С чего начинались гибридные машины
Изобретатели, особенно изобретатели-любители, всегда уверены, что есть лучший путь. Один из лучших примеров этого мнения наиболее заметен в двигателях для автомобилей. В течение последней сотни лет огромное большинство движущихся по дорогам транспортных средств было оснащено двигателями внутреннего сгорания с тарельчатыми клапанами и поршнями, совершающими возвратно-поступательное движение. В течение всей этой сотни лет изобретатели предложили тысячи альтернативных концепций, начиная от новых форм клапанного механизма и заканчивая двигателями внутреннего сгорания, без поршней и шатунов, газовыми турбинами, и двигателями с внешним сгоранием (типа паровых двигателей).
Не забывали, конечно, и электрический автомобиль. Большинство этих идей никогда не покидало чертежную доску. Некоторые из идей были поддержаны восторженными спонсорами, другие, имевшие лучшее качество, безвозвратно канули в Лету.
Паровые и электрические автомобили были хороши для начала столетия, но, в конечном счете, не могли предложить надежность и удобство эксплуатации, которые имели их конкуренты. На небольшое количество экспериментальных автомобилей-прототипов устанавливались газотурбинные двигатели. Возможно, ближе всех к реальному успеху из «новых концепций» подошел роторный двигатель Ванкеля, который достиг серийного производства в 60-х годах. Тем не менее все эти альтернативные варианты не сумели вытеснить двигатель, который мы так хорошо знаем, и мы должны спросить себя, почему это произошло?
Работа любого двигателя, используемого для привода в движение транспортного средства, довольно проста. Он должен использовать запасенную энергию и переводить ее в механическую работу. Энергия может быть накоплена разными способами: в виде электричества в батареях, в виде воздуха, сжатого в цилиндрах, скрученных резиновых ремней, но одна из главных причин успеха двигателя внутреннего сгорания — то, что это самая легкая и простая форма хранения энергии. Достаточно иметь бак с топливом и переводить его химическую энергию в механическую путем сгорания. Сейчас множество таких видов топлива доступно в жидкой форме, которая удобна для транспортировки и заправки в индивидуальные транспортные средства. Основные из них — бензин и дизельное топливо, хотя имеются и другие варианты.
Если вы используете двигатель, который работает на принципе сгорания топлива, то вы нуждаетесь в достаточном количестве воздуха, чтобы обеспечить требуемое для сгорания (и значительное) количество кислорода. Итак, задачей двигателя становится доставка воздуха, смешивание его с топливом, воспламенение смеси, преобразование полученного давления в механическое движение и, наконец, удаление продуктов сгорания. Если двигатель делает это эффективно — преобразовывает максимум возможной химической энергии в механическую работу — чем легче, проще, дешевле это происходит, тем лучше. Это то, на чем спотыкается большинство изобретателей: они так сильно хотят исправить некоторые специфические недостатки существующих двигателей (как они себе их представляют), что в результате производят что-нибудь более тяжелое, менее удобное, более дорогое и, как правило, менее эффективное.
Сегодня мы находимся на пороге нового века, и можно с уверенностью сказать, что мы увидим, как двигатель внутреннего сгорания заменит топливные элементы и электрический мотор. Топливный элемент преобразовывает запасенную химическую энергию водорода и, используя кислород, полученный из воздуха, преобразовывает ее непосредственно в электроэнергию, причем в качестве единственного побочного продукта этого процесса выделяется вода. Топливный элемент достаточно важен. На данном этапе необходимо отметить, что сам по себе топливный элемент не двигатель. Необходим топливный элемент плюс электрический мотор для того, чтобы обеспечить то, что обеспечивает поршень в двигателе — преобразование химической энергии в механическую энергию движения.
Оставить комментарий или два