Содержание
Двигатель внутреннего сгорания на водороде: устройство и принцип работы
Как известно, поршневой двигатель внутреннего сгорания имеет как плюсы, так и целый ряд определенных недостатков. Прежде всего, глобальной проблемой является токсичный выхлоп бензиновых и дизельных ДВС, а также постоянная потребность в нефтяном топливе. Не сильно меняется ситуация и после перевода автомобиля на газ, так как установка ГБО также не решает всех задач.
С учетом данных особенностей постоянно ведутся разработки альтернативных вариантов. Сегодня реальным конкурентом ДВС является электродвигатель. При этом относительно небольшой запас хода, высокая стоимость аккумуляторных батарей и всего электрокара (электромобиля) в целом, а также отсутствие развитой инфраструктуры по ремонту и обслуживанию таких машин закономерно тормозит их популяризацию.
По этой причине автопроизводители постоянно работают над тем, чтобы получить «безвредный» для окружающей среды и относительно дешевый в производстве силовой агрегат, который при этом не будет нуждаться в дорогом топливе.
Среди подобных двигателей следует отдельно выделить водородный ДВС, который вполне может заменить существующий на сегодня дизельный или бензиновый мотор, причем в обозримой перспективе. Давайте рассмотрим, как работает водородный двигатель, какую конструкцию имеет подобный мотор и в чем заключаются его особенности.
Содержание статьи
- История создания водородного двигателя
- Работа двигателя на водороде: особенности водородного ДВС
- Двигатель на водородных топливных элементах
- Водородный двигатель: дальнейшие перспективы
- Подведем итоги
История создания водородного двигателя
Начнем с того, что идеи построить водородный мотор появились еще в 1806 г. Основоположником стал Франсуа Исаак де Риваз, который получал водород из воды методом электролиза. Как видно, двигатель на водороде «родился» задолго до того, как был поднят ряд вопросов касательно окружающей среды и токсичности выхлопа.
Другими словами, попытки запустить ДВС на водороде были предприняты не для защиты окружающей среды, а в целях банального использования водорода в качестве топлива. Спустя несколько десятков лет (в 1841 г.) был выдан первый патент на такой двигатель, в 1852 г. в Германии появился агрегат, который успешно работал на смеси воздуха и водорода.
Во времена Второй мировой войны, когда возникли сложности с поставками нефтяного топлива, техник из СССР Борис Исаакович Шелищ, который был родом из Украины, заложил основы российской водородной энергетики. Он также предложил использовать смесь водорода и воздуха в качестве горючего для ДВС, после чего его идеи быстро нашли практическое применение. В результате появилось около полутысячи двигателей, работавших на водороде.
Однако после окончания войны дальнейшее развитие водородного двигателя было приостановлено как в СССР, так и во всем мире. Затем об этом двигателе вспомнили только тогда, когда в 70-е годы XX века случился топливный кризис. В результате компания BMW в 1979 г. построила автомобиль, двигатель которого использовал водород в качестве основного топлива. Агрегат работал относительно стабильно, не было взрывов и выбросов водяного пара.
Другие автопроизводители также начали работы в этой области, в результате чего к концу XX века появилось не только много прототипов, но и вполне успешно действующих образцов двигателей на водородном топливе (бензиновый и дизельный двигатель на водороде).
Однако после того как топливный кризис окончился, работы над водородными ДВС также были свернуты. Сегодня интерес к альтернативным источникам энергии снова растет, теперь уже по причине серьезных экологических проблем, а также с учетом того, что запасы нефти на планете быстро сокращаются и на нефтепродукты закономерно растут цены.
Также правительства многих стран стремятся стать энергонезависимыми, а водород является вполне доступной альтернативой. На сегодняшний день над водородными ДВС ведут работы GM, BMW, Honda, корпорация Ford и т.д.
Работа двигателя на водороде: особенности водородного ДВС
Начнем с того, что двигатель внутреннего сгорания на водороде по своей конструкции не сильно отличается от обычного ДВС. Все те же цилиндры и поршни, камера сгорания и сложный кривошипно-шатунный механизм для преобразования возвратно поступательного движения в полезную работу.
Единственное, в цилиндрах сгорает не бензин, газ или солярка, а смесь воздуха и водорода. Также нужно учитывать и то, что способ подачи водородного топлива, смесеобразование и воспламенение также несколько другой по сравнению с аналогичными процессами в традиционных аналогах.
Прежде всего, горение водорода по сравнению с нефтяным топливом отличается тем, что водород сгорает намного быстрее. В обычном двигателе смесь бензина или солярки с воздухом заполняет камеру сгорания тогда, когда поршень почти поднялся в ВМТ (верхняя мертвая точка), затем топливо какое-то время горит и уже после этого газы давят на поршень.
На водороде реакция протекает быстрее, что позволяет сдвинуть наполнение цилиндра на момент, когда поршень уже начинает движение в НМТ (нижняя мертвая точка). Также после того, как протекает реакция, результатом становится обычная вода вместо токсичных выхлопных газов. Как видно, на первый взгляд стандартный двигатель относительно легко подстроить под водородное топливо путем доработок впуска, выпуска и системы питания, однако это не так.
Первая проблема заключается в том, как получать необходимый водород. Как известно, водород находится в составе воды и является распространенным элементом, однако в чистом виде практически не встречается. По этой причине для максимальной автономности на транспортное средство нужно отдельно ставить водородные установки, чтобы «расщеплять» воду, позволяя мотору питаться необходимым топливом.
Идея кажется привлекательной. Более того, можно даже обойтись без наружного воздуха на впуске и создать закрытую топливную систему. Другими словами, после каждого раза, когда в камере сгорит заряд, в цилиндре будет оставаться водяной пар. Если этот пар пропустить через радиатор, произойдет конденсация, то есть снова образуется вода, из которой можно повторно получить водород.
Однако чтобы этого добиться, на автомобиле должна стоять установка для электролиза (электролизер), которая и будет отделять водород от воды, чтобы затем получить нужную реакцию с кислородом в камере сгорания. На практике установка получается сложной и дорогой, а создать такую закрытую систему довольно сложно.
Дело в том, что любой двигатель внутреннего сгорания независимо от типа топлива все равно нуждается в системе смазки, чтобы защитить нагруженные узлы и трущиеся пары. Если просто, без моторного масла никак не обойтись. При этом масло частично попадает в камеру сгорания и затем в выхлоп. Это значит, что полностью изолировать топливную систему на водороде (не использовать наружный воздух) практически нереализуемая задача.
По этой причине современные водородные двигатели внутреннего сгорания больше напоминают газовые двигатели, то есть агрегаты на газе пропане. Чтобы использовать водород вместо пропана, достаточно изменить настройки такого ДВС. Правда, КПД на водороде несколько снижается. Однако и водорода нужно меньше, чтобы получить необходимую отдачу от мотора. При этом никаких установок для автономного получения водорода не предполагается.
Что касается попытки подать водород в обычный бензиновый или дизельный двигатель, автоматически возникают риски и сложности. Прежде всего, высокие температуры и степень сжатия могут привести к тому, что водород будет вступать в реакцию с нагретыми элементами ДВС и моторным маслом.
Также даже небольшая утечка водорода может стать причиной того, что топливо попадет на разогретый выпускной коллектор, после чего может произойти взрыв или пожар. Чтобы этого не случилось, для работы на водороде чаще задействуют роторные двигатели. Такой тип ДВС больше подходит для этой задачи, так как их конструкция предполагает увеличенное расстояние между впускным и выпускным коллектором.
Так или иначе, даже с учетом всех сложностей, ряд проблем удается обойти не только на роторных, но даже и на поршневых моторах, что позволяет водороду считаться достаточно перспективной альтернативой бензину, газу или солярке. Например, экспериментальная версия модели BMW 750hL, которую представили в 2000 году, имеет водородный двигатель на 12 цилиндров. Агрегат успешно работает на таком горючем и способен разогнать автомобиль до скорости около 140 км/час.
Правда, никаких отдельных установок для получения водорода из воды на машине не имеется. Вместо этого стоит особый бак, который просто заправлен водородом. Запас хода на полном баке водорода составляет около 300 км. После того, как водород закончится, двигатель в автоматическом режиме начинает работать на бензине.
Двигатель на водородных топливных элементах
Обратите внимание, под водородными двигателями понимаются как агрегаты, работающие на водороде (водородный ДВС), так и моторы, которые используют водородные топливные элементы. Первый тип мы уже рассмотрели выше, теперь давайте остановимся на втором варианте.
Топливный элемент на водороде фактически представляет собой «батарейку». Другими словами, это водородный аккумулятор с высоким КПД около 50%. Устройство основано на физико-химических процессах, в корпусе такого топливного элемента имеется особая мембрана, проводящая протоны. Эта мембрана разделяет две камеры, в одной из которых стоит анод, а в другой катод.
В камеру, где расположен анод, поступает водород, а в камеру с катодом попадает кислород. Электроды дополнительно покрыты дорогими редкоземельными металлами (зачастую, платиной). Это позволяет играть роль катализатора, который оказывает воздействие на молекулы водорода. В результате водород теряет электроны. Одновременно протоны идут через мембрану на катод, при этом катализатор также воздействует и на них. В итоге происходит соединение протонов с электронами, которые поступают снаружи.
Такая реакция образует воду, при этом электроны из камеры с анодом поступают в электрическую цепь. Указанная цепь подключена к двигателю. Простыми словами, образуется электричество, которое заставляет двигатель работать от такого водородного топливного элемента.
Подобные водородные двигатели позволяет пройти не менее 200 км. на одном заряде. Основным минусом является высокая стоимость топливных элементов по причине использования платины, палладия и других дорогих металлов. В результате конечная стоимость транспорта с таким двигателем сильно возрастает.
Водородный двигатель: дальнейшие перспективы
Сегодня над созданием экологичных двигателей трудятся многие компании. Некоторые идут по пути создания двигателей-гибридов, другие делают ставку на электромобили и т.д. Что касается водородных установок, в плане экологии и производительности данный вариант также может в ближайшее время составить конкуренцию ДВС на бензине, газе или дизтопливе.
Водородные двигатели показали себя несколько лучше, чем самые продвинутые электрокары. Например, японская модель Honda Clarity. Единственное, остался такой недостаток, как способы и возможности заправки. Дело в том, что инфраструктура водородных заправочных станций не особенно развита, причем в мировом масштабе.
Также не особенно большим является и сам выбор водородных легковых авто. Кроме Honda Clarity можно разве что упомянуть Mazda RX8 Hydrogen, а также BMW Hydrogen 7. Фактически это автомобили-гибриды, которые работают на жидком водороде и бензине. Еще можно добавить в список Mercedes GLC F-Cell. Эта модель имеет возможность подзарядки от бытовой сети электропитания и позволяет пройти до 500 км. на одном заряде.
Дополнительно стоит отметить модель Toyota Mirai. Автомобиль работает только на водороде, одного бака хватает на 600 км. Водородные двигатели еще встречаются на отечественной модели «Нива», а также устанавливаются корейцами на специальную версию внедорожника Hyundai Tucson.
Как видно, с двигателем на водороде активно экспериментируют многие производители, однако такое решение все равно имеет много недостатков. При этом некоторые минусы сильно мешают массовой популяризации.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель GDI. Из этой статьи вы узнаете об особенностях, принципах работы, а также преимуществах и недостатках моторов данного типа.
Прежде всего, это безопасность и сложность транспортировки такого топлива. Важно понимать, что водород весьма горюч и взрывоопасен даже при относительно невысоких температурах. По этой причине его сложно хранить и перевозить. Получается, необходимо строить особые водородные резервуары для авто с данным типом двигателя. Как результат, на практике водородных заправок очень мало.
К этому также можно добавить определенную сложность и высокие расходы на ремонт и обслуживание водородного агрегата, а также необходимость в подготовке и обучении большого количества высококвалифицированного персонала. Если же говорить о самом авто на водороде и его эксплуатационных характеристиках, наличие водородной установки делает машину более тяжелой, закономерно ухудшается управляемость.
Подведем итоги
Как видно, сегодня водородные автомобили и двигатель на воде можно считать вполне реальной альтернативой не только привычным ДВС, которые используют нефтяное топливо, но и электрокарам.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что нужно знать о двигателях Range Rover на вторичном рынке авто. Из этой статьи вы узнаете, какие нюансы и особенности касательно ДВС следует учитывать при покупке Рендж Ровер б/у, а также какой подержанный Рейндж Ровер лучше выбрать и с каким мотором.
Прежде всего, такие установки менее токсичны, при этом они не нуждаются в дорогостоящем топливе на основе нефти. Также автомобили с водородным двигателем имеют приемлемый запас хода. В продаже имеются и гибридные модели, использующие как водород, так и бензин.
Что касается недостатков и сложностей, машина с водородным двигателем сегодня имеет высокую стоимость, а также могут возникать проблемы с заправкой топливом по причине недостаточного количества заправочных станций. Не стоит забывать и о том, что также не просто найти специалистов, которые способны качественно и профессионально обслужить водородную силовую установку. При этом обслуживание будет достаточно затратным.
Напоследок отметим, что активное строительство трубопроводов для перекачки газа метана обещает в дальнейшей перспективе возможность перекачки по этим же трубопроводам и водорода. Это значит, что в случае роста общего числа авто с водородными двигателями, также высока вероятность быстрого увеличения количества специализированных заправочных станций.
Двигатель на воде — будущее автопроизводства!
Уникальное изобретение
Сегодня люди все больше внимания обращают на экологию, а именно, на загрязнение окружающей среды. 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 озонового слоя, 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, — двигатель внутреннего сгорания, который можно заправлять обычной водой, при этом вредные выбросы в атмосферу 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.
Могут ли машины ездить по воде? Наука теории заговора TikTok, объясненная
TikTok , является мощным инструментом для усиления теорий заговора и розыгрышей. Возьмем легенду об автомобиле с водным двигателем, который сочетает в себе и то, и другое.
Недавнее видео, набравшее миллионы просмотров, изображает человека, наливающего воду в бутылках в зеленое светящееся брюхо какой-то хитроумной штуковины в багажнике своей машины. Сопроводительный текст гласит: «Все жалуются на цены на газ и на то, что шахта работает на воде». Ответы на это видео, а также на другие сообщения в приложении содержат туманные предупреждения, подразумевающие, что различные люди, работавшие над водным автомобилем, были убиты или исчезли ФБР или каким-то другим призраком из тени.
Для ясности: чудо-автомобиль с водяным двигателем — это выдумка, давняя мистификация, которая всплывает, по-видимому, каждый раз, когда цены на бензин поднимаются, заставляя водителей мечтать о другом способе питания своих автомобилей. Что касается теорий заговора: возможно, нефтяные магнаты были бы рады видеть, что мир по-прежнему зависит от ископаемого топлива, но для этого им не нужно подавлять автомобиль с водным двигателем, потому что это нереально.
Тем не менее, вода является важной частью других, более реалистичных технологий, таких как автомобили на водородных топливных элементах, которые уже находятся на дорогах, отмечает Тимоти Липман, содиректор Исследовательского центра устойчивого развития транспорта в Университете Нью-Йорка. Калифорния, Беркли. Таким образом, h30 действительно станет частью нашего будущего вождения, хотя, как отмечает Липман, «вы никогда не будете лить воду в свою машину».
Согласно науке, может ли автомобиль работать на воде?
Во-первых, фундаментальная наука. Ваш повседневный двигатель внутреннего сгорания сжигает бензин, чтобы извлечь достаточно энергии, содержащейся в его химических связях, создавая в процессе вредные побочные продукты, такие как двуокись углерода.
Вода, напротив, не горит, поэтому ее нельзя просто залить в двигатель, как бензин. Вместо этого большинство заявлений о том, что воду можно использовать в качестве автомобильного топлива, основываются на идее использования химического процесса, называемого электролизом, в котором электричество применяется к воде для разделения H3O на составные части, водород и кислород. Водород богат энергией и легко воспламеняется. Когда вы сжигаете его, чтобы высвободить эту энергию, водород соединяется с кислородом в воздухе, создавая, как вы уже догадались, воду.
Все эти шаги могут быть достигнуты. Использование электролиза для разрушения молекул воды является базовой химией средней школы, в то время как топливные элементы, которые создают энергию путем объединения водорода и кислорода для получения воды в качестве побочного продукта, являются устоявшейся и хорошо изученной технологией.
Сегодня на дорогах можно встретить два массовых автомобиля на водородных топливных элементах — Toyota Mirai и Hyundai Nexo. Большинство предложений по водным автомобилям просто объединяют два этапа в одном транспортном средстве, оснащая автомобиль электролизером и топливным элементом для создания контура: водород, образующийся в результате электролиза воды, питает топливный элемент, который создает воду как побочный продукт, который можно использовать. возвращают в электролизер.
Toyota Mirai, автомобиль на топливных элементах. ЧАРЛИ ТРИБАЛЬО/AFP/Getty Images
Звучит просто. Проблема в том, что на обоих этапах вы теряете много энергии из-за потери тепла и других неэффективных действий. Это досадная истина термодинамики и причина, по которой никогда не будет возможно создать вечный двигатель, производящий свободную энергию.
По оценкам Липмана, самые лучшие сегодняшние электролизеры примерно на 75 процентов эффективны при расщеплении воды для создания водорода (это означает, что теряется около четверти энергии). Как только у вас есть водород, говорит он, топливный элемент в автомобиле примерно на 60 процентов эффективнее превращает его в полезную энергию, а это означает, что теряется еще 40 процентов энергии.
Другими словами, теоретически возможно построить автомобиль с водным двигателем с помощью этих двух шагов, но такая хитроумная штуковина будет тратить столько энергии, что будет совершенно непрактичной.
Автомобили на водной тяге, которые на протяжении многих лет поражали воображение многих, как правило, не так скучно реалистичны в отношении своих ограничений. Вместо этого они часто полагаются на какую-то плохо определенную или секретную технологию, которая позволяет изобретателю обходить законы физики и позволяет машине преодолевать огромные расстояния на относительно небольшом количестве воды.
Например, в 2007 году мужчина утверждал, что воздействие на соленую воду радиочастотным полем позволяет ей загореться. Несколькими годами ранее компания под названием Genesis World Energy привлекла миллионы долларов инвестиций для своей схемы, бросающей вызов законам термодинамики — по крайней мере, до тех пор, пока ее основатель не был заключен в тюрьму за мошенничество.
Самое известное из длинной череды заявлений об автомобилях с гидроприводом поступило от жителя Огайо по имени Стэнли Мейер. Начиная с 1970-х годов Мейер утверждал, что построил багги для езды по дюнам с водным двигателем. Говорят, что его конструкция разделяла воду на водород и кислород и использовала типичный двигатель внутреннего сгорания для сжигания водорода и восстановления водяного пара.
Детали были нечеткими, и как бы ни работала машина Мейера в теории, в реальном мире она нарушила бы законы физики. Незадолго до его смерти суд Огайо вынес решение против него по делу о мошенничестве, возбужденному некоторыми из его инвесторов.
Немецкий центр производства топливных элементов. Construction Photography/Avalon/Hulton Archive/Getty Images
Почему люди верят в автомобили с водным двигателем?
Миф об автомобиле на водной тяге привлекателен отчасти тем, что в нем есть доля правды. Существует, например, множество попыток сделать обычные двигатели внутреннего сгорания более эффективными или долговечными, используя воду или водород в качестве какой-либо добавки.
Вода используется в процессе производства водорода для водородных автомобилей, объясняет Липман. Около 98 процентов водорода, используемого американской промышленностью, создается в результате установленного промышленного процесса, называемого паровым риформингом метана, или SMR, в котором метан (один атом углерода и четыре атома водорода) обрабатывается водой в виде пара. В процессе образуется свободный водород с двуокисью углерода в качестве побочного продукта.
Может ли чистое разделение воды конкурировать с SMR? Липман говорит, что теоретически это возможно — если вы не начнете представлять себе весь процесс, происходящий внутри легкового автомобиля. Вместо этого представьте себе огромную солнечную ферму в солнечной Калифорнии, вырабатывающую дешевую солнечную энергию, которую она использует для питания электролизеров следующего поколения будущего, которые расщепляют воду на H и O более эффективно, чем мы можем сегодня. Этот водород может быть доставлен по трубопроводу на заправочные станции, где однажды он может стать конкурентоспособным по стоимости с бензином, особенно когда цена на заправке резко возрастет.
При таком раскладе, говорит он, мы окажемся в одном шаге от мечты об автомобиле на водной тяге. Но иметь всю эту установку в машине, чтобы заправить бак Дасани и уехать? Забудь это.
— Что вы каким-то образом собираетесь наливать воду в бензобак и производить водород на борту автомобиля с помощью бортового электролизера, а затем хранить водород и затем преобразовывать его обратно в электричество? Это не совсем то, что нужно», — говорит он.
Не очень загадочная смерть Стэнли Мейера
20 марта 1998 года Стэнли Мейер умер во время обеда в ресторане. Согласно официальному отчету коронера, его убила церебральная аневризма. Брат Стэнли, Стивен, рассказывает менее банальную историю. По его словам, Стэнли Мейер сделал глоток клюквенного сока, сильно заболел и произнес предсмертное заявление: «Они отравили меня».
Расследование не выявило таких доказательств, но родилась теория заговора. В Интернете ходили слухи, что Мейер был убит, чтобы подавить его чудо-технологию, превратив человека, который просто хотел спасти людей от высоких цен на бензин, вызванных 19Эмбарго и нехватка нефти 70-х годов превратились в мучеников для истинно верующих водного автомобиля — и вдохновение для пользователей TikTok, которые шепчутся о том, что вам лучше быть осторожным, если вы начинаете работать над водным автомобилем.
Возможно, такая паранойя не должна вызывать удивления, учитывая, что транспорт видел свою долю недобросовестных схем и гнусных уловок, которые были гораздо более основаны на фактах, от трамвайного заговора General Motors до бизнес-заговоров, раскрытых в Кто убил электрика Автомобиль?
Ничто из этого не делает водную машину менее фантастической. Но мечта Мейера о том, чтобы отказаться от внутреннего сгорания, сегодня еще более актуальна.
Правда об автомобилях на воде: Дневник механика
Команда разработчиков медиа-платформ
От стартапа, ловящего заголовки , до мастеров, публикующих планы, автомобили на воде в последнее время были повсюду в Интернете, не говоря уже о том, почтовый ящик.
Да, вы можете ездить на машине по воде. Все, что требуется для создания «гибрида, работающего на воде», — это установка простого, часто самодельного электролизера под капотом вашего автомобиля. Ключевым моментом является получение электроэнергии из электрической системы автомобиля для электролиза воды в газообразную смесь водорода и кислорода, которую часто называют газом Брауна, или HHO, или оксиводородом. Как правило, смесь находится в соотношении 2:1 атомов водорода к атомам кислорода. Затем он немедленно подается во впускной коллектор, чтобы заменить часть дорогого бензина, за который вы платили бешеные деньги в течение последних нескольких месяцев. Эти простые «наборы» увеличат вашу экономию топлива и уменьшат ваши счета и зависимость от иностранной нефти где-нибудь от 15 до 300 процентов.
Есть даже японская компания Genepax, демонстрирующая прототип, работающий только на воде. 13 июня агентство Reuters опубликовало отчет о прототипе, а также видео, которое теперь широко публикуется в блогах, на котором даже показана безобидная серая коробка в багажнике автомобиля Genepax, обеспечивающая всю мощность для движения автомобиля. Все, что вам нужно сделать, это добавить изредка бутылку Evian (или чая, или любой жидкости на водной основе), а затем ездить повсюду, даже не нуждаясь в бензине.
Что я обо всем этом думаю? Почему я не тестировал и не писал об этом материале? Это определенно изменит мир, каким мы его знаем… верно?
Мусор.
Единственное действительно определенное заявление, которое Genepax делает на своем веб-сайте, заключается в том, что его процесс спасет мир от глобального потепления. (Запрос на комментарий не был возвращен во время печати.) Их система водной энергии (WES), по-видимому, представляет собой не что иное, как топливный элемент, преобразующий водород и кислород обратно в электричество, которое используется для работы двигателя, который приводит в движение колеса. . Технология топливных элементов хорошо изучена и довольно эффективна при преобразовании водорода и кислорода в электричество и воду, и именно здесь мы пришли к этому, верно? За исключением того, что водород в первую очередь появился из воды — здесь что-то не сходится.
Вот в чем дело, народ: бесплатного обеда не бывает.
В воде есть энергия. Химически он заперт в атомных связях между атомами водорода и кислорода. Когда водород и кислород объединяются, будь то топливный элемент, двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде, или самодельный пикап с электролизером в кузове, остается энергия в виде тепла или электронов. Она преобразуется в механическую энергию поршнями и коленчатым валом или электрическими двигателями для движения автомобиля.
Проблема: Чтобы разделить атомы водорода и кислорода внутри электролизера, требуется столько же энергии, сколько и обратно, когда они рекомбинируют внутри топливного элемента. Законы термодинамики не изменились, несмотря на всю шумиху, которую вы читаете в каком-нибудь блоге или на новостном агрегаторе. Вычтите тепловые потери в двигателе, генераторе переменного тока и электролизере, и вы потеряете энергию, а не приобретете ее, и точка.
Но хватит о Genepax, который имеет отношение к моему основному тезису здесь, и к более распространенной теме в моей почте: HHO как средство увеличения экономии топлива обычных двигателей внутреннего сгорания.
Энтузиасты HHO — от гипермайлеров до обычных людей, отчаянно пытающихся сэкономить на заправке — предполагают, что водород изменяет способ сгорания бензина в камере сгорания, заставляя его сгорать более эффективно или быстрее. Хорошо, было несколько инженерных работ, в которых предполагалось, что следы водорода могут изменить характеристики сгорания в двигателях с расслоенным зарядом, работающих на сверхбедной смеси. Правильно управляемое обогащение H 2 , по-видимому, увеличивает скорость сгорания углеводородов в цилиндре, извлекая больше энергии. Тем не менее, эти исследования предполагают увеличение экономии топлива только на несколько процентных пунктов и не применимы, если только двигатель не работает слишком бедно для приличных выбросов. Это далеко от возмутительных заявлений о 300-процентном улучшении экономики, которые я вижу в Интернете и в своем почтовом ящике.
Нет никаких оснований полагать, что даже более скромные увеличения, заявленные в некоторых объявлениях, могут быть достигнуты с помощью обычного автомобильного двигателя с компьютерным управлением, работающего в режиме замкнутого цикла, то есть способности компьютера измерять выход кислорода из выхлоп двигателя в режиме реального времени и уменьшил соотношение топливо/воздух для больших миль на галлон и малых выбросов.