Внимание!
Предложения и заявки заказчиков

Размещение рекламных материалов

коммерческая реализация изобретений - ООО 'Адвансед Девелопмент Проджект' смотреть>>>

Требуются разработки по средствам контроля и ограничения по количеству дисковых операций производимых одним пользователемдля хостинг провайдера. смотреть>>>

Требуются разработки по использованию низкопотенциальной энергии смотреть >>>

Повышение эффективности работы двигателей внутреннего сгорания

 Современная индустриальная жизнь просто немыслима без двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Идёт их постоянное совершенствование. И то, что ещё вчера было фантастикой, сегодня уже стоит на серийных машинах (н–р: впрысковые бензиновые двигатели или регулируемые фазы газораспределения).Часто из базового двигателя путём его форсирования получают двигатель большей мощности. 
Возможны два пути форсирования:
увеличение внутреннего литража двигателя путём изменения линейных размеров цилиндров либо применения наддува (турбонаддува с интеркуллёром), позволяющего увеличить количество топливной смеси без увеличения размеров цилиндропоршневой группы.
Второй путь часто бывает более предпочтительным, особенно на дизелях, имеющих повышенный запас механической прочности. Турбонаддув работает следующим образом: выхлопные газы, имеющие на выходе из двигателя ещё достаточную энергию (кстати, у дизеля она на 5–10 % больше, чем у ДВС Отто), раскручивают небольшую скоростную турбинку, которая и нагнетает дополнительный воздух в цилиндры, позволяя тем самым увеличить подачу топлива.
Повышается удельная мощность двигателя, снижается токсичность выхлопа.
Но турбонаддуву присущи и некоторые недостатки.
Это, прежде всего, нелинейность работы турбины – замедленный «подхват», зависящий от оборотов двигателя. Многие турбокомпрессоры, не имеющие дополнительного внешнего электропривода, очень неохотно раскручиваются на «низах», когда собственно и требуется максимальная мощность.
Другой существенный недостаток турбокомпрессоров – довольно высокая стоимость как самого изделия (доходящая до 30–40 % от стоимости самого двигателя), так и его обслуживания, обусловленные прецизионной технологией изготовления и дороговизной применяемых огнеупорных высоколегированных сталей (до керамики дело пока не дошло).
Я предлагаю
пойти по третьему пути.
Известно, что воздух, который подаётся в цилиндры, состоит на 78 % из азота и на 21 % - из кислорода. Для сгорания топлива необходим только окислитель (кислород), тогда как остальные газы попросту являются балластом. Более того, в камере сгорания образуется целая гамма вредных веществ, которые необходимо впоследствии разложить в каталитическом нейтрализаторе. В худшем случае – всё это дерьмо просто выбрасывается в атмосферу. Общеизвестно, что автомобиль является основным загрязнителем воздуха на Земле.
Так вот, а что если прежде чем подавать воздух в цилиндры, не провести его дополнительное обогащение, увеличить содержание О2 и уменьшить N2? Современные технологии это позволяют.Ещё в 1985 году в Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова под руководством члена–корреспондента АН СССР В. Д. Русанова был создан мембранный материал в виде полого микроволокна («гравитона») с наружным диаметром трубок всего 60 мкм. Исходная газовая смесь (воздух) под некоторым давлением подаётся внутрь волокна и более проникающие компоненты (О2), пройдя через его стенку толщиной 10–12 мкм, накапливаются в межволоконном пространстве, а затем отсасываются.Это так называемые диффузионные полимерные мембраны, структура которых такова, что молекулы какого–то определённого газа исключительно хорошо на них сорбируют, растворяются и диффундируют.Созданные атомщиками мембранные воздухоразделительные агрегаты на 1 м3 рабочего объёма имеют порядка 15.000 м2 волоконных конструкций.Работая по одноступенчатой схеме, можно получить на выходе воздух, обогащённый О2 до 35–40 %. Иными словами, не увеличивая внутреннего давления воздуха внутри цилиндров двигателя, можно добиться степени компрессионности 2:1 и увеличить количество подачи топлива почти вдвое (хотя обычно довольствуются коэффициентом 1,2–1,5).Что даёт применение обогащённого воздуха и чем мембранная установка лучше турбокомпрессора? Прежде всего, для подачи воздуха на мембраны можно использовать более простую турбину–нагнетатель, имеющую гораздо больший наружный диаметр и меньшую окружную скорость (вместо 100.000 об/мин всего 3–5 тыс. об/мин). На наружном кольце турбины находятся малые рабочие лопатки, передающие энергию выхлопных газов двигателя на рабочие внутренние нагнетательные лопасти. Собственно, сложный турбокомпрессор превращается в банальный турбовентилятор с большим расходом воздуха и малым давлением.Далее, более полно и эффективно идёт процесс сгорания топливной смеси в цилиндрах двигателя, т.к. нет инертных газов (СО2, NО2), выхлоп становится гораздо чище. Ситуацию усугубляет система управления питания двигателя с лямбда–зондом с каталитическим нейтрализатором. А снижение расхода топлива даже на 3–5 % уже считается большим достижением. К антидетонационным мероприятиям можно отнести послойное (многовпрысковое) сгорание топливной смеси, а также введение внутрь цилиндра некоторого количества Н2О (в качестве демпфера).Очищенный и обогащённый кислородом воздух можно также направлять в салон автомобиля. Известно, что в городских условиях и особенно – в пробках, пассажиры дышат газовой смесью очень отдалённо напоминающей горный воздух со всеми вытекающими последствиями (головная боль, усталость, снижение мыслительной активности, раковые заболевания). Воздух, прошедший через мембранные фильтры, лишается как различных канцерогенных элементов, присутствующих в выхлопных газах, так и пылевидных включений. Причём, мембранная степень очистки в принципе недостижима никакими обычными фильтрами (бумажными, поролоновыми и др.), т.к. фильтрация газов происходит на молекулярном уровне.Предполагается, что увеличение стоимости двигателя с мембранным фильтром составит 10–15 %, что гораздо меньше в случае использования турбокомпрессора.Вместе с тем вызывает некоторую озабоченность изменение стехиометрических характеристик двигателя, их дополнительное изучение и регулирование в связи с переходом на более активированный воздух. По-видимому, увеличится склонность двигателя к детонации и калильному зажиганию, но эти недостатки в принципе легко разрешимы современными системами питания двигателей, имеющих электронное управления.
Хочется также отметить, что реальной альтернативы современным ДВС (Ванкеля, Дизеля, Отто, Стирлинга) пока нет (равно как и углеводородному топливу), а резервы их дальнейшей модернизации уже приближаются к пределам, налагаемыми физико-химическими характеристиками используемых материалов и топлив.
Поэтому данная разработка может быть весьма полезной в плане дальнейшей модернизации и совершенствования ДВС, тем более, что она не требует каких-либо серьёзных изменений в самой конструкции двигателя.
                                  

 /"ТРАКТАТЪ оь уменьшении энтропии", т. II, тема № 2/
 

Комментарии   

 
#2 Денис 03.06.2010 01:36
Здравствуйте.пр ошу выслать информацию и условия сотрудничества.
Цитировать
 
 
#1 Вит 24.10.2009 21:02
Здравствуйте!Оч ень заинтересовала Ваша технология.прош у выслать информацию и условия сотрудничества.
Цитировать
 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Комментарии