Автомобиль на воде?

25 декабря 2010

Представить, что автомобиль для своего движения будет использовать только воду, очень сложно. Даже если такая установка когда-нибудь будет изобретена, появится резонный вопрос: а нужна ли она человечеству? Вода — это важнейший ресурс, без которого жизнь на земле невозможна. И если все автомобили вдруг пересядут на воду, кто знает, к чему это приведет. Другой вопрос, может ли вода вообще использоваться в качестве топлива?

Газ Брауна

Еще в середине 20 века немецкие и американские инженеры использовали в двигателе внутреннего сгорания впрыск воды, если быть точным — водно-метаноловой смеси. Благодаря воде автомобиль получал дополнительный импульс, сравнимый с эффектом турбонаддува. В чем секрет? Дело в том, что из-за неполного сгорания топлива ДВС имеет довольно низкий КПД. Только 40% тепла используется на работу механических узлов автомобиля, когда как остальная часть тепловой энергии попросту рассеивается с выхлопными газами.

Вода, а точнее водяной газ (газ Брауна), который получается в результате расщепления воды в процессе электролиза, улучшает процесс сгорания топлива в двигателе. Интенсивное горение топлива само по себе повышает экономичность автомобиля, улучшает его мощностные характеристики и уменьшает вредные выбросы в атмосферу (за счет более полного сгорания оксидов СО и углеводородов СН, выхлоп получается чище).

На сегодняшний момент существует несколько запатентованных систем, с помощью которых можно самостоятельно использовать преимущества газа Брауна на своем автомобиле. По желанию можно собрать такую систему и своими руками, в интернете множество достаточно простых схем «автомобиля на воде», которые позволяют сэкономить 10-30% бензина. Естественно, такое чудо-изобретение вызывает много вопросов. Вот ответы на основные:

• Почему о технологии автомобиля на воде не трубят по ТВ? На самом деле подобные системы телевидением освещаются, но надо признать, не очень настойчиво.
• Как быть в России в зимнее время года? Вода используется с добавлением катализатора, который не дает ей замерзнуть при температуре -15 градусов. Для более холодных регионов к электролизеру присоединяется электронный блок, благодаря которому система может работать даже при температуре — 40 градусов.
• Сколько воды потребуется для повседневной езды? Один литр воды расширяется в 1866 литров газа Брауна, этого хватит на 30-40 часов постоянный езды.
• Как насчет коррозии двигателя? В двигатель подается не вода, а уже подготовленный водяной газ, в цилиндрах же вода находиться в виде пара с температурой 1200 градусов, поэтому она не конденсируется, а уходит с выхлопом.

Водород

Вода в автомобиле может использоваться и по другому принципу. Всем известно, что молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Расщепив молекулу на отдельные атомы, мы получим водород – самодостаточное топливо для автомобиля. Однако такой процесс имеет ряд существенных недостатков. Например, энергия, затрачиваемая на проведение такой реакции, сопоставима количеству выделяемого для работы двигателя тепла, что, по сути, делает такие установки неэффективными. Кроме того, хранение водорода вызывает большие затруднения.

Но что если водород получать из обычной воды путем заранее установленной на автомобиле системы? Не нужно никаких топливных элементов, аккумуляторов и специальных заправочных станций. Вода с электролитом, вступая в реакцию со специальным сплавом металла, начинает активно выделять водород, который в свою очередь поступает в коллекторную трубу и затем в карбюратор ДВС. Подобная технология была представлена еще в 2002 году канадскими инженерами.

Будущее автомобиля на воде

После изучения материалов о системах автомобилей на воде возникают множество очевидных вопросов, которые пока остаются без ответа. Возможно, эти технологии несовершенны и требуют каких-либо доработок, почему мы и не можем наблюдать их в деле. Сторонники теории заговора, конечно же, считают, что развитию таких систем препятствовали, и еще долгое время будут препятствовать крупные компании, заинтересованные в медленном и управляемом развитии альтернативных источников энергии.

Другой вопрос, на который мы обратили внимание в самом начале статьи, еще больше заставляет нас задуматься. Что будет с водой, если мы будем использовать ее в качестве топлива? Кажется, что ее много. И, например, активно тающие ледники как раз позволят использовать запасы воды без видимого нарушения баланса на планете. Но очевидно, что все эти вопросы гораздо тоньше, чем кажутся на первый взгляд, и требуют детального изучения.

Так или иначе, автомобиль на воде имеет место быть. И мы обязательно будем освящать все самые интересные события этого направления.

Водородный двигатель: особенности, достоинства и недостатки

Статья о водородном моторе: история, особенности его эксплуатации, плюсы и минусы использования, модели автомобилей. В конце статьи — видео о двигателе на воде.

Содержание статьи:

• Немного истории
• Отличительная черта водородных двигателей
• Главные плюсы и минусы водородных моторов
• Самые популярные автомобили с водородным ДВС
• Видео о двигателе на воде

«Водород – горючее будущего» — именно с таким посылом сегодня происходит внедрение водородных ДВС в транспортную и авиационную промышленность.

Водород занимает лидирующую позицию среди всех прочих источников альтернативной энергии не случайно – он максимально экологичен, имеет возобновляемый ресурс, а также обладает максимальным КПД в сравнении с классическими двигателями, функционирующими на бензине и дизеле.

Однако помимо неоспоримых преимуществ, водородный двигатель обладает и рядом недостатков, пока не позволяющих сделать его массовым и полностью вытеснить «вредные» бензиновые и дизельные моторы.

Немного истории

О необходимости сохранения окружающей среды человечество стало задумываться совсем недавно, а вот мысли о замене обычного ДВС учёные начали задумываться намного раньше.

Так, с руки учёного Франсуа Исаака де Риваза, уроженца Франции, первый двигатель на водороде был изготовлен в 1806 г. В 1841-м в Британии был получен первый патентный договор на изготовление водородного мотора, а в 1852-м германские учёные смогли создать ДВС, функционирующий на воздушно-водородной смеси.

Однако планам внедрения водородных моторов помешали бензиновые двигатели, получившие распространение после 1870 года.

Потом о водороде снова позабыли, пока в 70-х годах в двери не постучался всемирный топливный кризис. В конце 70-х автоконцерн БМВ выпустил своё первое авто, функционирующее на водороде, а затем его примеру последовали и другие компании, в числе которых — американская General Motors и Ford, японская Honda и прочие.

Тем не менее, как только кризис сошёл на нет, интерес к водороду как источнику энергии снова угас. И вот спустя десятилетия человечество снова вспомнило о его существовании, чему поспособствовала не только активизация защитников окружающей среды, но и рост цен на горючее.

Отличительная черта водородных двигателей

В конструктивном плане водородный мотор мало чем отличаются от стандартных ДВС. В нем также присутствуют поршни, камера сгорания и шатунно-кривошипный механизм. Так в чем же отличие?

Дело в том, что водородные моторы используют иной способ поставки топливной смеси и её последующее возгорание. Кроме того, процесс сгорания водорода занимает намного меньше времени, чем в случае с горючим нефтяного происхождения. Отличия незначительны, и на первый взгляд может сложиться впечатление, что переоборудовать обычный ДВС в водородный несложно, но это не так.

Ряд проблем использования двигателя на водороде:

Водород сложно получить. Не секрет, что он содержится в воде и по праву считается самым распространённым химическим элементом в мире, правда, в чистом виде он практически не представлен. Это значит, что автомобиль необходимо оснащать специальной установкой закрытого типа — электролизёром, отвечающим за расщепление воды и позволяющим добыть водород. Однако на практике такая установка сложна в изготовлении, что сильно влияет на её конечную стоимость.

Водород из-за высокой температуры сжатия легко вступает в реакцию с различными металлическими элементами силовой установки и даже с моторным маслом.

Тем не менее, большую часть проблем пока удаётся решать, причём не только на роторных установках, но и в двигателях, использующих поршневые механизмы, что позволяет водороду оставаться наиболее перспективной заменой бензину/дизелю.

Главные плюсы и минусы водородных моторов

Основные достоинства, которыми обладают водородные двигатели:

• высокий уровень экологичности, так как продуктом его сгорания выступает водяной пар. При сгорании водорода происходит ещё и выгорание моторного масла, однако количество токсичных выхлопов при этом в несколько раз меньше, чем при сгорании бензинового или «тяжёлого» топлива;
• высокий КПД, который в разы превосходит таковой в классических силовых установках, функционирующих на дизельном или бензиновом топливе;
• относительная конструктивная простота, а также отсутствие дорогостоящих и ненадёжных систем топливоподачи, которые к тому же опасны;
• бесшумность.

Несмотря на ряд существенных преимуществ, водородные моторы имеют достаточное количество недостатков:

• высокая цена и сложность получения чистого водорода;
• неразвитая инфраструктура автозаправочных станций, способных осуществить дозаправку водородом;
• отсутствие международных стандартов транспортировки и применения водородного горючего;
• высокая цена топливных компонентов и обслуживания водородных двигателей;
• трудности, связанные с хранением водородного горючего. Учёные до сих пор не пришли к единому знаменателю касательно материала, который необходимо использовать при изготовлении баков для хранения горючего водорода;
• увеличение общей массы машины за счёт наличия водородного двигателя, который заметно тяжелее ныне распространённых бензиновых и дизельных моторов.

Кроме того, баллоны с водородом необходимо регулярно проверять и сертифицировать, что может быть сделано исключительно квалифицированными специалистами, обладающими соответствующим разрешением и лицензией.

Самые популярные автомобили с водородным ДВС

Несмотря на то, что учёные продолжают ломать голову над устранением текущих проблем, связанных с использованием водородных моторов, количество машин на водородном топливе продолжает расти. Самыми известными авто, функционирующими на водороде, являются:

Тойота Mirai FCV – автомобиль впервые дебютировал в 2013 году, но в продажу поступил лишь в 2015-м. Имеющиеся в нем баллоны обеспечивали «дальнобойность» около 500 км.

BMW 750hL, концептуальная версия которого была показана ещё в 2000-м году. Машина комплектуется специальным баком с водородов, запаса которого достаточно для преодоления расстояния в 300 км.

Honda Clarity – ещё один автомобиль, использующий водород вместо классического топлива. Основные достоинства модели — эффектная внешность и впечатляющий, по меркам водородных авто, запас хода, составляющий 589 км.

Кроме того, производители продолжают представлять «водородные» концепт-кары, среди которых — Audi H-tron Quattro, водородный Mercedes GLC, грузовик Nikola One от Nikola Motor, суперкар H2 Speed от дизайнерского дома Pininfarina и многие другие.

Заключение

Несмотря на ряд недостатков, водород может стать наиболее перспективным источником экологически чистой энергии на ближайшие 30-40 лет. Нам лишь осталось найти эффективный метод добычи водорода и разработать инфраструктуру для его доставки конечному потребителю, и тогда человечество навсегда забудет не только о топливном, но и об экологическом кризисе.

Видео о двигателе на воде:

Двигатель на воде. Как сделать двигатель, работающий на воде

Умельцев собирать всевозможные механизмы из подручных средств в нашей стране всегда хватало. Подтверждением этих слов выступают советские журналы большим тиражом (не будем вспоминать названия), передачи наподобие «Очумелые ручки», книги «Сделай сам», и многочисленные видео в интернете. В этой статье разберем двигатель на воде.

Определения

Все устройства, которые созданы для превращения энергии в механическую работу, называются двигателями.

Двигатель на воде – определение размытое. Под ним можно подразумевать:

• винтовые двигатели лодочных типов (может использовать двигатель внутреннего сгорания на воде, паровой и другие);
• двигатели на реактивной тяге (гидроциклы, БТР и опять-таки подлодки);
• генератор, превращающий энергию воды в механическую работу (двигатель, который работает на воде);
• паровой двигатель (двигатель, работающий на воде, из-за простоты строения рассмотрен в деталях не будет).

Паровой двигатель устроен подобным образом: в котел заправляется горючее, в цилиндре закипает вода, увесистый поршень сверху под давлением поднимается до тех пор, пока не откроется клапан цилиндра. За счет поршня приходит в движение механизм.

О винтовых двигателях

В водном транспорте преимущественно используется следующий принцип: к двигателю (паровому, электрическому, дизельному, бензиновому и, с меньшей вероятностью, газовому) присоединяют винт определенных параметров.

О двигателях на реактивной тяге

По устройству – воду пропускают через себя за счет винтов (у ракет немного другой принцип). Особенность заключается в направленной струе, за счет которой объект приходит в движение. Для наглядного представления стоит вспомнить принцип работы водяного насоса. Преимуществами подобной системы является эффективность работы при высоких оборотах и относительная бесшумность.

О водных генераторах

Если встанет вопрос «как сделать двигатель на воде?», то за счет вращения винта можно привести в движение ротор. Он, в свою очередь, вызывает в катушках проводника магнитную индукцию. Она вызывает переменный ток. Ток или напрямую приводит в движение объект, или накапливает заряд в батарее. С батареи уже идет распределение на нужды.

Принцип сборки

Разберем примерную структуру цепи, использующей электрогенератор, и прицепим к нему двигатель на реактивной тяге. Это наглядно покажет, как работает определенный элемент. Цепь будет состоять из следующих компонентов: вращающиеся лопасти для генератора переменного тока, преобразователя переменного тока в постоянный, аккумулятора, совместимого электродвигателя, системы реактивной тяги.

Для обеспечения работоспособности генератора необходимо хотя бы примерно представлять скорость вращения ротора. Отталкиваясь от скорости вращения, получаем представление о мощности, которую должен вырабатывать генератор.

Электрический асинхронный генератор переменного тока состоит из статора (неподвижной части) и ротора (вращающейся). Статор состоит из блока наложенных друг на друга листов металла диэлектрика (не проводящих ток) с вырезанными сквозными пазами, и магнитных катушек, вставляющихся в них. Катушки не должны соприкасаться с блоком. Для этого используются специальные прокладки внутри, и стрелки снаружи из изолирующего материала. За пределы пазов они выступать не должны. Также изолируются катушки друг от друга. Форма и элементы ротора могут отличаться друг от друга.

Возьмем за основу двигатели на воде своими руками с расчетом на три фазы, так как данный вид наиболее распространен. Это значит, что будет использовано три катушки одинаковых размеров. В домашних условиях при напряжении в 220 вольт постоянного тока в 19 ампер, потребуется провод с сечением 1,5 миллиметра. Работать будет при условии потребления не выше 4,1 киловатта. Стоит также учесть частоту вращения. Количество вращений в секунду измеряется в герцах. В России принята чистота 50 Герц в секунду для электроники. Провода на выходе соединяются «треугольником» или «звездой».

О физике

Ватт представляет произведение ампер на вольт. Киловатт — это 1000 ватт. Вольт равен произведению Ампер (сила тока) на Ом (сопротивление). Добавляя витки, вы увеличите мощность генератора, но и необходимую требуемую работу при вращении ротора. В данном случае рекомендуется отталкиваться от требований аккумулятора на потребление, а не на отдачу.

Разумеется, возможно сделать расчеты будущего изделия, но в целях безопасности рекомендуется поэкспериментировать с малой мощностью ручного генератора, так как без опыта с первого раза собрать полностью рабочую модель не получится. Причиной этого могут служить мелкие недочеты, неподходящие материалы и прочее, а следствием нарушения техники безопасности — чья-то жизнь. Используйте для начала аккумулятор на 12 вольт и проволоку меньшего диаметра. В качестве ротора — простой ферромагнитный сердечник (железный цилиндр подойдет). Для начала можно сделать авто двигатель на воде для какой-нибудь машинки.

С генератора переменного тока потребуется сделать цепь из трансформатора (высокого напряжения в низкое), 4 диода прямоугольником (одностороннее движение), конденсатор (для бесперебойности), резистор и стабилитрон (ограничение по верхней и нижней планке) и последним регулятор. Вся цепь подключается к накопительной батарее. От батареи непосредственно двигатель под винт. Двигатель можно аналогичный изготовить.

С двигателя для реактивного движения делается вытяжка из проводов (с гидроизоляцией) или бобина. Удлинение размещается у нижнего основания лодки. Винт прикрепляется к нему. Форма винта, углы и количество лепестков по усмотрению.

В маленьком размере получится лодка с ручной подзарядкой и соплом, что обеспечит высокую скорость. Если масштаб увеличить, то при правильном подходе получится мощный двигатель на воде, а главное, появятся навыки.

Источник Источник Источник Источник http://ecoconceptcars.ru/2010/12/blog-post_25.html
Источник Источник http://fastmb.ru/soveti_auto/3538-vodorodnyy-dvigatel-osobennosti-dostoinstva-i-nedostatki.html
Источник Источник http://www.syl.ru/article/216046/new_dvigatel-na-vode-kak-sdelat-dvigatel-rabotayuschiy-na-vode