Как соединить воду с бензином

Просто добавь воды. Маленькая добавка H₂О повышает мощность ДВС и экономит топливо

Фото: Bosch

Может быть, двигатели внутреннего сгорания доживают последние десятилетия, но производители не сдаются. Они выжимают максимум из этой технологии, оптимизируя конструкцию двигателя для повышения эффективности и экономичности. Недавно сообщалось об инновации Nissan, которая изобрела ДВС с изменяемой степенью сжатия. Теперь о своих достижениях поведала Bosch. Немецкая фирма представила систему водяного впрыска WaterBoost для простой модификации существующих ДВС.

Даже самый продвинутый двигатель внутреннего сгорания впустую тратит примерно пятую часть топлива. Например, оно расходуется на систему охлаждения двигателя. В современных двигателях немного дополнительного топлива впрыскивается в камеру сгорания не для сгорания, а для испарения со стенок, за счёт чего происходит охлаждение двигателя.

Bosch предлагает модифицировать систему впрыска топлива: использовать воду вместо бензина при охлаждении камеры. То есть суть технологии WaterBoost заключается в том, что на больших оборотах в двигателе задействуется водяная помпа, которая впрыскивает в камеру сгорания немного воды незадолго до поджига топливной смеси.

Требуется совсем немного воды: на 100 км уходит несколько сотен миллилитров. Поэтому маленький бачок с водой потребуется заливать дистиллированной водой каждые несколько тысяч километров, что для большинства водителей не станет накладным. Это даже приятно: заливая воду, ты знаешь, что эта вода будет использоваться вместо бензина (при охлаждении).

Да и если вода в бачке кончится, тоже ничего страшного, разве что немного снизится крутящий момент и на несколько процентов вырастет потребление топлива.

Как показали опыты Bosch, такая простая модификация может на несколько процентов снизить потребление топлива (до 13%) без потери мощности и крутящего момента. Экономия возможна в моменты перегрева двигателя на самых высоких оборотах: например, при резком ускорении или движении по шоссе с высокой скоростью.

Кроме того что это экономит бензин, так испарение воды ещё и лучше охлаждает двигатель, чем испарение бензина.

Как дополнительный бонус к экономии топлива — на 4% снижаются выбросы CO₂, так что двигателю будет легче пройти проверку на соблюдение жёстких экологических нормативов, которые предъявляются к современным бензиновым двигателям.

Наиболее эффективным внедрение водяного впрыска будет для компактных трёх- и четырёхцилиндровых двигателей. Другими словами, именно для тех двигателей, которые используются в самых популярных современных автомобилях среднего размера.

Но это ещё не всё. Кроме экономии топлива, WaterBoost может добавить до 5% мощности двигателям с турбонаддувом. Дело в том, что добавка воды насыщает кислородом нагнетаемый воздух от турбины и увеличивает скорость горения смеси, позволяя оптимизировать угол опережения зажигания — угол поворота кривошипа от момента, при котором на свечу зажигания начинает подаваться напряжение для пробоя искрового промежутка до занятия поршнем верхней мёртвой точки.

Идея опережения зажигания в том, чтобы поджигать горючую смесь заранее, до достижения поршнем верхней мёртвой точки. При правильном выборе момента зажигания, давление газов достигает максимальной величины примерно через 10-12 градусов поворота коленчатого вала после прохода поршнем верхней мертвой точки.

Изменив угол опережения зажигания и подкрутив настройки тайминга поджигания, инженеры могут выжать ещё чуток мощности даже из мощных двигателей с турбонаддвуом, даже на спорткарах.

Первым автомобилем, в котором внедрят технологию водяного впрыска WaterBoost, станет BMW M4 GTS с шестицилиндровым турбодвижком.

BMW M4 GTS. Фото: BMW Group

Про внедрение WaterBoost в автомобилях средней ценовой категории информации пока нет.

У компании Bosch есть большой опыт в автомобильной промышленности. Именно Bosch в 1887 году изобрела безопасную систему детонации воздушно-топливной смеси ДВС от магнето. Такая система зажигания используется в автомобилях до сих пор. До этого изобретения смесь в ДВС поджигали через калильные трубки Даймлера открытым пламенем.

Bosch производит не только системы зажигания, стартеры, но и многие другие автомобильные компоненты. Например, недавно наладила серийное производство электромоторов для гоночных картов.

Электромотор Bosch для гоночных картов. Фото: Bosch

За электромоторами — будущее, но и ДВС не собирается сдаваться без боя.

«Наш водяной впрыск показывает, что у двигателей внутреннего сгорания осталось ещё несколько трюков под капотом», — сказал д-р Рольф Буландер (Rolf Bulander), председатель подразделения Bosch Mobility Solutions и член совета директоров Robert Bosch GmbH.

Источник

Вода как альтернативное топливо

Дата публикации: 23 января 2019

Многие пробовали использовать воду в качестве топлива. Эта идея до сих пор остается главенствующей среди домашних изобретателей. Чтобы удешевить топливо, предполагалось полностью заменить его водой или использовать ее в качестве примеси. Это оказалось возможным, но результаты получились неоднозначными.

Свойства воды как топлива

Формула воды известна практически каждому – H₂O. В ней присутствуют два атома водорода (H₂) и один кислорода (O₂). Они соединены между собой ковалентной связью. Здесь стоит напомнить о сути любого топлива. Это вещества, способные к окислению под действием окислителя, которым является кислород.

Функцию окисла в составе воды может выполнять молекула кислорода (O₂). Водород (H₂) при этом становится своеобразным топливом. При его горении выделяется в 3 раза больше энергии, нежели при использовании обычного природного газа, и в 2 раза больше, чем при сжигании бензина. Именно эти свойства легли в основу идеи использовать воду вместо топлива.

Существует ли вечное полено

В реальности это не бревно, а обычный металлический бак (труба), заваренный с обеих сторон. Сверху по всей длине в нем сделаны отверстия, предназначенные для выхода пара. В самой трубе тоже есть отверстие, которое можно закрывать при помощи вентиля после того, как весь объем будет заполнен водой.

Можно использовать холодную, но с горячей нагрев будет быстрее. Как работает устройство:

1. Бак кладут на самый низ печки. Слева, справа и сверху обкладывают его обычными поленьями. Печку растапливают.
2. При разогреве до большой температуры из трубы начинает выходить водяной пар.
3. Он поступает на горящие угли, смешиваясь при этом с воздухом. Удельная теплоемкость такой смеси в 2 раза больше, чем у обычного воздуха. Водяной пар имеет теплоемкость 2,14 кДж/кг·К, а воздух – 1 кДж/кг·К.

Результаты такого эксперимента по заявлениям тех, кто его проводил:

• Из дыма уходит черная сажа. Это объясняется реакцией частичек углерода с кислородом.
• Пламя становится более насыщенным, с длинными языками.
• Дрова горят дольше: 1 час 40 мин. в сравнении с 1 часом 10 мин. при горении без вечного полена. Время увеличивается на 40%.

Почему же водой до сих пор не топят

Межмолекулярные связи воды возникают и разрываются гораздо легче, чем внутримолекулярные. Поэтому именно их и решили использовать в процессах теплообмена. Химиками экспериментально было установлено, что энергия межмолекулярных связей воды находится в пределах от 0,26 до 0,5 эВ (электронвольт).

Проблема заключается в том, что для получения топлива из воды ее необходимо разложить на составляющие. Простыми словами, ее нужно разложить на кислород и водород, затем сжечь водород и вновь получить воду. Расщепление достигается путем пропускания через жидкость электрического тока.

При кипении вода не разрывается на отдельные молекулы, а только испаряется. Нагревание от обычного горения не вызывает в жидкости никаких других реакций. Причем и на этот процесс требуется много энергии, которую можно было бы применить с пользой. К примеру:

• сжигание 1 кг сухих дров с долей влажности не более 20% дает около 3,9 кВт;
• если уровень влажности древесины повышается до 50%, то с 1 кг выделяется уже всего 2,2 кВт.

Разложение воды для получения реального горения требует значительных затрат энергии. Ее нужно намного больше, нежели выделится при использовании восстановленных элементов вновь в качестве горючего. Можно привести примерное соотношение:

• 100% энергии – на расщепление;
• 75% энергии – при сжигании восстановленных составляющих.

Именно тот факт, что при обратной реакции выделенных водорода и кислорода выделяется меньше энергии, и выступает причиной, почему вода как топливо для автомобилей и не только до сих пор не используется. Экономически такой метод оказался невыгоден. Более реально сделать топливо из мусора. Оно может быть жидким, газообразным и твердым.

Существует ли «водный» автомобиль

В 2008 году в Японии «водное» авто было представлено компанией Genepax на выставке в Осаке. В качестве топлива можно было использовать стакан воды из-под крана или из реки и даже обычную газировку.

Устройство расщепляло жидкость на молекулы водорода и кислорода, которые начинали гореть и давать автомобилю энергию для езды. На сегодня известно, что компания Genepax уже через год разорилась и закрылась.

Добавление воды в обычное топливо

Вода как топливо для вашего автомобиля может применяться в составе обычной солярки. Это еще одно предположение, которое было выдвинуто «домашними» изобретателями. Оказалось, что при добавлении в бутылку с водой небольшого количества солярки полученная смесь горит. Причем выделяется меньше копоти, а процесс горения становится более бурным.

Также в процессе горения бумажки, которую окунули в полученную смесь, появляется треск, но он всего лишь указывает на испарение жидкости. Кроме того, взбалтывание не растворяет солярку в воде. Однородной смеси здесь не получится. Со временем солярка, как и масло или бензин, собирается на поверхности.

Похожий эксперимент провели с трактором, в который залили солярку и воду, смешанные в определенных пропорциях. Агрегат завелся и стал тарахтеть, стоя на месте. Но только на это и хватает энергии подобного топлива. Да и высок риск, что двигатель выйдет из строя.

Перспективы развития

Сегодня еще пока не создали реальных разработок, которые бы позволили использовать воду как альтернативное топливо. Подтверждено лишь то, что добавление ее или водорода в горючую смесь способствует повышению КПД двигателя.

Так, если примесь будет составлять 25-35% объема дизельного топлива, выбросы окислов азота в атмосферу уменьшаются, а топливно-экономические показатели увеличиваются. Этот факт был подтвержден еще в 80-е годы прошлого века. Но реальные испытания также показали, что выпадение при горении осадка солей приводит к повышенному износу двигателя. В результате экономический эффект сводится на нет.

Если оценивать перспективы применения альтернативных источников энергии и топлива, то нужно отметить, что на это требуется время. В случае с водой остается только надеяться, что в процессе своих экспериментов изобретатели все же смогут дойти до того, что автомобиль можно будет заправить из-под крана.

• Мини гидроэлектростанции
• Гидроэлектростанция своими руками
• Миниатюрная гидротурбина Turbulent
• Достоинства и недостатки приливных электростанций

Я не поняла почему разорилась компания, если доказали и смогли внедрить это нововведение с водой или была причина в другом? Всему свое время, будет и топливо из воды, нужно просто изучить все детально о воде.

Ну а как вы думаете? Конечно нефтянники, газовики и тому подобные энергетические компании лобируют свое производство. Автомобиль на воде, поэтому, стоит как самолет. Естественно он не получает широкого распространения.

Автор несколько лукавит. Вода используется не как топливо, а как теплоноситель, передающий энергию от сгорающих дров к печке. Иначе горящий воздух слишком быстро вылетает в трубу, не передав всю энергию.

Странно, если уже есть автомобиль, который можно заправлять стаканом воды, почему он не получил распространения ? Происки нефтяных компаний ?

Думаю, что если изобретут способ, с помощью которого воду можно будет использовать в качестве топлива, это будет очень сильным прорывом. Но в этом наверное не заинтересованы пока что те, кто зарабатывает на добыче газа и угля.

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Источник

Вода вместо бензина: инновация или обман?

Добавление воды известно уже давным-давно, но особого толку от этого пока что никто не видел. Но об этих чудесах чуть ниже. А началась эта история с обычного звонка в редакцию.

— Алло? А куда я попал? Это редакция? Вот у меня журнал за 1976-й год, так здесь написано, как надо воду добавлять в бензин! Мне бы с автором поговорить. Скажите, а как лучше…

Нормальный мужик — наш человек! Дозвонился-таки до редакции за несколько тысяч километров из дремучего медвежьего угла. А до этого отыскал какой-то журнал эпохи Леонида Ильича. Значит, ему действительно хочется поколдовать со своей машиной и добиться положительного результата… Кто там пытается одолеть Россию? Ну-ну.

Насколько же насыщеннее и интереснее была жизнь автомобилиста лет 40 назад! Когда бензин ценою в 10 копеек за литр считался жутко дорогим… В эпоху журналов типа «Изобретатель и рационализатор», которые как бы между прочим намекали тебе на возможность легко сократить расход топлива на литр-другой, да еще и перейти с ненавистного 93-го на халявный 76-й… Почему халявный? Вовсе не потому, что он стоил 8 копеек: просто ушлые автовладельцы любили клянчить его у водителей грузовиков и прочей государевой техники, заправлявшейся по талонам, а не за налик. Нехорошо, но так было… За полцены, а то и дешевле.

Читателя я отговорил баловаться с водой — не знаю, надолго ли. А сам решил проконсультироваться с черногорским другом, Алексеем Воробьевым-Обуховым. И не зря…

— Помню, отец как-то принес с автозавода какую-то трубочку с чем-то напоминающим распылитель воздуха для аквариума на конце, — начал вещать Алексей. — Там еще что-то было… короче, оказалось, что надо все это надеть на стеклянную консервную банку с водой, подсоединить к дренажной трубочке карбюратора нашей «копейки» и… В общем, когда завели двигатель, в банке началось бурление и уровень воды стал медленно снижаться. Отец рассказал, что это новомодная приблуда, добавляющая пары воды во впускной тракт. Тогда, мол, камера сгорания охлаждается и нет детонации даже при не очень качественном (или даже «не том») бензине… Шел в ту пору где-то 76-й год. Потом, уже в зрелом возрасте, я узнал, что еще в предвоенные годы немцы добавляли воду в цилиндры авиамоторов примерно с той же целью. Это позволяло повысить степень сжатия и тем самым мощность двигателя…

Да, в те времена это было модно. Но идея благополучно скончалась с появлением электронных впрысковых систем, способных программным способом подстраиваться под реальное октановое число бензина. Однако…

Однако г-н Гегель со своей диалектикой опять хихикает! Ничего не идет по прямой — всё только по спирали. И вот — виток замкнулся: Алексей выкопал откуда-то пресс-релиз Bosch об эпохальном открытии… Ну, вы уже догадались — речь, конечно же, снова о впрыске воды в цилиндр! Опять боремся с токсичностями и повышаем экономичность.

Средство достижения цели — то же: снижение температуры в камере сгорания. А вот цель — другая: она появилась из-за скандала с Фольксвагеном. Мол, много у него в выхлопе окислов азота, велик аппетит. Тут-то и пришла на помощь дистиллированная водичка. Кстати, надо ее много: до 13% (!) от количества топлива. Поэтому заголовок нужно воспринимать с чувством юмора: «вместо бензина» ну никак не получается. Вместе с бензином —- другое дело!

А зимой? Замерзнут все эти дополнительные бачки, особенно в России… Это, понятное дело, плохо. Впрочем, поскольку речь идет не о детонации, то очевидно, что и без воды мотор не сломается. А потому может доехать «всухомятку», пока горячая охлаждающая жидкость не отогреет замерзший бачок. И это — хорошая новость.

Но мне было немножко скучно: тема слишком древняя, из нафталина. К тому же добавление воды эффективно лишь при работе двигателя на режиме, близком к максимальному (например, на автобане). Поэтому воду можно и сэкономить. А если совсем честно, то какой-то реальный прок от этой затеи можно отловить лишь на мощных спорткарах с особо горячими моторчиками. Таких, например, как BMW M4 GTS. Именно на нем удалось получить снижение среднего расхода топлива на 4% (в некоторых режимах — аж 23%, но в других — 0) и прирост мощности на 10 кВт. Это в случае бензинового двигателя. Но можно не сомневаться, что в рекламных листовках появится именно цифра 23%.

А дизели? Для них актуально именно снижение выбросов NO_x, за которые и поплатился (и до сих пор еще не расплатился) Фольксваген.

Как часто необходимо заправлять бачок? Немцы говорят, что примерно раз в 3000 км: смотря как ездить. Кстати, разработчики сообразили, что в современном автомобиле имеется свой источник дистиллированной воды. Это… правильно, кондиционер. Вместо того чтобы позволить конденсату стекать на асфальт, его направили в тот самый бачок. А уж излишки, буде переполнится, через переливное отверстие (как в раковине) можно и на дорогу. Короче, в жаркий день, может быть, и заправляться-то водой не потребуется!

Не знаю, доползет ли этот виток спирали до действительно массового производства. Но в одном не сомневаюсь: подключать баночки и трубочки к системе питания Жигулей было все-таки интереснее.

Источник