Выброс ЧИЩЕ ВОЗДУХА
Выброс ЧИЩЕ ВОЗДУХА
ТЕХНИКА
/Свежайшие ИДЕИ
Выброс ЧИЩЕ ВОЗДУХА
Кандидатура Классическому МОТОРУ
ТЕКСТ / АНАТОЛИЙ СУХОВ
Почему конкретно этот человек зажегся мыслью, которая уже 10-ки лет витала в воздухе и даже воплощалась в опытнейших образчиках? Сыграл ли роль опыт работы в авиации, где многие исполнительные механизмы - "компрессоры напротив": поршневые моторчики, работающие от сжатого воздуха? Либо, уже будучи конструктором моторов формулы 1 и следя, как воздушная турбина раскручивает при пуске движок гоночного болида, он задумался о том, сколько энергии заключено в баллоне со сжатым воздухом? Ведь дизельные монстры танков и тепловозов запускают, подавая в цилиндры воздух. А что если пусковой режим перевоплотить в рабочий?
Увлеченный этой мыслью, Ги Негр в 1991 году покидает формулу 1, берет патент на изобретение и с группой единомышленников на основанной ими фирме MDI (Motor Development International) делает первую действующую модель гибридного мотора, способного работать на сжатом воздухе, бензине, газе либо дизельном горючем. Как он устроен?
Ги Негр решил отрешиться от традиционной схемы, где все процессы - сжатие, воспламенение консистенции и рабочий ход - происходят в одном цилиндре. В новеньком моторе их два, при этом различного поперечника (один объемом 270 смз, другой - 755 смз). Цилиндры соединены каналами со сферической камерой объемом 20 смз.
При работе мотора на бензине в малом цилиндре происходят всасывание и сжатие горючей консистенции, которая потом выталкивается в камеру сгорания. Там она поджигается искровым разрядом и сгорает при неизменном объеме (оба клапана камеры закрыты). Потом раскрывается клапан, ведущий в цилиндр расширения (большой).
У таковой схемы ряд преимуществ. Фаза сгорания разделена от расширения и намного продолжительнее, чем в обыкновенном движке, потому новый мотор может работать на максимально обедненных, медлительно пылающих консистенциях, ему не нужен глушитель, а токсичность выхлопа сравнима с обыденным городским воздухом.
При работе на сжатом воздухе процессы в движке фактически не меняются (см. пояснения к схеме рабочего цикла).
Подопытным автомобилем избрали небольшой "Ситроен-АХ". На скоростях до 60 км/ч, когда надобная мощность не превосходит 10 л. с., мотор работает на воздухе, выше 60 - автоматом перебегает на бензин (наибольшая мощность - 70 л. с. при 7000 об/мин). Расход бензина на шоссе - наименее 3 л/100 км - практически сенсация. Объем воздушного резервуара на первых порах был невелик - всего 15 л, но даже этого хватало на час городской езды. Казалось, цель достигнута...
Но Ги Негр принялся за новый движок и... новый автомобиль. Заглавие ТОР (Taxi Zero (O) Pollution) - "такси с нулевым загрязнением" отражает концепцию: в этой машине не будет бензиновой подпитки, только сжатый воздух. Еще в проекте автомобиль вызвал большой энтузиазм не только лишь у профессионалов, да и у власть предержащих. Так, в Мексике парламентская комиссия по транПодвескау заинтересовалась разработками французских инженеров, и после посещения мексиканцами в 1997 году завода в Бриньоле был подписан договор о постепенной подмене всех 87 тыщ такси Мехико, самой загазованной столицы в мире, машинами с незапятнанным "выдохом". Собирать "ТОР-модели" будут на месте - французы построят за океаном завод под ключ.
Предвидим возражения: мол, для того, чтоб закачать в баллоны воздух, нужна энергия, а электростанции - тоже источники загрязнений. Создатели проекта посчитали конечный КПД в цепочке "нефтеперегонный завод-автомобиль" для бензинового, электронного и "воздушного" автомобиля: 9,4, 13,2 и 20% соответственно - "воздушник" лидирует с приметным отрывом.
Новый мотор почти во всем повторил уже обкатанный гибридный. Но сейчас поршни стали подольше "зависать" в мертвых точках (80% времени) благодаря особенным проскальзывающим муфтам на коленчатом валу. В цилиндр засасывается не внешний воздух, а часть выхлопа. Нет систем зажигания, впрыска горючего, бензобака. Зато под днищем аккуратненько расположились четыре карбоновых (практически невесомых!) 50-литровых резервуара для сжатого воздуха. Его припаса (200 л при 200 атм) хватает на 500 км при скорости 40 км/ч либо на 100 км при 90 км/ч (см. график). При торможении энергия рекуперируется - компрессор высочайшего давления закачивает внешний воздух назад в баллоны. "Заправлять" автомобиль можно 2-мя методами. От воздушной магистрали высочайшего давления - 2-3 минутки (по западным ценам всего за полтора бакса) либо от электросети: тот же компрессор накачает баллоны за 4 часа - резвее, чем заряжается электромобиль.
Автомобиль проектировали сходу в 4 вариантах: пятиместное такси, пикап, фургон и шестиместный универсал. Кузова - стеклопластиковые, потому масса машин в оснащенном состоянии всего 650-700 кг. Водительская дверь распашная, пассажирская - сдвижная. Невзирая на маленькие габариты автомобиля - 3,84 м в длину и 1,72 м - в ширину, в салоне свободно располагаются 6 человек, двое (включая водителя) - впереди, трое - сзади и один - с боковой стороны, напротив двери. Таким макаром, каждый пассажир может свободно выйти, не мешая остальным и практически не пригибаясь: пол у машины тонкий, а высота сравнима с мини-вэном - 1,75 м. В такси место рядом с водителем отдано под широкую нишу для багажа. Пассажирский салон разделен прозрачной перегородкой. Благодаря "дармовому" холоду от расширения воздуха все машины обустроены кондюком, а вот отопитель пригодится автономный. Кстати, Ги Негр утверждает, что в Рф заморочек с эксплуатацией машины не будет: движок работает на разнице давлений (200 атмосфер в баллон можно закачать и в жару и в мороз), а чтоб конденсат не леденел в магистралях, устанавливают влагоотделитель.
На данный момент ТОР проходят омологацию, и с 2001 года должны показаться в продаже, при этом по всему миру: уже продано 19 заводов мощностью 2000 автомобилей в год каждый - в Австралию, Новейшую Зеландию, Южную Африку, Мексику, Испанию, Францию, Швейцарию. Планируемая отпускная стоимость "воздушников" - около 10 000 баксов.
Не следует, но, торопиться с выводом о "закате карьеры" обычного ДВС. Вспомним: три четверти века он крепил свои позиции, вытесняя другие конструкции - чему почти во всем содействовала дешевизна и доступность нефтяного горючего. Зато последние лет 20 5 внимание инженеров (не говоря об экологах) сосредоточилось на недочетах традиционных термических движков и поисках других технических решений. Движок Ги Негра - только одно из их; получится ли создателям "раскрутить" его в осязаемых масштабах, мы, нужно считать, узнаем в наиблежайшие год-два. И тогда станет ясна практическая ценность изобретения.
TOP-TAXI ZERO ...
ОБЩИЕ ДАННЫЕ: число мест - 6/5 (универсал/такси), 1+1 (пикап), 1+1 (фургон); оснащенная масса - 700 кг (такси, универсал), 675 кг (фургон), 650 кг (пикап); грузоподъемность - 500 кг (для всех моделей); наибольшая скорость - 110 км/ч; время разгона с места до 100 км/ч - 11,5 (9,7) с; расход горючего в условном пригородном (городском) циклах - 5,9 (6,7); 9,6 (12,0) л/100 км; припас хода (при 60 км/ч) - 240 км. РАЗМЕРЫ, мм: длина - 3840; ширина - 1720; высота - 1750; база - 2915; колея впереди/сзади - 1460/1420; радиус поворота - 5,0 м. Движок: с электрическим впрыском сжатого воздуха, двухцилиндровый, размещен сзади; рабочий объем - 1200 смз; мощность - 18,3 кВт/25 л. с. при 3500 об/мин; наибольший вращающий момент - 61,7 Н.м/6,3 кгс.м при 1500-2500 об/мин. Электрическое оборудование: 12 В. ТОРМОЗА: дисковые впереди и сзади. Рулевое: реечное. РАЗМЕР ШИН: 145/70R13.
УСТРОЙСТВО И РАБОЧИЙ ЦИКЛ ГИБРИДНОГО Мотора
1 - цилиндр расширения (большой); 2 - поршень огромного цилиндра; 3 - выпускной канал; 4 - клапаны; 5 - баллон со сжатым воздухом; 6 - воздушная форсунка; 7 - камера сгорания; 8 - свеча зажигания; 9 - топливная форсунка; 10 - впускной канал; 11 - цилиндр всасывания и сжатия (малый); 12 - поршень малого цилиндра.
а - поршень в малом цилиндре опускается вниз, засасывая внешний воздух (при работе на бензине - горючую смесь), сразу раскрывается выпускной клапан в камере сгорания, выпуская воздух от предшествующего такта в большой цилиндр.
б - поршень в малом цилиндре сжимает воздух либо - при работе на бензине - горючую смесь (впускной клапан цилиндра закрыт, впускной клапан камеры сгорания открыт). В конце такта сжатия давление подымается до 21 бар, температура - до 400°С. В большенном цилиндре происходит рабочий ход.
в - в камеру сгорания подается сжатый воздух под давлением 40-50 бар (либо поджигается горючая смесь), в это время в большенном цилиндре - такт выпуска.
"Воздушный" мотор.
Под днищем - углепластиковые баллоны со сжатым воздухом.
Этот пикап увезет полтонны.
Снутри - много места.
Наружняя высокоскоростная черта мотора.
График нужной мощности зависимо от скорости автомобиля и пробега меж заправками.
ТЕХНИКА
/Свежайшие ИДЕИ
Выброс ЧИЩЕ ВОЗДУХА
Кандидатура Классическому МОТОРУ
ТЕКСТ / АНАТОЛИЙ СУХОВ
Почему конкретно этот человек зажегся мыслью, которая уже 10-ки лет витала в воздухе и даже воплощалась в опытнейших образчиках? Сыграл ли роль опыт работы в авиации, где многие исполнительные механизмы - "компрессоры напротив": поршневые моторчики, работающие от сжатого воздуха? Либо, уже будучи конструктором моторов формулы 1 и следя, как воздушная турбина раскручивает при пуске движок гоночного болида, он задумался о том, сколько энергии заключено в баллоне со сжатым воздухом? Ведь дизельные монстры танков и тепловозов запускают, подавая в цилиндры воздух. А что если пусковой режим перевоплотить в рабочий?
Увлеченный этой мыслью, Ги Негр в 1991 году покидает формулу 1, берет патент на изобретение и с группой единомышленников на основанной ими фирме MDI (Motor Development International) делает первую действующую модель гибридного мотора, способного работать на сжатом воздухе, бензине, газе либо дизельном горючем. Как он устроен?
Ги Негр решил отрешиться от традиционной схемы, где все процессы - сжатие, воспламенение консистенции и рабочий ход - происходят в одном цилиндре. В новеньком моторе их два, при этом различного поперечника (один объемом 270 смз, другой - 755 смз). Цилиндры соединены каналами со сферической камерой объемом 20 смз.
При работе мотора на бензине в малом цилиндре происходят всасывание и сжатие горючей консистенции, которая потом выталкивается в камеру сгорания. Там она поджигается искровым разрядом и сгорает при неизменном объеме (оба клапана камеры закрыты). Потом раскрывается клапан, ведущий в цилиндр расширения (большой).
У таковой схемы ряд преимуществ. Фаза сгорания разделена от расширения и намного продолжительнее, чем в обыкновенном движке, потому новый мотор может работать на максимально обедненных, медлительно пылающих консистенциях, ему не нужен глушитель, а токсичность выхлопа сравнима с обыденным городским воздухом.
При работе на сжатом воздухе процессы в движке фактически не меняются (см. пояснения к схеме рабочего цикла).
Подопытным автомобилем избрали небольшой "Ситроен-АХ". На скоростях до 60 км/ч, когда надобная мощность не превосходит 10 л. с., мотор работает на воздухе, выше 60 - автоматом перебегает на бензин (наибольшая мощность - 70 л. с. при 7000 об/мин). Расход бензина на шоссе - наименее 3 л/100 км - практически сенсация. Объем воздушного резервуара на первых порах был невелик - всего 15 л, но даже этого хватало на час городской езды. Казалось, цель достигнута...
Но Ги Негр принялся за новый движок и... новый автомобиль. Заглавие ТОР (Taxi Zero (O) Pollution) - "такси с нулевым загрязнением" отражает концепцию: в этой машине не будет бензиновой подпитки, только сжатый воздух. Еще в проекте автомобиль вызвал большой энтузиазм не только лишь у профессионалов, да и у власть предержащих. Так, в Мексике парламентская комиссия по транПодвескау заинтересовалась разработками французских инженеров, и после посещения мексиканцами в 1997 году завода в Бриньоле был подписан договор о постепенной подмене всех 87 тыщ такси Мехико, самой загазованной столицы в мире, машинами с незапятнанным "выдохом". Собирать "ТОР-модели" будут на месте - французы построят за океаном завод под ключ.
Предвидим возражения: мол, для того, чтоб закачать в баллоны воздух, нужна энергия, а электростанции - тоже источники загрязнений. Создатели проекта посчитали конечный КПД в цепочке "нефтеперегонный завод-автомобиль" для бензинового, электронного и "воздушного" автомобиля: 9,4, 13,2 и 20% соответственно - "воздушник" лидирует с приметным отрывом.
Новый мотор почти во всем повторил уже обкатанный гибридный. Но сейчас поршни стали подольше "зависать" в мертвых точках (80% времени) благодаря особенным проскальзывающим муфтам на коленчатом валу. В цилиндр засасывается не внешний воздух, а часть выхлопа. Нет систем зажигания, впрыска горючего, бензобака. Зато под днищем аккуратненько расположились четыре карбоновых (практически невесомых!) 50-литровых резервуара для сжатого воздуха. Его припаса (200 л при 200 атм) хватает на 500 км при скорости 40 км/ч либо на 100 км при 90 км/ч (см. график). При торможении энергия рекуперируется - компрессор высочайшего давления закачивает внешний воздух назад в баллоны. "Заправлять" автомобиль можно 2-мя методами. От воздушной магистрали высочайшего давления - 2-3 минутки (по западным ценам всего за полтора бакса) либо от электросети: тот же компрессор накачает баллоны за 4 часа - резвее, чем заряжается электромобиль.
Автомобиль проектировали сходу в 4 вариантах: пятиместное такси, пикап, фургон и шестиместный универсал. Кузова - стеклопластиковые, потому масса машин в оснащенном состоянии всего 650-700 кг. Водительская дверь распашная, пассажирская - сдвижная. Невзирая на маленькие габариты автомобиля - 3,84 м в длину и 1,72 м - в ширину, в салоне свободно располагаются 6 человек, двое (включая водителя) - впереди, трое - сзади и один - с боковой стороны, напротив двери. Таким макаром, каждый пассажир может свободно выйти, не мешая остальным и практически не пригибаясь: пол у машины тонкий, а высота сравнима с мини-вэном - 1,75 м. В такси место рядом с водителем отдано под широкую нишу для багажа. Пассажирский салон разделен прозрачной перегородкой. Благодаря "дармовому" холоду от расширения воздуха все машины обустроены кондюком, а вот отопитель пригодится автономный. Кстати, Ги Негр утверждает, что в Рф заморочек с эксплуатацией машины не будет: движок работает на разнице давлений (200 атмосфер в баллон можно закачать и в жару и в мороз), а чтоб конденсат не леденел в магистралях, устанавливают влагоотделитель.
На данный момент ТОР проходят омологацию, и с 2001 года должны показаться в продаже, при этом по всему миру: уже продано 19 заводов мощностью 2000 автомобилей в год каждый - в Австралию, Новейшую Зеландию, Южную Африку, Мексику, Испанию, Францию, Швейцарию. Планируемая отпускная стоимость "воздушников" - около 10 000 баксов.
Не следует, но, торопиться с выводом о "закате карьеры" обычного ДВС. Вспомним: три четверти века он крепил свои позиции, вытесняя другие конструкции - чему почти во всем содействовала дешевизна и доступность нефтяного горючего. Зато последние лет 20 5 внимание инженеров (не говоря об экологах) сосредоточилось на недочетах традиционных термических движков и поисках других технических решений. Движок Ги Негра - только одно из их; получится ли создателям "раскрутить" его в осязаемых масштабах, мы, нужно считать, узнаем в наиблежайшие год-два. И тогда станет ясна практическая ценность изобретения.
TOP-TAXI ZERO ...
ОБЩИЕ ДАННЫЕ: число мест - 6/5 (универсал/такси), 1+1 (пикап), 1+1 (фургон); оснащенная масса - 700 кг (такси, универсал), 675 кг (фургон), 650 кг (пикап); грузоподъемность - 500 кг (для всех моделей); наибольшая скорость - 110 км/ч; время разгона с места до 100 км/ч - 11,5 (9,7) с; расход горючего в условном пригородном (городском) циклах - 5,9 (6,7); 9,6 (12,0) л/100 км; припас хода (при 60 км/ч) - 240 км. РАЗМЕРЫ, мм: длина - 3840; ширина - 1720; высота - 1750; база - 2915; колея впереди/сзади - 1460/1420; радиус поворота - 5,0 м. Движок: с электрическим впрыском сжатого воздуха, двухцилиндровый, размещен сзади; рабочий объем - 1200 смз; мощность - 18,3 кВт/25 л. с. при 3500 об/мин; наибольший вращающий момент - 61,7 Н.м/6,3 кгс.м при 1500-2500 об/мин. Электрическое оборудование: 12 В. ТОРМОЗА: дисковые впереди и сзади. Рулевое: реечное. РАЗМЕР ШИН: 145/70R13.
УСТРОЙСТВО И РАБОЧИЙ ЦИКЛ ГИБРИДНОГО Мотора
1 - цилиндр расширения (большой); 2 - поршень огромного цилиндра; 3 - выпускной канал; 4 - клапаны; 5 - баллон со сжатым воздухом; 6 - воздушная форсунка; 7 - камера сгорания; 8 - свеча зажигания; 9 - топливная форсунка; 10 - впускной канал; 11 - цилиндр всасывания и сжатия (малый); 12 - поршень малого цилиндра.
а - поршень в малом цилиндре опускается вниз, засасывая внешний воздух (при работе на бензине - горючую смесь), сразу раскрывается выпускной клапан в камере сгорания, выпуская воздух от предшествующего такта в большой цилиндр.
б - поршень в малом цилиндре сжимает воздух либо - при работе на бензине - горючую смесь (впускной клапан цилиндра закрыт, впускной клапан камеры сгорания открыт). В конце такта сжатия давление подымается до 21 бар, температура - до 400°С. В большенном цилиндре происходит рабочий ход.
в - в камеру сгорания подается сжатый воздух под давлением 40-50 бар (либо поджигается горючая смесь), в это время в большенном цилиндре - такт выпуска.
"Воздушный" мотор.
Под днищем - углепластиковые баллоны со сжатым воздухом.
Этот пикап увезет полтонны.
Снутри - много места.
Наружняя высокоскоростная черта мотора.
График нужной мощности зависимо от скорости автомобиля и пробега меж заправками.