Движки внутреннего сгорания на базе воды
Движки внутреннего сгорания на базе воды
Мировые припасы воды на Земле неистощимы. Мы лихорадочно ищем горючее грядущего, а сами практически купаемся в нем. Ведь чтоб воспользоваться водой как топливом, нужно придумать некоторое устройство, работающее на ней, а точнее, на ее составляющих водороде и кислороде. Из основ химии известны способы диссоциации (методы разложения) воды на водород и кислород – тепловая, электронная, под действием ионизирующих излучений, радиоволн и др.
Посреди автомобилистов издавна прогуливаются рассказы о движках внутреннего сгорания, работающих на воде. В научно-популярной литературе временами возникают сенсационные сообщения об удачных опытах по созданию движков на воде. Но, проверить их достоверность очень тяжело. К примеру, доктор Сапогин говорил, как его учитель доктор Г. В. Дудко в 1951 г. участвовал в испытаниях бензинового двигателя, который представлял собой гибрид дизеля с карбюраторным движком. Для его пуска требовался всего стакан бензина, а позже зажигание отключалось, форсунками в камеры сгорания подавалась топливным насосом обычная вода со особыми добавками, за ранее подогретая и очень сжатая. Движок был установлен на лодке, и испытатели два денька плавали на ней по Азовскому морю, черпая заместо бензина воду из-за борта.
На вопрос, почему такие движки до сего времени не поставлены на серийное создание, доктор Сапогин обычно ответил журналисту: «Таковой вопрос может придти в голову только человеку, не знающему жизнь!»
Наверное, в этих рассказах есть какая-то толика правды. Также понятно, что странам интернациональной бензиновой олигархии, как США и Рф такие изобретения не необходимы, потому они без охоты пускают такового рода изобретения не только лишь в индустрия, да и на странички патентных бюллетней. Им, объединенным в автомобильно-бензиновый комплекс, на данный момент просто биться с разрозненными энтузиастами движков на воде к тому же поэтому, что у последних нет ясного понятия о том, как из воды рождается тепло, нужное для работы мотора. Свои разработки они делали способом проб втемную без освещения пути к цели теорией.
На X Международном симпозиуме «Перестройка естествознания», состоявшемся в 1999 в г. Волгодонске, П. Мачукас из Вильнюса докладывал, что он разработал вещество, пилюля которого на ведро воды превращает воду в заменитель бензина для обыденных движков. Себестоимость пилюли в 3 раза ниже, чем цена бензина на такую же длительность поездки. Состав пилюли изобретатель держит в секрете.
Покопавшись в подшивках научно-популярных журналов и газет, можно отыскать много схожих околонаучных историй. Так, в газете «Комсомольская правда» от 20 мая 1995 г. приведена история А. Г. Бакаева из Перми, приставка которого типо позволяет хоть какому автомобилю работать на воде.
Но, что движки на воде — прерогатива только изобретателей из государств СНГ. К примеру, некто Ю. Браун в США выстроил демо автомобиль, в бак которого заливается вода, а Р. Гуннерман в ФРГ доработал обыденный бензиновый двигатель для работы на консистенции газ/вода либо спирт/ вода в пропорции 55/45. Дж. Грубер также пишет и о движке германского изобретателя Г. Пошля, работающем на консистенции вода/ бензин в пропорции 9/1.
Но самый широкоизвестный движок, разлагающий воду на водород и кислород, основанный на электролизе, сконструирован южноамериканским изобретателем Стенли Мейром. Доктор Дж. Грубер из ФРГ упоминает о движке С. Мейера с водой в роли горючего, патентованном в США в 1992 г. (Патент США № 5149507). Об этом движке была передача по 4-му каналу Английского телевидения 17 декабря 1995 г.
Обыденный элекролиз воды просит тока, измеряемого в амперах, в то время как электролитический движок С. Мейера производит тот же эффект при милиамперах. Более того, обычная водопроводная вода просит прибавления электролита, к примеру, серной кислоты, для роста проводимости; движок Мэйера-же действует при большой производительности с обыкновенной отфильтрованной от грязищи водой.
Согласно свидетелям, самым поразительным нюансом мотора Мэйера было то, что он оставался прохладным даже после часов производства газа.
Опыты Мэйера, которые он представил к патентованию, заслужили серию патентов США, выставленные под Секцией 101. Необходимо подчеркнуть, что представление патента под этой секцией находится в зависимости от удачной демонстрации изобретения Патентному Рецензионному Комитету.
Рис. Электролитическая ячейка С. Мейера.
Электролитическая ячейка Мэйера имеет много общего с электролитической ячейкой, кроме того, что она работает при высочайшем потенциале и низком токе лучше, чем другие способы. Конструкция ординарна. Электроды изготовлены из параллельных пластинок нержавеющей стали, образующие или плоскую, или концентрическую конструкцию. Выход газа зависит назад пропорционально расстоянию меж ними; предлагаемое патентом расстояние 1.5 мм дает положительный результат.
Значимые отличия заключаются в питании мотора. Мэйер использовал внешнюю индуктивность, которая образует колебательный контур с емкостью ячейки, — незапятнанная вода обладает диэлектрической проницаемостью около 5 ед., — чтоб сделать параллельную резонансную схему.
Она возбуждается массивным импульсным генератором, который совместно с емкостью ячейки и выпрямительным диодиком составляет схему накачки. Высочайшая частота импульсов производит ступенчато увеличивающийся потенциал на электродах ячейки до того времени, пока не достигается точка, где молекула воды распадается и появляется краткосрочный импульс тока. Схема измерения тока питания выявляет этот скачок и запирает источник импульсов на несколько циклов, позволяя воде восстановиться.
Рис. Электронная схема электролитической ячейки С. Мейера
Группа свидетелей независящих научных наблюдателей Англии свидетельствовал,а что южноамериканский изобретатель, Стэнли Мэйер, удачно разлагает обычную водопроводную воду на составляющие элементы средством композиции высоковольтных импульсов, при среднем потреблении тока, измеряемого всего только милиамперами. Зафиксированный выход газа был достаточным, чтоб показать водородно-кислородное пламя, которое одномоментно плавило сталь(около 0.5 л. за секунду).
Рис. Принципная схема электролитической ячейки С. Мейера
По сопоставлению с обыденным сильноточным электролизом, свидетели констатировали отсутствие какого-нибудь нагревания ячейки. Мэйер отказался прокомменировать подробности, которые бы позволили ученым воспроизвести и оценить его «водяную ячейку». Но, он представил довольно детализированное описание южноамериканскому Патентному Бюро, чтоб уверить их, что он может доказать его заявку на изобретение.
Одна демо ячейка была снабжена 2-мя параллельными электродами возбуждения. После заполнения водопроводной водой, электроды генерировали газ при очень низких уровнях тока — не больше, чем десятые толики ампера, и даже миллиамперы, как заявляет Мэйер, — выход газа увеличивался, когда электроды двигались более близко, и уменьшался, когда они отодвигались. Потенциал в импульсе достигал 10-ов тыщ вольт.
2-ая ячейка содержала 9 ячеек с двойными трубками из нержавеющей стали и производила намного больше газа. Была изготовлена серия фото, показывающая создание газа при миллиамперном уровне. Когда напряжение было доведено до предельного, газ выходил в очень впечатляющем количестве.
Исследователь химик Keith Hindley обрисовал демонстрацию работы ячейки Мэйера: «После денька презентаций, Griffin комитет заверил ряд принципиальных параметров WFC (водяная топливная ячейка, как именовал ее изобретатель). «Мы направили внимание, что вода вверху ячейки медлительно стала окрашиваться от бледно-кремового до темно-коричневого цвета, мы практически убеждены в воздействии хлора в очень хлорированной водопроводной воде на трубки из нержавеющей стали, использованные для возбуждения. Но самое необычное наблюдение — это то, что WFC и все его железные трубки остались совсем прохладные на ощупь, даже после более чем 20 минут работы “.
Рис. Принцип работы электролитической ячейки С. Мейера
Таким макаром, приобретенный итог свидетельствует об действенном и управляемом производстве газа, которое неопасно в управлении и функционировании. А управлять созданием газа позволяет повышение и уменьшение напряжения электрода.
По воззрению самого изобретателя, под воздействием электронного поля происходит поляризации молекулы воды, приводящему к разрыву связи.
Не считая обильного выделения кислорода и водорода и малого нагревания ячейки, свидетели также докладывают, что вода в снутри ячейки исчезает стремительно, переходя в ее составные части в виде аэрозоли из множества крохотных пузырьков, покрывающих поверхность ячейки.
Мэйер заявил, что конвертер водородно-кислородной консистенции работает у него уже в течение последних 4 лет, и состоит из цепочки из 6 цилиндрических ячеек. Он также заявил, что фотонное стимулирование места реактора светом лазера средством оптоволокна наращивает создание газа.
Рис. Конфигурации молекул воды при работе установки
Эффекты, наблюдаемые при работе установки электролитического разложения воды:
-последовательность состояний молекулы воды и/либо водорода/кислорода/других атомов;
-ориентация молекул воды повдоль силовых линий поля;
-поляризация молекулы воды;
-удлиннение молекулы воды;
-разрыв ковалентной связи в молекуле воды;
-освобождение газов из установки.
Причём, лучший выход газа достигается в резонансной схеме. Частота подбирается равной резонансной частоте молекул.
Для производства пластинок конденсатора отдается предпочтение нержавеющей стали марки Т-304, которая не ведет взаимодействие с водой, кислородом и водородом. Начавшийся выход газа управляется уменьшением эксплуатационных характеристик. Так как резонансная частота фиксирована, производительностью можно управлять при помощи конфигурации импульсного напряжения, формы либо количества импульсов.
Повышающая катушка намотана на обыкновенном тороидальном ферритовом сердечнике 1.50 дюйма в поперечнике и 0.25 дюйма шириной. Первичная катушка содержит 200 витков 24 калибра, вторичная 600 витков 36 калибра.
Диодик типа 1ISI1198 служит для выпрямления переменного напряжения. На первичную обмотку подаются импульсы скважности 2. Трансформатор обеспечивает увеличение напряжения в 5 раз, хотя лучший коэффициент подбирается практическим методом.
Дроссель содержит 100 витков калибра 24, в поперечнике 1 дюйм. В последовательности импульсов должен быть маленький перерыв.
Через безупречный конденсатор ток не течет. Рассматривая воду как безупречный конденсатор, энергия не будет расходоваться на нагрев воды.
Вода обладает некой остаточной проводимостью, обусловленной наличием примесей. Совершенно, если вода в ячейке будет химически незапятанной. Электролит к воде не добавляется.
В процессе электронного резонанса может быть достигнут хоть какой уровень потенциала, так как емкость находится в зависимости от диэлектрической проницаемости воды и размеров конденсатора.
Но, следует держать в голове, что водород – очень опасное взрывоопасное соединение. Его детонационная составляющая в 1000 раз посильнее бензина. Кроме всего, у Стэна Мэйера было два инфаркта, после которых он скончался, может быть, от отравления водородом.
Другой, совсем хороший по конструкции бензиновый двигатель, работающей на воде, был разработан ещё в 1994 году нашим изобретателем В.С. Кащеевым.
На рисунке справа приведена его конструкция в разрезе.
Бензиновый двигатель на воде, разработанный изобретателем В.С. Кащеевым
Бензинового двигателя на воде включает цилиндр 1, в каком расположен поршень 2, связанный, к примеру, кривошипно-шатунным механизмом с коленчатым валом мотора (на фиг. 1 не показаны). Цилиндр 1 обеспечен головкой 3, образующей вместе со стенами цилиндра 1 и днищем поршня 2 камеру сгорания 4. Подпоршневая полость 5 сообщена с атмосферой. В головке 3 цилиндра установлены:
впускной клапан 6, сообщающий камеру сгорания 4 с атмосферой при движении поршня 2 от верхней мертвой точки к нижней и приводимый, к примеру, от распределительного вала мотора (на фиг. не показан);
оборотные клапаны 7, обеспечивающие выброс в атмосферу товаров из камеры сгорания 4 и герметизирующие камеру после воплощения выхлопа.
Камера сгорания 4 выполнена по последней мере с одной предкамерой 8, в какой установлен приводимый, к примеру, от распределительного вала клапан 9 подачи топливной консистенции и свеча зажигания 10. Желательно предкамеру 8 (либо предкамеры) выполнить в боковой стене цилиндра 1 над поршнем при его расположении в нижней мертвой точке.
Движок работает последующим образом:
При движении поршня 2 от верхней мертвой точки к нижней впускной клапан 6 открыт и камера сгорания 4 сообщена с атмосферой. Давление, действующее на обе стороны поршня 2, идиентично и равно атмосферному.
При приближении поршня 2 к нижней мертвой точке герметизируют камеру сгорания 4, закрывая впускной клапан 6; через клапаны 9 в предкамеры 8 подают топливную смесь и воспламеняют ее. В качестве топливной консистенции употребляют стехиометрическую смесь водорода с кислородом, так именуемый гремучий газ.
При сгорании топливной консистенции резко увеличивается давление в камере сгорания 4; этим давлением открываются установленные в головке 3 цилиндра оборотные клапаны 7 и происходит выброс в атмосферу товаров из камеры сгорания. Давление в камере сгорания 4 резко снижается и оборотные клапаны 7 запираются, герметизируя камеру сгорания 4.
Поршень 2 атмосферным давлением, действующим со стороны подпоршневой полости 5, перемещается от нижней мертвой точки к верхней, совершая рабочий ход.
По достижении поршнем 2 верхней мертвой точки раскрывается впускной клапан 6 и цикл повторяется. Выкидываемые из камеры сгорания продукты представляют собой увлажненный воздух.
Получение топливной консистенции для силовой установки тс с предлагаемым бензиновым двигателем может осуществляться электролизом воды в электролизере, установленном на этом тс.
Другой наш изобретатель москвич Миша Весенгириев, лауреат премии журнальчика «Изобретатель и рационализатор», вообщем предложил использовать в качестве устройства, разлагающего воду на кислород и водород самый что ни на есть обыденный поршневой бензиновый двигатель (ДВС). Он утверждает, что имеющиеся движки внутреннего сгорания можно вынудить работать на обыкновенной воде при помощи электродов вольтовой дуги.
Камера мотора сгорания по-мнению изобретателя, совершенно подходит для всех видов воздействия на воду, вызывающих ее диссоциацию и следующее образование рабочей консистенции, ее воспламенение и утилизацию выделившейся энергии.
Для этого изобретатель М. Весенгириев предложил использовать четырехтактный ДВС (положительное решение по заявке на патент РФ № 2004111492). Он содержит один цилиндр с жидкостной охлаждающей системой, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, выпускной клапан, систему подачи электролита (аква раствора электролита) и систему зажигания. Система подачи электролита в цилиндр выполнена в виде плунжерного насоса высочайшего давления и форсунки с кавитатором (местное сужение канала). При этом насос высочайшего давления или кинематически, или через блок управления связан с кривошипно-шатунным механизмом мотора.
Система зажигания выполнена в виде электродов и вольтовой дуги, установленных в камере сгорания. Зазор меж ними можно регулировать, а ток на их идет от прерывателя-распределителя, также кинематически либо через блок управления связанного с кривошипно-шатунным механизмом.
Перед запуском мотора в работу бак заправляют электролитом (к примеру, аква веществом едкого натра). Регулируя катод, устанавливают зазор меж электродами. И, включив зажигание, на электроды подают неизменный ток. Потом стартером раскручивают вал мотора.
Поршень от верхней мертвой точки (ВМТ) перемещается к нижней мертвой точке (НМТ). Выпускной клапан закрыт. В цилиндре создается разрежение. Насос высочайшего давления конфискует из электролитного бака цикловую дозу электролита и через форсунку с кавитатором подает ее в цилиндр. В кавитаторе за счет увеличения скорости и падения давления до критичного значения происходит частичная диссоциация воды и тончайшее распыление капелек электролита. Потом в камере сгорания за счет протекания неизменного электронного тока через электролит происходит дополнительная, уже электролитическая диссоциация.
Поршень от НМТ перемещается к ВМТ – такт сжатия. Объем, занимаемый рабочей консистенцией, миниатюризируется, а ее температура растет: сейчас идет уже тепловая диссоциация. 3-ий такт – рабочий ход. Электрод пружиной и кулачково?распределительным валом (кинематически или через блок управления связанный с кривошипно-шатунным механизмом) перемещается до соприкосновения с электродом, и загорается вольтова дуга. Под воздействием ее тепла рабочая смесь в камере сгорания совсем диссоциирует и воспламеняется. Расширяющиеся газы перемещают поршень от ВМТ к НМТ. Еще до прихода поршня к НМТ прерыватель-распределитель размыкает контакты, на куцее время прерывает подачу неизменного тока на электроды вольтовой дуги и тушит ее. Потом контакты прерывателя-распределителя вновь замыкаются, и неизменный ток снова поступает на электроды.
И, в конце концов, 4-ый такт – выпуск. Поршень перемещается ввысь от НМТ к ВМТ. Выпускной клапан открывает выпускное окно, и цилиндр освобождается от отработавших товаров. В предстоящем процесс работы мотора беспрерывно повторяется. При всем этом цилиндр и головка цилиндра охлаждаются охлаждающей системой мотора. Таким макаром, старый-новый ДВС может работать на воде.
Конструкции движков внутреннего сгорания на воде, реализуются на практике разными западными фирмами.
К примеру, совершенно не так давно Японская компания Genepax представила в Осаке (Osaka, Япония) электромобиль, который употребляет воду в качестве горючего. Как докладывает агентство Reuters, всего 1-го литра довольно, чтоб ехать на нем в течение часа со скоростью 80 км в час.
Как утверждает разработчик, машина может использовать воду хоть какого свойства – дождевую, речную и даже морскую. Силовая установка на топливных ячейках получила заглавие Water Energy System (WES). Она устроена по тому же принципу, что и другие силовые установки на топливных элементах, использующие водород в качестве горючего. Главной особенностью системы Genepax будет то, что она употребляет коллектор электродов мембранного типа (MEA), который состоит из специального материала, способного с помощью хим реакции стопроцентно расщепить воду на водород и кислород.
Этот процесс, как говорят разработчики, аналогичен механизму производства водорода методом реакции металлогидрида и воды. Но главное отличие WES – это получение водорода из воды в течение долгого времени. Не считая того, MEA не просит специального катализатора, а редчайшие металлы, а именно платина, нужны в том же количестве, что и в обыденных фильтрующих системах бензиновых автомобилей. Также нет необходимости использовать преобразователь водорода и водородный резервуар высочайшего давления.
Кроме полного отсутствия вредных выбросов, силовая установка Genepax, по словам разработчика, является более долговременной, потому что катализатор не портится от загрязняющих веществ.
«Автомобиль будет продолжать ехать до того времени, пока у вас есть бутылка с водой, чтоб заправлять его временами», — произнес генеральный директор Genepax Киеси Хирасава (Kiyoshi Hirasawa). «Для пополнения энергией батарей не требуется создавать инфраструктуру, а именно, станции подзарядки, как для большинства современных электромобилей».
Продемонстрированный в Осаке автомобиль является единственным прототипом, и будет применен для получения патента на изобретение. В дальнейшем Genepax планирует начать сотрудничать с японскими автоконцернами и понизить себестоимость топливных частей за счет массового производства.
О.В.Мосин
Продолжение — в последующей статье веб-сайта.