IMG Investor Dnes Bloombergtv Bulgaria On Air Gol Tialoto Az-jenata Teenproblem Automedia Imoti.net Rabota Az-deteto Blog Start Snimka Posoka Boec

Какво се случи с адиабатните двигатели?

Тази технология от 50-те обещаваше да спаси и планетата, и автомобилите. После я забравихме

Още през 50-те години една относително проста технология обещаваше да ни даде двигатели с вътрешно горене с драматично понижен разход, но увеличена мощност. Тези двигатели се наричаха "адиабатни". Няколкото опита да се построят на практика дадоха много окуражителни резултати. Защо тогава технологията и досега не се е наложила? Жертва на петролните лобита ли е, или на непреодолими практически пречки? Тази статия ще се опита да даде отговора.


адиабатен двигател

Адиабатен двигател, разработен за нуждите на американската армия

ПРЕДИ ВСИЧКО, ЗА ДА РАЗБЕРЕТЕ какво е адиабатният двигател, трябва да свикнете с една мисъл: сегашният мотор в колата ви никак не струва.
Разбира се, той може да е V8 с няколкостотин коня и най-приятния звук на света. Но това не променя факта, че класическият двигател с вътрешно горене е крайно неефективен.
Неговата единствената задача е да превръща бензина (или дизела) в механична енергия, като го изгаря. Има още няколко междинни стъпки и компонента в процеса, но най-общо нещата опират дотам: горивото изгаря и произведената от това топлина задвижва колелата.

ПРОБЛЕМЪТ Е, ЧЕ ГОЛЯМАТА ЧАСТ от тази топлина се губи по пътя. Най-масовите двигатели по българските пътища днес имат топлинна ефективност от порядъка на едва 20-30%. Това означава, че поне две трети от енергията, за която сте платили на бензиностанцията, просто се изпарява.
В този момент на сцената излиза адиабатният двигател. Още през 1975 американската армия построи такъв, при който топлинната ефективност бе 48%. Други ранни експериментатори говореха дори за над 50%. Звучи като идеалното решение, което да спаси едновременно и планетата, и личния автомобил с ДВГ.


адиабатен двигател, Смоуки Юник

Чрез своя "революционен" двигател Смоуки Юник успява да измъкне 250 коня от този скромен Pontiac Fiero (вместо обичайните 105)


"АДИАБАТЕН" ПРОЦЕС е всеки, при който никаква топлина не постъпва или не напуска конкретната термодинамична система. Адиабатен двигател е този, в който топлината е затворена и не се губи. Тъкмо обратното на класическите автомобили с ДВГ, при което поне една трета от двигателния отсек е посветена на охлаждането и отвеждането на излишната топлина.
Огромното предимство е, че съхранената вътре в системата топлина може да се използва, за да изпарява бензина.


адиабатен двигател, Смоуки Юник

Юник на корицата на списание Hot Rod

ОТ ИКОНОМИЧЕСКА И ПРАКТИЧЕСКА гледна точка е най-удобно горивата да се съхраняват и продават в течна форма. Но течният бензин се възпламенява трудно (а течният дизел - още повече). Онова, което всъщност се запалва, са неговите пáри.
В модерните двигатели с директно впръскване инжекторите разбиват бензина на възможно най-миниатюрните капчици, защото това улеснява изпарението - и оттам възпламеняването. Но още по-добър начин да се улесни изпарението е чрез по-висока температура. Има само една пречка: масовите ДВГ не могат да работят при температури над 120 градуса по Целзий.


адиабатен двигател

Модифицираният от Юник двигател


ТЪКМО ТОЗИ ПРОБЛЕМ спира развитието на адиабатните двигатели през 50-те. Но в края на 70-те, когато петролната криза фокусира всички умове върху понижаването на разхода, много изобретатели се връщат към идеята. Хора като нашумелия състезател от NASCAR Ралф Мууди или hot-rod майстора Хенри "Смоуки" Юник представят работещи варианти на топлинно капсулован двигател. Юник се хвали, че от нищо и никакъв четирицилиндров мотор е извлякъл 250 коня и среден разход около 4 литра на сто - истинска сензация за онази епоха. Сериозно модифициран по същата технология Opel дава под 1 на сто разход.

НЯКОИ ИЗДАНИЯ ПРОВЪЗГЛАСЯВАТ това за бъдещето на автомобила. Но прототипите на Юник и останалите страдат от чести дефекти, защото трудно понасят топлинните натоварвания.
За сметка на това обаче идеята се харесва на американската армия. Там разходът не е кой знае колко важно съображение - но пък адиабатният двигател обещава да елиминира проблемите с охлаждането, а по статистика на Пентагона над 60% от повредите при армейските машини идват тъкмо от него.

адиабатен двигател

Страница от патентната заявка на Хенри Юник


TACOM, КОМАНДВАНЕТО на бронетанковите войски, възлага на производителя на двигатели Cummins да модифицира своя 14-литров шестцилиндров NHC 250 мотор така, че да функционира като адиабатна система. Буталата, главите, клапаните и други компоненти са изработени от металокерамика, издържаща до почти 1100 градуса по Целзий.
През 1981 готовият двигател е монтиран в 5-тонен армейски камион и тестван в продължение на около 16 000 км. Агрегатът работи безукорно и дава разход с 38% под този на камион с обикновен ДВГ. Топлинната му ефективност е 48%.
После TACOM разработва и адиабатен V8 турбо с мощност 750 коня, като прогнозира, че при пълна подмяна на компонентите с керамични мощността може да се покачи до 1500 коня, а триенето да се намали дотолкова, че агрегатът да не се нуждае изобщо от смазочно масло.


адиабатен двигател

Петтоният армейски камион с адиабатен двигател дава с 38% по-нисък среден разход от нормалната версия


ЗАЩО ТОГАВА НИЩО НЕ СЕ СЛУЧВА? Според повечето анализатори обяснението е просто: преминаването към адиабатни двигатели не е икономически рентабилно. За автомобилните производители то би означавало огромни разходи за пълно преустройство на поточните линии. В началото на 80-те вече няма и кой знае колко сериозен натиск за по-икономични двигатели. Вместо да прибягват към революции, за компаниите от сектора е по-лесно да я карат, както преди, да си прибират печалбите и постепенно да усъвършенстват наложилата се на пазара технология. Колкото до последното, то е неоспорим факт. Съвременните двигатели с директно впръскване са значително по-ефективни от старите с карбуратор от времето на Смоуки Юник. В наши дни е нещо съвсем обичайно четирициндров мотор да разполага с 250 коня, че и доста повече. А още през 2014 Toyota се похвали с двигател с топлинна ефективност 38%. Дружеството на автомобилните инженери (SAE) има работещи прототипи с над 50%.
Теоретичните предимства на адиабатния двигател си остават неоспорими. Но дали някога ще стигнем до ситуация, в която масовото му налагане да си струва усилията? На това за момента е невъзможно да се отговори.

 

0 от 500
  • #11
    4 rate up comment 0 rate down comment
    до: Михаил ( преди 2 месеца )
    Така, като ти чета глупостите, които си написал, от теб по-голям Бай Ганьо тук не виждам. Заради подобни на теб примитиви сме на това положение...
  • #10
    8 rate up comment 1 rate down comment
    анонимен ( преди 2 месеца )
    Михаилчо, няма нужда да говориш за себе си! Добре си се описал, но ние си те знаем! Благодаря все пак, че от време на време напомняш за себе си, за да се знае, че и такава подвижна биологична маса съществува. Хайде остави злобата, изтрий пяната от устата си и коментирай статията, ако можеш, а не участниците във форума! И да ти кажа само, че това, което съм написал се учи по Технология на металите във всеки ТУ 1-ва г., а 2-рата имаш Конструкции, допуски и сглобки и лесно се навързват нещата.
  • #9
    4 rate up comment 10 rate down comment
    Михаил ( преди 2 месеца )
    номер 8, анонимен разбира се е типичния български бай ганьо. Разбира от всичко и има мнение винаги. Изобщо не прави сметка, че е просто биомаса, повърната на тази територия. Живей си в кочинката анонимен, там е удобно, топло и има ракия. Макар и каменарка.
  • #8
    8 rate up comment 2 rate down comment
    анонимен ( преди 2 месеца )
    Търси се някаква конспирация с тези двигатели или сензация, но такива няма. Чисто и просто разширенията, които се получават в частите на двигателя от високата температура спират развитието му. Може да се изработи от метали с малки разширения, но пък тези метали са много скъпи и правят изделието непродаваемо. Това са основните причина този мотор да остане в небитието. Като идея е добър, но на практика не се получава.
  • #7
    8 rate up comment 13 rate down comment
    Психо атомик ( преди 2 месеца )
    Атомен двигател му е мяката атомът е навсякъде в Балистични ракети в Подводници в Аец.Всички трябва да коленичите пред атома :D
  • #6
    19 rate up comment 1 rate down comment
    анонимен ( преди 2 месеца )
    За електродвигателите е вярно, че са по-прости и далеч по-ефективни. Но тъкмо в батериите е непреодолимият засега проблем.
  • #5
    19 rate up comment 2 rate down comment
    GTE ( преди 2 месеца )
    Безспорен факт е, че електродвигателите са много по-опростени от което и да е ДВГ в едно със скоростната кутия. Ако се разработи технологията за батериите, така че да позволяват пробег от 1500 км, горивата ще останат само за корабите. Също така е възможно да се изобретят малки горивни електрогенератори, които да дозареждат батериите в случай на крайна необходимост.
  • #4
    8 rate up comment 1 rate down comment
    До 2 ( преди 2 месеца )
    Точно така, колега, затова и са напъните да се направи с минимално тр..иене и без нужда от масло, защото и маслото иначе влияе на топлообмена при циркулацията си
  • #3
    13 rate up comment 0 rate down comment
    анонимен ( преди 2 месеца )
    Работи си като нормален ДВГ. Но вместо да се поддържа ниска температура чрез охлаждане, работи при 1000 градуса. От високата температура горивото се възпламенява лесно, не му трябват нито свещи като при бензина, нито висока компресия като при дизела. Пак по тая причина горивото изгаря много по-пълно е и ефикасно. Не знам обаче такъв мотор как би покрил съвременните екологични изисквания - колкото по-висока е температурата, толкова повече са емисиите на азотни и летливи органични съединения
  • #2
    11 rate up comment 0 rate down comment
    анонимен ( преди 2 месеца )
    за да стане адиабатен, трябва на практика да се изравни температурата в цилиндъра с температурата на стената му. Това е проблем, защото температурата не е еднаква по цялата дължина на цилиндъра, а и се губи топлина от работата на клапаните и пр. Напълно адиабатен двигател - тоест който не губи никаква топлина, едва ли е възможен. Но във варианта на Къминс стените са изработени от стъклокерамика и понасят спокойно температури в интервала 700-1200 градуса.