В шеститактном двигателе
Брюса Кроуэра сгоревшее топливо повторно совершает работу, возвращаясь к жизни
в виде горячего пара
Рассматривать современные
моторы под капотами автомобилей – сплошное удовольствие. Какие они мощные,
компактные, тихие и экономичные: современный дизель потребляет менее 6 л топлива на 100 км при рабочем объеме 2 л и бешеном крутящем моменте.
И все же КПД даже самых технологичных дизельных моторов с технологией Twinturbo
не превышает 33%! Атмосферные бензиновые ДВС еще менее эффективны – их КПД с
трудом дотягивает до 25%.
Температура газов в камере
сгорания четырехтактного ДВС Отто достигает 2000˚С. Внутренние стенки цилиндра
и рабочая поверхность поршня нагреваются до 1500˚С. Часть тепловой энергии
уходит из камеры сгорания на четвертом такте вместе с выхлопными газами. Чтобы
быстро отвести тепло и охладить камеру сгорания до оптимальной температуры,
применяется мощная система охлаждения, неисправность которой грозит поломкой
двигателя. Перегрев – проклятие автомехаников, работающих с
высокооборотными спортивными моторами. Температура внутри кокпита гоночного
болида во время заездов достигает 70˚С, а некоторые узлы двигателя раскаляются
докрасна. Выходит, что автомобиль куда более эффективен в качестве калорифера,
нежели в качестве транспортного средства.
Можно ли заставить
избыточное тепло совершать полезную работу, вместо того чтобы отводить его от
мотора и рассеивать в атмосфере? 75-летний изобретатель Брюс Кроуэр на практике
доказал, что это возможно.
Остатки сладки
По признанию самого Брюса,
последние 30 лет он постоянно думал о том, как превратить тепло двигателя во
вращение коленчатого вала. Озарение, как это часто бывает, пришло к нему во
сне. Брюс решил, что в концепции Отто не хватает еще двух тактов – рабочего и
холостого. Но источником энергии для них должна служить не очередная порция
топливовоздушной смеси, а избыточная температура! В качестве рабочего тела он
применил простую воду. При атмосферном давлении вода, превращаясь в пар,
увеличивает свой объем в 1600 раз и обладает колоссальной энергией. В двигателе
Кроуэра вода впрыскивается в камеру сгорания в виде мельчайших капелек под
давлением около 150 атм., когда заканчивается четвертый такт цикла Отто и
поршень возвращается в исходное положение. Попадая на раскаленную поверхность
поршня и гильзы цилиндра, вода превращается в пар и толкает поршень вниз,
совершая рабочий пятый такт. На шестом такте отработанный пар удаляется из
камеры сгорания через выпускной клапан. Таким образом Кроуэр заставляет уже
сгоревшее топливо еще раз совершить полезную работу, используя его «тепловой
фантом». Эту концепцию изобретатель назвал Steam-o-Lene.
Цикл Кроуэра отличается от
традиционного цикла Отто не только количеством тактов, но и отношением
количества рабочих тактов к их общему числу. Так, у Отто это отношение
составляет 1:4, а у Кроуэра – 1:3, дополнительные 40% полезной работы
совершаются на неизменном количестве топлива. На четвертом такте раскаленные
выхлопные газы не удаляются из камеры сгорания полностью, а сжимаются поршнем,
создавая очень высокое давление. Вода в такой среде испаряется быстрее и
равномернее. Далее отработанный пар поступает в конденсатор, где охлаждается и
снова превращается в воду. Часть остаточного тепла используется для обогрева
салона автомобиля....
Полный текст статьи в отсканированном виде находится здесь.
