создан на базе однообъемного кузова-универсала, имеющего одну распашную дверь водителя и одну сдвижную со стороны тротуара. Место водителя отделено от салона прозрачной перегородкой. Рядом с ним контейнер для багажа пассажиров, открытый со стороны салона. Салон такси рассчитан на 4 человека, при этом трое размещаются на заднем сиденье и один сбоку за водителем.

Пассажирские сиденья автомобиля-такси выполнены с пластмассовым основанием, на котором крепятся полужесткие маты спинки и сиденья. В результате получилась легкая, дешевая и вполне комфортная для коротких поездок конструкция.

Кузов-универсал также двухдверный однообъемный и внешне ничем не отличается от кузова такси, изменена лишь внутренняя планировка салона, рассчитанного на 6 человек. Исключена перегородка, рядом с водительским установлено сиденье, проход к которому осуществляется из салона. Все сиденья для пассажиров более комфортабельны, рассчитаны для поездок на длинные расстояния.

Шасси создано по авиационным технологиям

Фургон максимально унифицирован с кузовом-универсалом, однако не имеет стекол в боковой стенке со стороны водителя и в сдвижной двери, а также сидений в салоне. Рядом с водителем может устанавливаться еще одно сиденье или это пространство используется для размещения груза.

Пикап имеет специальный кузов, состоящий из двухместной двухдверной закрытой кабины и грузовой платформы, выполненных в одном блоке. Обе двери водителя и пассажира распашные. Кузов, как и на предыдущих моделях, склеен из сэндвич-панелей и крепится на раме, единой для всех моделей.

Для повышения безопасности фирма MDI для всех моделей предлагает встроенную в рулевое колесо панель с установленными на ней некоторыми органами контроля и управления автомобилем.

Рама представляет собой пространственную конструкцию, состоящую из двух – передней и задней – поперечных литых алюминиевых балок, жестко соединенных с пятью алюминиевыми трубами диаметром приблизительно 60 мм. Трубы расположены попарно, одна над другой, по левому и правому борту с расстоянием между ними по вертикали 280–300 мм с таким расчетом, чтобы в этом пространстве разместились четыре пластиковых баллона. Одна труба расположена по центру на уровне верхних боковых труб. Все верхние трубы являются основанием для установки кузова.

В семье не без фургона

К передней литой поперечине жестко крепится подрамник, состоящий из четырех алюминиевых труб. Он несет на себе переднюю независимую подвеску – на двух поперечных рычагах с цилиндрическими пружинами и амортизаторами. На подрамнике же установлен реечный рулевой механизм с приводом, состоящим из рулевого колеса и карданного вала. К передней поперечине и подрамнику также жестко крепятся две рамки, на которые устанавливаются панель приборов и оперение автомобиля. Задняя подвеска также независимая, на продольных рычагах, пружинная с амортизаторами.

При изготовлении кузова используется оригинальная технология. Для получения панели в пространство между наружными и внутренними элементами впрыскивают вспенивающийся материал, который прочно соединяет обе эти части панели. Общая толщина стенок составляет около 10 мм. Из этих прочных и легких элементов склеиванием на специальных стапелях и собирают кузов автомобиля.

Фургон внутри – спереди.

Прочность, теплоизоляция и шумопоглощение стенок кузова отличные и позволяют обходиться без металлического каркаса кузова. В результате и по массе получается солидный выигрыш.

Испытания автомобилей с двигателем, работающим на сжатом воздухе, выявили, что их максимальная скорость при снаряженной массе 700 кг достигает 130 км/ч, а при средней скорости 80 км/ч они могут двигаться 10 ч. Стоимость поездки на одной заправке удивительно мала – 10 центов.

Первыми странами, кто захотел освоить производство таких автомобилей, стали ЮАР, Франция, Мексика, Испания и Австрия. В ЮАР завод, подобный французскому, должен быть пущен уже в этом году. Российские специалисты считают, что в настоящее время стоит испытать закупленные образцы автомобилей в нашей стране, а затем сделать вывод о целесообразности дальнейшего продвижения новой идеи на рынок.

Источник https://hightech.fm/2020/03/05/gas-alternative

Источник https://history.wikireading.ru/88245

Источник https://os1.ru/article/5670-vmesto-benzina-vozduh

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: