Уникальное изобретение
Сегодня люди все больше внимания обращают на экологию, а именно, на На этот фактор непосредственно влияет человеческая деятельность, а также ее детища. К примеру, автомобили. Представители этого вида транспорта выбрасывают в атмосферу просто невероятное количество выхлопов каждый день. Эти вредные вещества очень сильно влияют на состояние а также планеты в целом. В мире каждую минуту становится все больше автомобилей, соответственно, и выбросов тоже. Поэтому, если сейчас не остановить данное загрязнение, завтра может быть уже поздно. Понимая это, японские разработчики занялись производством экологического двигателя, который бы не влиял на состояние окружающей среды столь пагубным способом. И вот, компания Genepax представила миру детище современного экологически чистого производства - двигатель внутреннего сгорания на воде.
Преимущества двигателя на воде
Состояние окружающей среды, а также дефицит бензина заставил разработчиков задуматься над просто невоображаемой концепцией - созданием двигателя на воде. Сама мысль уже ставила под сомнение успех данного проекта, но ученые из Японии не привыкли сдаваться без боя. Сегодня они с гордостью демонстрируют принцип работы данного двигателя, который можно заправлять речной или морской водой. «Это просто удивительно! - твердят в один голос эксперты со всего мира, - который можно заправлять обычной водой, при этом вредные равны нулю». По словам японских разработчиков, всего 1 литра воды хватит на то, чтобы ехать на скорости 90 км/ч целый час. При этом очень важной деталью является то, что двигатель можно заправлять водой абсолютно любого качества: автомобиль будет ехать до тех пор, пока у вас будет емкость с водой. Также, благодаря двс на воде, не нужно будет строить масштабных станций для подзарядки батарей, которые находятся в автомобиле.
Принцип работы нового устройства
Двигатель на воде назвали Water Energy System. Особенных отличий данная система от водородной не имеет. Двигатель на воде построен точно по такому же принципу, как и его собратья, которые в качестве топлива используют водород. Как же разработчикам удалось из воды получить топливо? Дело в том, что японские ученые изобрели новую технологию, которая основана на расщеплении воды на кислород и водород с помощью специального коллектора с электродами мембранного типа. Материал, из которого состоит коллектор, вступает в химическую реакцию с водой и расщепляет ее молекулу на атомы, тем самым обеспечивая двигатель топливом. Всех подробностей технологии расщепления нам узнать не удалось, т.к. разработчики еще не успели получить патент на свое изобретение. Но сегодня уже смело можно говорить о том, что этот двигатель на воде способен произвести настоящий переворот в мире автомобилестроения. Помимо того, что данный агрегат полностью экологичен, он еще и долговечен! Уникальная технология использования воды делает аппарат практически неубиваемым.
Прогнозы на будущее
Уже в скором времени будет изобретен новый автомобиль с двс на воде в городе Осака. Это будет сделано для того, чтобы разработчики смогли запатентовать свое изобретение. По предварительным оценкам, учёные говорят, что сборка такого прибора на сегодняшний момент обходится в 18 тысяч долларов, но вскоре за счет массового производства цену удастся снизать в 4 раза, то есть до 4 тысяч долларов за один двигатель на воде.
Это просто потрясающее изобретение, которое призвано спасти наш мир от:
- Бензинового кризиса.
- Глобального потепления из-за загрязнения атмосферы
Надеемся, что вскоре двигатель поступит в массовое производство, и все больше автомобильных заводов будут использовать его в своих моделях.
Сегодня мы зальём несколько капель воды в бензобак и утроим пробег автомобиля. Добудем водород из обычной воды методом электролиза, и этого хватит для обслуживания дома. А чашка морской воды, которой на Земле видимо-невидимо, решит мировой энергетический кризис. Мы обсуждаем сегодня возможность использования воды в виде альтернативного топлива.
Если вы следите за новостями, то вероятно слышали о широко нашумевших случаях извлечения энергии из воды. На вашу почту, вероятно, приходили сообщения о коварном правительстве и нефтяных компаниях, которые скрывают правду о двигателе, работающем на воде. Попробуйте погуглить фразу «двигатель на воде», и вы обнаружите массу примеров: это чисто, это бесплатно, это не выделяет углекислый газ, но наука не развивает двигатель, работающий на воде вследствие заговора молчания.
Автору приходилось слышать об устройстве гидролиза воды, которое работает от автомобильного аккумулятора. Получаемый газ добавляется в цилиндры двигателя, существенно снижая потребность в бензине и значительно повышая мощность. Так как генератор автомобиля вырабатывает 12 Вольт постоянно, источник энергии из воды неиссякаем. Fox News посвятили целую передачу, в которой двое приятелей заправляли армейский Хаммер одной только водой. Звучит впечатляюще, правда?
Не столь давно новости выдали следующую историю об энергии из воды. Пенсионер с инженерным опытом, занимаясь дома разработкой средства от рака, обнаружил, что морская вода электризованная радиоволнами, может гореть. Телерепортёры радостно подхватили новость и подняли шум. Это неудивительно, ведь морской воды полно, сжигание её не выделяет вредных веществ, а тепло от реакции можно использовать для получения электричества или многих других целей.
Можно ли использовать воду в виде топлива? Может ли решение находиться прямо под нашим носом? Или перефразируем вопрос: Могут ли столь громкие заявления не гарантировать здорового скептицизма?
Короткий ответ да, заявления о двигателях на воде гарантируют скептицизм и не дают решения проблем, о которых задумывались ранее. Использование воды в виде топлива потребляет больше энергии, чем вырабатывает. Телевизионные репортёры трубят о двигателях на воде, не анализируя научную сторону сенсации.
Давайте начнём с морской воды. Джон Канзиус (John Kanzius) носился с идеей атаковать раковые клетки радиоволнами, нацеливая металлические пластины. Во время экспериментов была замечена конденсация паров воды в пробирке, что привело к попыткам опреснять морскую воду. Это сработало. Интенсивные радиоволны приводили к электролизу воды, высвобождая водород. В ходе реакции водород может поддерживать постоянное пламя. Горение, в свою очередь, можно использовать для выработки электроэнергии. Раструм Рой (Rustum Roy), химик Университета Пенсильвании, назвал электролиз радиоволнами «наиболее значительным открытием в воде за последние 100 лет». Затраты электроэнергии для генерации радиоволн значительно превышают энергию полученного пламени, но кого это интересовало? Каким-то образом новость попала в прессу под нужным углом зрения, полностью игнорируя важнейшие вопросы получения энергии. СМИ вырвали из контекста нужную часть сказанного Роем, что полностью исказило его высказывание. Проще говоря, получение пламени Канзиуса требовало невероятных затрат электроэнергии. Вода никак не является топливом. В данном случае вода явилась элементом преобразования радиоволн в тепло. Можно было бы сказать: «Хорошо, пусть это неэффективно сейчас. Но можно работать в таком направлении и развивать тему двигателя работающего на воде. Кто может предсказать потенциал?» Если бы! Термодинамика неумолима. Затраты электроэнергии для получения радиоволн всегда будут превышать энергию пламени. Кстати, Джон Канзиус продолжает искать методы борьбы с раковыми клетками.
А как насчёт автомобильных двигателей? Используя энергию генератора, получать водород из воды, добавлять его в топливо, существенно поднимая эффективность. Наполнять бак водой одновременно с заправкой бензином, используя воду как топливо. Правильно? Нет, не правильно. Сварщик засмеял бы подобный вопрос без долгих раздумий. Кислородно – водородная горелка известна давно, она используется для сварки металлов. Основной недостаток окисления водорода это высокая взрывоопасность, вспомните взрыв при запуске «Челенджера» в 1986 году. Правда автомобилестроители не рассматривают такой вид топлива по другой причине, затраты на гидролиз воды значительно превышают энергию пламени. Но ведь сварка не самый лучший образец экономичности, да и горелка соответствует требованиям, давая температуру более 2000°C. Превышение затрат энергии на гидролиз воды в автомобиле потребует более мощную систему электроснабжения и, соответственно, более мощный двигатель. В любом случае, энергетический баланс системы с «двигателем на воде» не будет положительным.
К сожалению, вода в виде топлива не выдерживает критики. Относитесь скептически к подобным заявлением. Инженеры лучше знают физику, чем телерепортёры.
Теперь самое время сказать, что некоторые истории о двигателе на воде почти правдивы. Брюс Кровер (Bruce Crower), любитель — рационализатор гоночных двигателей из Южной Калифорнии, использует энергию пара в двигателе внутреннего сгорания. К обычному четырёхцилиндровому двигателю он приладил два дополнительных цилиндра. Зная, что ДВС впустую выбрасывает много тепловой энергии, Кровер решил задействовать её в дополнительных цилиндрах. Для этого в выпускной тракт подаётся немного воды, которая, превращаясь в пар, приводит в действие пятый цилиндр. Пара дополнительных цилиндров расположена оппозитно, назначение шестого цилиндра вытолкнуть отработку в атмосферу. В отличие от других, рассмотренных случаев, Двигатель Кровера работает. Брюс Кровер прекрасно понимает, что вода не может быть топливом. Он превращает тепло в кинетическую энергию посредством водяного пара. Что интересно, такой двигатель не требует радиатора и системы охлаждения в привычном для нас исполнении.
Итак, будьте скептичны к громким заявлениям о двигателях на водяном топливе. Скорее всего, корреспонденты не захотят портить сенсационность дотошным рассмотрением физики процесса. Требуйте доказательства и обоснование. Будьте скептичны.
Перевод Владимир Максименко 2013-2014
Умельцев собирать всевозможные механизмы из подручных средств в нашей стране всегда хватало. Подтверждением этих слов выступают советские журналы большим тиражом (не будем вспоминать названия), передачи наподобие «Очумелые ручки», книги «Сделай сам», и многочисленные видео в интернете. В этой статье разберем двигатель на воде.
Определения
Все устройства, которые созданы для превращения энергии в механическую работу, называются двигателями.
Двигатель на воде - определение размытое. Под ним можно подразумевать:
- винтовые двигатели лодочных типов (может использовать двигатель внутреннего сгорания на воде, паровой и другие);
- двигатели на реактивной тяге (гидроциклы, БТР и опять-таки подлодки);
- генератор, превращающий энергию воды в механическую работу (двигатель, который работает на воде);
- паровой двигатель (двигатель, работающий на воде, из-за простоты строения рассмотрен в деталях не будет).
Паровой двигатель устроен подобным образом: в котел заправляется горючее, в цилиндре закипает вода, увесистый поршень сверху под давлением поднимается до тех пор, пока не откроется клапан цилиндра. За счет поршня приходит в движение механизм.
О винтовых двигателях
В водном транспорте преимущественно используется следующий принцип: к двигателю (паровому, электрическому, дизельному, бензиновому и, с меньшей вероятностью, газовому) присоединяют винт определенных параметров.
О двигателях на реактивной тяге
По устройству - воду пропускают через себя за счет винтов (у ракет немного другой принцип). Особенность заключается в направленной струе, за счет которой объект приходит в движение. Для наглядного представления стоит вспомнить принцип работы водяного насоса. Преимуществами подобной системы является эффективность работы при высоких оборотах и относительная бесшумность.
О водных генераторах
Если встанет вопрос «как сделать двигатель на воде?», то за счет вращения винта можно привести в движение ротор. Он, в свою очередь, вызывает в катушках проводника магнитную индукцию. Она вызывает переменный ток. Ток или напрямую приводит в движение объект, или накапливает заряд в батарее. С батареи уже идет распределение на нужды.
Принцип сборки
Разберем примерную структуру цепи, использующей электрогенератор, и прицепим к нему двигатель на реактивной тяге. Это наглядно покажет, как работает определенный элемент. Цепь будет состоять из следующих компонентов: вращающиеся лопасти для генератора переменного тока, преобразователя переменного тока в постоянный, аккумулятора, совместимого электродвигателя, системы реактивной тяги.
Для обеспечения работоспособности генератора необходимо хотя бы примерно представлять скорость вращения ротора. Отталкиваясь от скорости вращения, получаем представление о мощности, которую должен вырабатывать генератор.
Электрический асинхронный генератор переменного тока состоит из статора (неподвижной части) и ротора (вращающейся). Статор состоит из блока наложенных друг на друга листов металла диэлектрика (не проводящих ток) с вырезанными сквозными пазами, и магнитных катушек, вставляющихся в них. Катушки не должны соприкасаться с блоком. Для этого используются специальные прокладки внутри, и стрелки снаружи из изолирующего материала. За пределы пазов они выступать не должны. Также изолируются катушки друг от друга. Форма и элементы ротора могут отличаться друг от друга.
Возьмем за основу двигатели на воде своими руками с расчетом на три фазы, так как данный вид наиболее распространен. Это значит, что будет использовано три катушки одинаковых размеров. В домашних условиях при напряжении в 220 вольт постоянного тока в 19 ампер, потребуется провод с сечением 1,5 миллиметра. Работать будет при условии потребления не выше 4,1 киловатта. Стоит также учесть частоту вращения. Количество вращений в секунду измеряется в герцах. В России принята чистота 50 Герц в секунду для электроники. Провода на выходе соединяются «треугольником» или «звездой».
О физике
Ватт представляет произведение ампер на вольт. Киловатт - это 1000 ватт. Вольт равен произведению Ампер (сила тока) на Ом (сопротивление). Добавляя витки, вы увеличите мощность генератора, но и необходимую требуемую работу при вращении ротора. В данном случае рекомендуется отталкиваться от требований аккумулятора на потребление, а не на отдачу.
Разумеется, возможно сделать расчеты будущего изделия, но в целях безопасности рекомендуется поэкспериментировать с малой мощностью ручного генератора, так как без опыта с первого раза собрать полностью рабочую модель не получится. Причиной этого могут служить мелкие недочеты, неподходящие материалы и прочее, а следствием нарушения техники безопасности - чья-то жизнь. Используйте для начала аккумулятор на 12 вольт и проволоку меньшего диаметра. В качестве ротора - простой ферромагнитный сердечник (железный цилиндр подойдет). Для начала можно сделать авто двигатель на воде для какой-нибудь машинки.
С генератора переменного тока потребуется сделать цепь из трансформатора (высокого напряжения в низкое), 4 диода прямоугольником (одностороннее движение), конденсатор (для бесперебойности), резистор и стабилитрон (ограничение по верхней и нижней планке) и последним регулятор. Вся цепь подключается к накопительной батарее. От батареи непосредственно двигатель под винт. Двигатель можно аналогичный изготовить.
С двигателя для реактивного движения делается вытяжка из проводов (с гидроизоляцией) или бобина. Удлинение размещается у нижнего основания лодки. Винт прикрепляется к нему. Форма винта, углы и количество лепестков по усмотрению.
В маленьком размере получится лодка с ручной подзарядкой и соплом, что обеспечит высокую скорость. Если масштаб увеличить, то при правильном подходе получится мощный двигатель на воде, а главное, появятся навыки.
На заметку
- В обязательном порядке используйте амперметр.
- Сила тока зависит от потребления и варьируется в зависимости от него.
- Проводники должны быть покрыты изоляцией и не повреждены.
- Для вставки проводников в пазы может использоваться специальный инструмент или резиновый молоток.
- К открытым элементам нельзя прикасаться до тех пор, пока они работают.
- После выключения двигателя в нем остается остаточный заряд, стоит дождаться пока излишек выйдет или снять его с помощью дополнительного прибора.
- Для удобства следует подключить разрыватели цепи, чтобы легко можно было отключать двигатель на воде.
- Возможно, стоит подумать о системе охлаждения ;
- Важным элементом может стать реле для контроля напряжения и устройство защитного отключения.
Малайзийские ученые разработали автомобильный двигатель, извлекающий полезную энергию из воды
По словам разработчиков, предложенная технология предусматривает использование гораздо меньшего объема традиционного бензина или дизельного топлива за счет введения в цикл сгорания кислорода и водорода, получаемых из воды при использовании передовых нанотехнологий.
Как пояснил изобретатель Халим Мохаммад Али, в двигателе "молекулы воды расщепляются на составляющие - кислород и водород - под высоким давлением с применением современных нанотехнологий, а затем полученные таким образом газы поступают в камеру сгорания. Таким образом, расходуется гораздо меньше традиционного топлива, что весьма актуально в условиях продолжающегося роста цен на бензин".
По его словам, запатентованное изобретение уже привлекло внимание представителей ряда иностранных автомобильных компаний, однако он намерен внедрить новинку в первую очередь на территории Малайзии.
Малайзийские ученые разработали принципиально новый автомобильный двигатель, извлекающий полезную энергию из воды. Предложенная технология предусматривает использование гораздо меньшего объема традиционного бензина или дизельного топлива за счет введения в цикл сгорания кислорода и водорода, получаемых из воды при использовании передовых нанотехнологий, сообщает РИА Новости.
"Молекулы воды расщепляются на составляющие - кислород и водород под высоким давлением с применением современных нанотехнологий, а затем полученные таким образом газы поступают в камеру сгорания. Таким образом, расходуется гораздо меньше традиционного топлива, что весьма актуально в условиях продолжающегося роста цен на бензин", - поведал миру о новшестве изобретатель Халим Мохаммад Али (Halim Mohammad Ali).
"Наш исследовательский центр, расположенный в административном центре Пураджайе, периодически получает соответствующие предложения от западных концернов, при этом крупнейшая сумма потенциальной сделки составила бы $26 миллионов. Несмотря на это, мы не планируем продавать лицензию на Запад и прорабатываем вопрос о внедрении новейшей технологии в малайзийскую автомобильную промышленность", - отметил гордый новатор с дипломом физического факультета Бирмингемского университета в Великобритании.
Процесс изучения взаимодействия кислорода и водорода с традиционным топливом, а также поиск путей оптимизации расхода бензина занял у ученого около четырех лет. На исследования, проводившиеся исключительно в Малайзии без привлечения иностранных специалистов, им было затрачено около $3 миллионов.
Часть средств поступила малайзийцу в виде грантов от различных институтов в США и Великобритании.
"За эти годы мы провели успешные испытания опытных образцов двигателя более, чем на двухстах автомобилях местного производства, в том числе и на одной из машин, принадлежащей премьер-министру Малайзии Абдулле Ахмаду Бадави", - объявил эксперт.
Россия
Нефтяные шейхи в шоке - русское авто ездит на воде! В одном из своих пророчеств Тамара Глоба говорила, что в ближайшие годы будет открыт новый вид энергии. Указывалось и конкретное место этого открытия: Пермь. Прочитав интервью с известной предсказательницей, пермский изобретатель Александр Бакаев благосклонно усмехнулся: "Еще бы она не права!..." Вот уже несколько лет он проводит испытания двигателя, работающего на воде.
Существует видеозапись: под конвоем военных и милиции Бакаев подходит к Мертвому морю отечественной канализации, черпает полстакана теплой мути и заливает ее в нутро "приставки". Так именуется некое приспособление, которое затем подсоединяется к двигателю. И вот уже капот вздрагивает, и подкованный уральский Левша широким жестом приглашает нас в салон "гаишного" "жигуленка". "А на моче даже лучше," - утверждает бакаевский помощник.
Это не бред и не ирония. Бред и ирония в том, что "приставки" Бакаева до сих пор не востребованы. Что сам изобретатель не умотал на Запад или, скажем, в Японию. Кстати, предложения подобного рода были. Он их враг. Не хочет, чтобы рожденное в России, дав кругаля, закупалось бы той же Россией втридорога. Но, с другой стороны, двигатель на воде - сенсация! бдение многих умов! Мечта экологов - нужен ли он человечеству? Александр Георгиевич сомневается. Внутренне он, конечно, убежден в правоте своего дела. А на поверку? Ученые - схоласты пожимают плечами: "Приставки?! Суффиксы?! Быть такого не может!"
А бессонница нефтяных магнатов? А массовая безработица за ненадобностью бензина? Вот и получается, что против Бакаева весь мир - от Саудовской Аравии до Тюмени.
Однако расшевеливший мутную воду изобретатель - самопалом - уже пустил по России сотню-другую "приставок". Автомобилисты довольны. Правда, изобретение Бакаева имеет одну особенность - его владельцем никогда не сможет стать человек безнравственный. По какой шкале определяет Александр Георгиевич уровень добропорядочности - великий секрет. А теперь прикиньте: много ли в России осталось нравственных людей?
У "приставок" есть еще некоторое свойство. Если кто, паче чаяния, пожелает их вскрыть, разобраться в устройстве, "приставки" самоуничтожаются. Бакаев уже столкнулся с интеллектуальным рэкетом, когда по простоте душевной доверил заветную формулу высокоумному проходимцу. Тот на формуле, как на ракете, сиганул в США. Но - "суха теория, мой друг"...
В цыбуле этой, - показывает луковицу "приставки" Александр Георгиевич, - происходит нечто, напоминающее термоядерный синтез. Я держу два маленьких магнита, извлеченных из сердцевины "цыбули". Особые магниты: не разорвать, как ни старайся. Не на таких ли сплавах основаны и другие изобретения Бакаева? Недавно Александр Георгиевич показал мне схему летающей тарелки. И захлопнул тетрадочку. Тайна.
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2099548
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ РАБОТАЮЩИЙ НА ВОДЕ И СПОСОБ ЕГО РАБОТЫ
Имя заявителя: Кащеев Владимир Сергеевич
Имя изобретателя: Кащеев Владимир Сергеевич
Имя патентообладателя: Кащеев Владимир Сергеевич
Адрес для переписки:
Дата начала действия патента: 1994.11.29
Технология реконструкции серийного воздушного поршневого компрессора в двигатель нового принципа действия, работающего на воде.
Использование: в двигателях внутреннего сгорания.
Сущность изобретения: ДВС (двигатель внутреннего сгорания) по первому варианту выполнения включает образующие камеру сгорания (4), цилиндр (1) с головкой (3) и поршень (2), подпоршневая полость (5) которого сообщена с атмосферой. В головке (3) цилиндра размещены: впускной клапан (6), сообщающий камеру сгорания (4) с атмосферой при движении поршня (2) к НМТ и обратные клапаны (7), обеспечивающие выпуск в атмосферу продуктов из камеры сгорания. Камера сгорания (4) выполнена с предкамерами (8), в каждой из которых установлен клапан (9) подачи гремучего газа и свеча зажигания (10). Предпочтительно предкамеры выполнены в боковой стенке цилиндра над поршнем при его нахождении в НМТ.
Способ работы двигателя включает сообщение камеры сгорания с атмосферой при движении поршня к НМТ, а также герметизацию камеры сгорания, подачу и воспламенение топливной смеси, производимые при приближении поршня к НМТ. В качестве топливной смеси используют гремучий газ. ДВС по второму варианту выполнения включает камеру сгорания (4), образованную цилиндром (1) с головкой (3) и поршнем (2), подпоршневая полость (5) которого сообщена с атмосферой. В головке (3) размещены клапан (9) подачи топливной смеси и свеча зажигания (10). В боковой стенке цилиндра (1) над поршнем при его расположении в НМТ установлены обратные клапаны (7), обеспечивающие выпуск продуктов из камеры сгорания (4) в атмосферу. Способ работы такого двигателя включает подачу в камеру сгорания топливной смеси и воспламенение ее - при приближении поршня к ВМТ, и выпуск через обратные клапаны продуктов из камеры сгорания - при приближении поршня к НМТ. Двигатели работают по двухтактному циклу, причем в двигателе по первому варианту рабочим является ход поршня к ВМТ, в двигателе по второму варианту рабочими являются оба хода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретения касаются двигателей внутреннего сгорания, используемых в различных отраслях промышленности и представляющих собой наиболее массовый тип силовых установок.
Известен двигатель внутреннего сгорания, включающий образующие камеру сгорания цилиндр с головкой и поршень и размещенный в головке цилиндра впускной клапан, сообщающий камеру сгорания с атмосферой при движении поршня от верхней мертвой точки к нижней (Двигатель внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей. М. Машиностроение, 1990, с. 5, рис. 1, рис. 4, с. 16-18).
Известно размещение в головке цилиндра двигателя клапана подачи топливной смеси и свечи зажигания (там же, с. 146-148, рис. 111). Подпоршневая полость в известных двигателях обычно находится под атмосферным давлением (там же, с. 66).
Способ работы известного двигателя включает следующие процессы (там же, с. 16-18, рис. 4):
впуск, при котором поршень движется от верхней мертвой точки к нижней, а камера сгорания сообщена с атмосферой;
сжатие, при котором поршень движется от нижней мертвой точки к верхней, а камера сгорания герметизирована; при приближении поршня к верхней мертвой точке в камеру сгорания впрыскивают топливо и воспламеняют его;
сгорание и расширение (рабочий ход), при котором поршень движется от верхней мертвой точки к нижней, а камера сгорания герметизирована;
выпуск, при котором поршень движется от нижней мертвой точки к верхней, а камера сгорания сообщена с атмосферой.
В известных поршневых двигателях внутреннего сгорания газы, образующиеся при сгорании топлива, давят на поршень, перемещая его в цилиндре; поступательное перемещение поршня кривошипно-шатунным механизмом преобразуется во вращение коленчатого вала.
Известно, что отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания являются одним из основных факторов загрязнения окружающей среды и включают оксиды углерода, азота, углеводороды, альдегиды, свинец и др. (см. там же, с. 34-36).
Настоящие изобретения направлены на создание экологически безопасного двигателя внутреннего сгорания.
Согласно первому варианту выполнения двигатель внутреннего сгорания включает камеру сгорания, образованную цилиндром с головкой и поршнем, подпоршневая полость находится под атмосферным давлением, размещенный в головке цилиндра впускной клапан, сообщающий камеру сгорания с атмосферой при движении поршня от верхней мертвой точки к нижней, клапан подачи топливной смеси и свечу зажигания и отличается тем, что в головке цилиндра установлен, по крайней мере, один обратный клапан, обеспечивающий выпуск в атмосферу продуктов из камеры сгорания, а камера сгорания выполнена, по крайней мере, с одной предкамерой, в которой установлен клапан подачи топливной смеси и свеча зажигания.
Такое выполнение обеспечивает выхлоп через обратный клапан продуктов из камеры сгорания, резкое снижение давления с образованием разности давлений, действующих на поршень.
Отличие первого варианта выполнения двигателя состоит также в том, что предкамера выполнена в боковой стенке цилиндра над поршнем при его расположении в нижней мертвой точке.
Такое выполнение позволяет ориентировать фронт пламени в направлении выхлопа продуктов из камеры сгорания и получить большее разряжение.
Изобретение, относящееся к способу работы двигателя внутреннего сгорания, при котором при движении поршня от верхней мертвой точки к нижней камеру сгорания сообщают с атмосферой, герметизируют камеру сгорания, подают топливную смесь и воспламеняют ее, отличается тем, что герметизацию камеры сгорания, подачу топливной смеси и воспламенение ее осуществляют при приближении поршня к нижней мертвой точке.
При таком выполнении операций обеспечивается двухтактная работа двигателя с рабочим ходом при движении поршня от нижней мертвой точки к верхней.
Отличие предлагаемого способа состоит также в том, что в качестве топливной смеси предлагается использовать гремучий газ, например, получаемый электролизом воды.
Единственным соединением, образующимся в результате сгорания такой топливной смеси, является вода, а отработавшие газы представляют собой увлажненный воздух.
Второй вариант выполнения двигателя внутреннего сгорания, включающего камеру сгорания, образованную цилиндром с головкой и поршнем, подпоршневая полость которого находится под атмосферным давлением, и размещенные в головке цилиндра клапан подачи топливной смеси и свечу зажигания отличается тем, что в боковой стенке цилиндра над поршнем при его расположении в нижней мертвой точке установлен, по крайней мере, один обратный клапан, обеспечивающий выпуск продуктов из камеры сгорания.
Такое выполнение позволяет использовать энергию, выделяющуюся при сгорании топливной смеси, для перемещения поршня с выпуском отработавших газов при приближении поршня к нижней мертвой точке; при этом происходит резкое снижение давления в камере сгорания и ее герметизация с образованием разности давлений, действующих на поршень.
Изобретение, касающееся способа работы второго варианта выполнения двигателя состоит в том, что при приближении поршня к верхней мертвой точке в камеру сгорания подают топливную смесь и воспламеняют ее, а также производят выпуск продуктов из камеры сгорания и отличается тем, что выпуск продуктов из камеры сгорания осуществляется через обратный клапан при приближении поршня к нижней мертвой точке.
При таком выполнении операций оба хода поршня в цикле являются рабочими: к нижней мертвой точке под давлением газов, действующих на поршень со стороны камеры сгорания; к верхней мертвой точке под атмосферным давлением, действующим на поршень со стороны подпоршневой полости.
На фиг. 1 приведен первый вариант выполнения двигателя в разрезе; на фиг. 2 второй вариант выполнения двигателя внутреннего сгорания в разрезе.
Первый вариант выполнения двигателя внутреннего сгорания (фиг. 1) включает цилиндр 1, в котором размещен поршень 2, связанный, например, кривошипно-шатунным механизмом с коленчатым валом двигателя (на фиг. 1 не показаны). Цилиндр 1 снабжен головкой 3, образующей совместно со стенками цилиндра 1 и днищем поршня 2 камеру сгорания 4. Подпоршневая полость 5 сообщена с атмосферой. В головке 3 цилиндра установлены:
впускной клапан 6, сообщающий камеру сгорания 4 с атмосферой при движении поршня 2 от верхней мертвой точки к нижней и приводимый, например, от распределительного вала двигателя (на фиг. не показан);
обратные клапаны 7, обеспечивающие выхлоп в атмосферу продуктов из камеры сгорания 4 и герметизирующие камеру после осуществления выхлопа.
Камера сгорания 4 выполнена по крайней мере с одной предкамерой 8, в которой установлен приводимый, например, от распределительного вала клапан 9 подачи топливной смеси и свеча зажигания 10. Предпочтительно предкамеру 8 (или предкамеры) выполнить в боковой стенке цилиндра 1 над поршнем при его расположении в нижней мертвой точке.
Двигатель по первому варианту выполнения работает следующим образом.
При движении поршня 2 от верхней мертвой точки к нижней впускной клапан 6 открыт и камера сгорания 4 сообщена с атмосферой. Давление, действующее на обе стороны поршня 2, одинаково и равно атмосферному.
При приближении поршня 2 к нижней мертвой точке герметизируют камеру сгорания 4, закрывая впускной клапан 6; через клапаны 9 в предкамеры 8 подают топливную смесь и воспламеняют ее. В качестве топливной смеси используют стехиометрическую смесь водорода с кислородом, так называемый гремучий газ.
При сгорании топливной смеси резко повышается давление в камере сгорания 4; этим давлением открываются установленные в головке 3 цилиндра обратные клапаны 7 и происходит выхлоп в атмосферу продуктов из камеры сгорания. Давление в камере сгорания 4 резко понижается и обратные клапаны 7 закрываются, герметизируя камеру сгорания 4.
Поршень 2 атмосферным давлением, действующим со стороны подпоршневой полости 5, перемещается от нижней мертвой точки к верхней, совершая рабочий ход.
По достижении поршнем 2 верхней мертвой точки открывается впускной клапан 6 и цикл повторяется.
Способ работы двигателя внутреннего сгорания по первому варианту выполнения состоит в:
сообщении камеры сгорания с атмосферой при движении поршня от верхней мертвой точки к нижней;
герметизации камеры сгорания, подаче топливной смеси и воспламенении ее при приближении поршня к нижней мертвой точке.
Ход поршня от нижней мертвой точки к верхней является рабочим ходом и осуществляется под действием атмосферного давления со стороны подпоршневой полости 5.
Второй вариант выполнения двигателя (фиг. 2, одинаковые элементы двигателя обозначены теми же позициями) включает цилиндр 1 с поршнем 2, образующие совместно с головкой 3 цилиндра камеру сгорания 4. Подпоршневая полость 5 сообщена с атмосферой. В головке 3 цилиндра размещены клапан 9 подачи топливной смеси и свеча зажигания 10.
В боковой стенке цилиндра 1 выше поршня, когда он находится в нижней мертвой точке, установлен, по крайней мере, один обратный клапан 7, обеспечивающий выхлоп из камеры сгорания 4 продуктов при приближении поршня к нижней мертвой точке.
РАБОТАЕТ ПРЕДЛАГАЕМЫЙ ДВИГАТЕЛЬ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ
При приближении поршня 2 к верхней мертвой точке в камеру сгорания 4 через клапан 9, приводимый, например, от распределительного вала, подают топливную смесь гремучий газ, и воспламеняют его. Давление в камере сгорания резко возрастает и, воздействуя на поршень 2, перемещает его к нижней мертвой точке. При приближении поршня к нижней мертвой точке в зону повышенного давления попадает обратный клапан 7, через который происходит выхлоп продуктов из камеры сгорания с резким понижением давления в ней ниже атмосферного. Продукты сгорания топливной смеси, представляющие собой водяной пар и остающиеся в камере сгорания, конденсируются, понижая абсолютную величину давления в камере сгорания и поршень под давлением, действующим со стороны подпоршневой полости 5, перемещается от нижней мертвой точки к верхней. Затем цикл повторяется.
Способ работы двигателя по второму варианту выполнения состоит в:
подаче топливной смеси в камеру сгорания и воспламенении смеси при приближении поршня к верхней мертвой точке;
выпуске продуктов из камеры сгорания через обратный клапан при приближении поршня к нижней мертвой точке.
Таким образом, двигатель по второму варианту выполнения работает по двухтактному циклу, причем оба такта являются рабочими:
при движении поршня к нижней мертвой точке за счет использования энергии, получаемой от сжигания топливной смеси;
при движении поршня к верхней мертвой точке за счет использования атмосферного давления.
Если в известных двигателях внутреннего сгорания энергия, получаемая при сжигании топлива, должна обеспечить приложение к поршню со стороны камеры сгорания сил, достаточных для преодоления инерции поступательно и вращательно движущихся частей, трения и полезного сопротивления потребителя энергии, то в предлагаемом двигателе по первому варианту выполнения энергия топлива расходуется на эвакуацию продуктов из камеры сгорания; перемещение поршня при рабочем ходе и работа против основных сил сопротивления выполняется атмосферным давлением, действующим со стороны подпоршневой полости.
Понятно, что энергозатраты при этом будут несопоставимо ниже энергозатрат в известных двигателях внутреннего сгорания.
В двигателе по второму варианту выполнения преследуется цель добиться цикла, в котором первый такт осуществлялся бы как рабочий ход в двигателе традиционной конструкции, а второй с использованием атмосферного давления, в соответствии с основной идеей двигателя по первому варианту выполнения.
Выбрасываемые из камеры сгорания продукты представляют собой:
в двигателе по первому варианту выполнения увлажненный воздух;
в двигателе по второму варианту выполнения воду и ее пары.
Относительно низкая теплопроизводительность водородного топлива позволяет снять весьма высокие требования к материалам деталей двигателя, упростить конструкции основных деталей поршневой группы, механизма газораспределения, системы охлаждения и т.д.
Понятно, что получение топливной смеси для силовой установки транспортного средства с предлагаемым двигателем внутреннего сгорания может осуществляться электролизом воды в электролизере, установленном на этом транспортном средстве.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Двигатель внутреннего сгорания, включающий образующие камеру сгорания цилиндр с головкой и поршень, подпоршневая полость которого находится под атмосферным давлением, размещенный в головке цилиндра впускной клапан, сообщающий камеру сгорания с атмосферой при движении поршня от верхней мертвой точки к нижней, клапан подачи топливной смеси и свечу зажигания, отличающийся тем, что в головке цилиндра установлен по крайней мере один обратный клапан, обеспечивающий выпуск в атмосферу продуктов из камеры сгорания, а камера сгорания выполнена по крайней мере с одной предкамерой, в которой установлен клапан подачи топливной смеси и свеча зажигания.
Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что предкамера выполнена в боковой стенке цилиндра над поршнем при его расположении в нижней мертвой точке.
Способ работы двигателя внутреннего сгорания, при котором при движении поршня от верхней мертвой точки к нижней камеру сгорания сообщают с атмосферой, герметизируют камеру сгорания, подают топливную смесь и воспламеняют ее, отличающийся тем, что герметизацию камеры сгорания, подачу топливной смеси и ее воспламенение осуществляют при приближении поршня к нижней мертвой точке.
Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве топливной смеси используют гремучий газ.
Двигатель внутреннего сгорания, включающий камеру сгорания, образованную цилиндром с головкой и поршнем, подпоршневая полость которого находится под атмосферным давлением, размещенные в головке цилиндра клапан подачи топливной смеси и свечу зажигания, отличающийся тем, что в боковой стенке цилиндра над поршнем при его расположении в нижней мертвой точке установлен по крайней мере один обратный клапан, обеспечивающий выпуск продуктов из камеры сгорания.
Способ работы двигателя внутреннего сгорания, при котором при приближении поршня к верхней мертвой точке в камеру сгорания подают топливную смесь и воспламеняют ее, а также производят выпуск продуктов из камеры сгорания, отличающийся тем, что выпуск продуктов из камеры сгорания осуществляют через обратный клапан при приближении поршня к нижней мертвой точке.
Япония
Создан двигатель, работающий на воде! Не просто работающий, а вполне доступный уже в ближайшей перспективе для массового потребителя. Только бы «веселая парочка» (производители автомобилей - добытчики нефти) не "зарезала" на корню данную уже полностью готовую разработку! Впрочем, ситуация уже созрела, - что-то в этом духе должно было произойти. Я об этом говорил и в выпусках рассылки и в книгах. Поэтому, скорее всего, мы в этот раз все-таки станем свидетелями и полноправными участниками начала водной революции во всех сферах нашей жизни.
Итак,в чем же отличие нового двигателя от недееспособных по большому счету в нынешней реализации водородных двигателей?
Никакой платины в зверском количестве, как раньше, никаких водородных баков высокого давления и сложных трансформирующих устройств. Никаких специальных водородных заправок, огромных заводов по производству чистого водорода, специальных средств доставки. Годиться любая вода, даже морская! Несколько бутылок воды в салоне автомобиля не только утолят нашу жажду, но и обеспечат поездку в несколько сотен километров. Фантастика? – Ничего подобного, - уже реальность.
На пресс конференциии 12 июня 2008 года в Осаке (Япония) компания Genepax Co Ltd представила технологию двигателя, использующего в качестве топлива простую воду. Новые топливные элементы, разработанные компанией, названы "Water Energy System (WES).
WES может генерировать электрическую энергию из воды и воздуха в качестве топлива, с использованием воздушных электродов.
Агентство Reuters сообщило, что всего одного литра достаточно, чтобы ехать на нем в течение часа со скоростью 80 километров в час. Как утверждает разработчик, машина может использовать любую воду – дождевую, речную и даже морскую.
Согласно информации Nikkei, главной особенностью системы Genepax является то, что она использует сборку мембранных электродов (MEA), состоящую из специального материала, способного при помощи химической реакции полностью расщепить воду на водород и кислород.
Как поведал миру Хирасава Кийоши (Hirasawa Kiyoshi), президент компании, этот процесс похож на процесс производства водорода при реакции металогидрида и воды, но, по сравнению с существующим методом, МЕА позволяет получать водород из воды в течение длительного времени. Кроме того, MEA не требует специального катализатора, а редкие металлы, в частности платина, необходимы в том же количестве, что и в обычных фильтрующих системах бензиновых автомобилей. В системах предыдущего поколения требовалось огромное количество редких металлов, что являлось одним из основных препонов для начала массового производства двигателей, работающих на водороде.
Новой системе совсем не нужны водородный преобразователь и бак для накопления водорода под большим давлением, - весьма проблемные составляющие, входившие в необходимый набор водородного двигателя предыдущего поколения.
Помимо полного отсутствия вредных выбросов, силовая установка Genepax, по словам разработчика, является более долговечной, так как катализатор не портится от загрязняющих веществ.
"Автомобиль будет продолжать ехать до тех пор, пока у вас есть бутылка с водой, чтобы заправлять его время от времени", - сказал генеральный директор Genepax Киеси Хирасава."Для пополнения энергией батарей не требуется создавать инфраструктуру, в частности, станции подзарядки, как для большинства современных электромобилей". Решаются буквально все основные проблемы электромобилей и автомобилей на водородных двигателях.
На конференции Genepax демонстрировало топливную батарею с выходной мощностью 120 Ватт и топливную систему с выходом в 300 Ватт. Во время демонстрации 120 Ваттный топливный элемент был запущен в работу водяным насосом от сухой батареи. После того, как энергия начинает производиться топливным элементом, система переходит в пассивный режим с выключенным водяным насосом.
В настоящий момент топливная батарея выдает на выходе напряжение в 25-30 В. Всего в батарее около 40 топливных элементов по 0.5-0.7 В в каждом. Энергетическая плотность не менее чем 30мВт/см2. Площадка, на которой в каждом элементе происходит реакция составляет 10X10 см.
Genepax изначально планировало развивать 500 ваттные системы, но испытало трудности в обеспечении материаламы для МЕА, что привело к фокусированию на производстве прежде всего 300 ваттных систем.
В будущем, компания планирует производить 1 киловатные системы для использования в домах и электрокарах. Вместо того, чтобы использовать чисто электрические машины, компания предлагает использовать МЕА, как генераторы для зарядки второй батареи во время езды.
Хотя в настоящий момент стоимость производства одного двигателя находится в пределах 18 522 долларов, при массовом производстве цена может быть уменьшена в несколько раз вплоть до 4000 долларов. При таком уровне цен МЕА смогут, по меньшей мере, конкурировать с домашними системами на солнечных батареях.
Добавьте к такому двигателю другое революционное открытие, случившееся несколькими месяцами раньше. Новый тип аккумуляции энергии с использованием углеродных нанотрубок в подложке, разработанный Стэнфордовским университетом. . Как минимум, в 10 раз увеличиваются емкостные, зарядные характеристики, срок жизни, и почти во столько же раз уменьшается вес самого устройства. Статья об этом появилась в декабрьском выпуске Nature Nanotechnology 2007 года. Пока аккумуляторами такого рода собираются оснащать телефоны и ноутбуки, однако уже к концу 2008 года! Лиха беда начало. – Пока ноутбуки и телефоны, вскоре – все остальное, в том числе и автомобильные аккумуляторы. Соедините начало выпуска рассылки с концом – получите энергетическую революцию. Выработка энергии из самого доступного вещества на планете плюс возможность сохранять энергию длительное время, в больших количествах в устройствах небольшого веса и объема. Да наложить все это на отработанный, надежный метод преобразования энергии торможения и, вообще, механической энергии в электрическую, реализованный в Toyota Priuse и Toyota Camry нового поколения. Вот вам и идеальный автомобиль будущего, причем, если не будут воздвигнуты искуственные серьёзные препоны для продвижения в массы всего этого, - ближайшего.
Образовавшийся газ называют гидроген, газ Брауна или водяной газ. Двигатель на воде создали с целью оберечь экологию, ведь современные машины выкидывают в атмосферу кучу вредных выхлопных газов. Двигатель внутреннего сгорания превращает 15 процентов энергии бензина в механическую энергию, в то время как двигатель на воде эти проценты увеличит в разы. Законы термодинамики не будут нарушены, если в автомобиле будет работать система Брауна. Она заключается в следующем – газ начинает сгорать и образуется сухой водяной пар, который в свою очередь улучшает теплообмен между клапанами и седлом. Пар очищает клапанно-поршневую систему от нагара. Двигатель на воде имеет больший запас механической энергии, чем двигатель на бензине. Он экономичнее, потому что увеличивается пробег форсунок и межсервисный пробег. На литре воды можно ездить до 40 часов.
Создать двигатель на воде в домашних условиях не просто, но возможно, ведь воду нужно разложить на газ, а для этого потребуются катализаторы и электроды. Еще нужно запастись дистиллированной водой. Самая простая конструкция генератора Брауна будет состоять из оргстекла 5 мм, проволоки из нержавеющей стали марки 316, трубки из винила (диаметр 4 мм) и 6 банок по 700 мл объемом. Проволоки понадобится 20 метров. При работе используют резиновые перчатки. Нужно чтоб получилось определенное количество газа. Если двигатель объемом 1,5 литра, тогда газ должен образовываться от 0,7 до 1,5 литра в минуту. Этот процесс будет зависеть от напряжения, созданного на электродах. Электролит нагреется до 60 градусов за два часа, если подавать питание в 12 В. Это многовато, поэтому лучше использовать подачу в 6 В. К сожалению, двигатель чисто на воде еще не создали, поэтому понадобиться бензин, чтоб запустить мотор.
Далее из проволоки и пластин из нержавеющей стали создаются 2 электрода и крепятся на крышках банок. На крышках делаются штуцеры, в которые будет выходить газ, и болты, которые будут держать электроды. Крышки должны прилегать герметично, а электроды не замыкаются между собой. Теперь в 6 банок заливают по пол литра дистиллированной воды с добавлением пол чайной ложки КаОН. После того, как провернуть ключ зажигания, начнет вырабатываться газ. Трубку монтируют в воздуховод возле фильтра. При выработке водорода и кислорода, смесь проходит по коллектору автомобиля и смешивается с бензином из бака с топливом и сгорает в двигателе, как и полагается. При этом очень экономично сгорает сам бензин и двигатель не так быстро изнашивается. Такая система двигателя на воде должна работать на любом авто, если все соединить правильно и подать нужное напряжение.
Интерес у автомобильных экспериментаторов вызывает и GEET-реактор Пантоне. (GEET - это Глобальная Экологическая Энергетическая Технология.) Он в создании проще и не требует подачи определенного напряжения. Суть его в том, что выхлопные газы проходят через заостренный стержень. Он становится статически заряженным, поэтому молекулы воды, находящиеся в газе, расщепляет на водород и кислород. Выхлопные газы имеют высокую температуру, которая тоже участвует в процессе расщепления. Далее в реакторе молекулы углеводорода разделяются на углерод и водород. Получаются образования из кислорода, углерода и водорода. Кислород не производит окисления, потому что в газах содержится углекислота и азот. Проделывая опыты с таким двигателем на воде, нужна смесь из 20 процентов бензина и 80 процентов воды. Тогда он будет экономичным и способным выдержать далекие расстояния.
Кто проводил опыты, заметил, что часто соотношение получается 50 на 50, а не 20 на 80. Но те, кто водит авто и пытается экономить на дорогом в наше время топливе, будут радоваться и 10 процентам экономии, это очевидно. Недостатком реактора Пантоне является затруднительный выход выхлопных соединений, ведь там образуется большое сопротивление. Кроме того реактор однорежимный. GEET-реактор Пантоне стали устанавливать по всему миру на газонокосилки, бензогенераторы. Проводилась масса опытов и в реактор заливалась сырая нефть и даже пищевые отходы. На основе данного реактора попытались создать другое устройство GEET-муффлер. Оно работает при использовании водяного пара, сажи и углеводородов. Основной механизм – это циклон. В нем расщепление компонентов происходит при воздействии центробежной силы и дросселировании.
Муффлер состоит из каталитического реактора, в котором химический катализатор из выхлопных газов создает водород. Реакция может начаться при температуре в 400 градусов. В то время, как реактор Пантоне требовал температуры в 500-600 градусов. Можно работать и при температуре ниже 400 градусов, но тогда, чтоб появился водород, нужно установить реактор с электрическими нагревательными элементами. Для этого часто используют свечу накаливания от дизельных моторов. Двигатель на воде с использованием устройства GEET-муффлера тоже потребует бензин, но расход его будет от 20 до 30 процентов от всей жидкости. Максимум 50 в некоторых моделях автомобилей. Но это существенная экономия бюджета семьи. Устройство удобно тем, что оно компактное и вода, чтоб работал муффлер, берется не из отдельного бака, а из выхлопных газов. Значит, водителю не нужно контролировать процесс заправки автомобиля водой.
Двигатель на воде - это новые технологии, разрабатываемые учеными с целью очистить воздух от вредных выбросов в атмосферу. Ведь не только машины на бензине загрязняют его. Заводы и фабрики разрушают озоновый слой, что может привести к непоправимым последствиям и напрочь изменить климат всего земного шара. Природа уже давно посылает сигналы, чтоб человек задумался об использовании новых разработок.