Оглавление:
В древние времена люди использовали животных для приведения в действие простейших механизмов. Позже для плавания на парусных суднах и для того чтобы заставить вращаться ветряные мельницы, делающие из зерна муку, стала использоваться сила ветра. Затем люди научились использовать силу течения речной воды для того, чтобы заставить вращаться водяные колёса, перекачивающие и поднимающие воду или приводящие в действие разнообразные механизмы.
Тепловые двигатели появились в далёком прошлом, в том числе и двигатель Стирлинга. Сегодня технологии значительно усложнились. Так, например, человечество изобрело двигатель внутреннего сгорания, который является довольно сложным механизмом. На основе ДВС в настоящее время работает большинство современных автомобилей и другой необходимой для человека техники. Функция, которую выполняет тепловое расширение внутри двигателя внутреннего сгорания, очень сложна, но без неё работа ДВС невозможна.
В механическом устройстве, называемом двигателем внутреннего сгорания, энергия сгорающего топлива преобразуется в механическую. Для того чтобы сделать двигатель внутреннего сгорания своими руками, необходимо знать основные принципы его действия.
На сегодняшний день существуют разные виды двигателей, но для моделизма чаще всего используются:
Дизельные двигатели отличаются от искровых или калильных тем, что в первых возгорание горючего происходит при сильном сжатии газа в процессе движения поршня в цилиндре. А последние два типа двигателей требуют для возгорания уже сжатой смеси дополнительной энергии, для чего необходимо заранее нагреть калильную свечу или произвести искровой разряд.
Поршневые двигатели могут быть только двухтактными. Двигатели, которые зажигаются путём накала или искры, бывают и двухтактные, и четырехтактные.
Двухтактные двигатели осуществляют любой рабочий процесс в два такта, выполняемые за 1 оборот коленвала.
Перед тем как завершается первый такт, в цилиндре воспламеняется горючая смесь, в результате чего значительно увеличивается давление в камере сгорания, которое способствует движению поршня вверх и вниз.
Во втором такте — «рабочем ходе-продувке» сгорающее топливо расширяется, что способствует развитию механической мощности, а свежая порция топлива, засосанная в цилиндр во время первого такта, сжимается.
После того, как поршень проходит около половины пути вниз, газы, образованные во время сгорания топлива, выталкиваются из цилиндра через специально открывающееся окно. А после того, как открывается перепускное окно, сжатое в картере горючее поступает в цилиндр, и тем самым вытесняет из него оставшиеся отработанные газы, то есть, происходит продувка.
Устройство ДВС изучается в школе старшеклассниками. Поэтому даже подросток сможет сделать простейший двигатель внутреннего сгорания своими руками. Для его изготовления нужно взять:
Порядок изготовления:
Из следующего примера вы узнаете, как можно сделать двигатель внутреннего сгорания в домашней мастерской, не используя при этом станки и сложное оборудование.
Данный мини двигатель внутреннего сгорания своими руками работает на небольшом количестве жидкого топлива (20 г). Топливо, взрываясь в камере, моментально преобразуется в газ и значительно увеличивается в объёме. В результате создаётся избыточное давление, выталкивающее поршень и вызывающее вращение коленчатого вала на пол-оборота.
Затем этот же газ быстро преобразуется в горючую жидкость, уменьшаясь в объёме до первоначального состояния. В результате этого создаётся пониженное давление, втягивающее поршень назад, а коленчатый вал снова делает половину оборота.
Таким образом, в процессе одного оборота вала поршень совершает два рабочих хода.
Процесс бесконечен за счет постоянного перехода жидкости в газ и обратно. В такой замкнутой системе отсутствует как впрыск топлива, так и выхлоп газа. Составляют двигатель всего три узла:
Система запускается в действие аккумулятором, а далее можно использовать генератор. Для питания двигателя необходимо 12 Вольт, 4 Ампера.
Данный ДВС можно создавать с различными мощностями, он подойдёт для любого вида транспорта, передвигающегося по земле и по воздуху. Исключение составляют лишь реактивные самолёты.
На следующем видео представлена небольшая настольная рабочая модель, демонстрирующая эффект ДВС:
Видео о том, как сделать маленький двигатель внутреннего сгорания
nazvania.net
» Своими руками
В древности люди приводили в действие простейшие механизмы руками или с помощью животных. Затем они научились использовать силу ветра, плавая на парусных кораблях. Они научились так же использовать ветер для вращения ветряных мельниц, перемалывающих зерно в муку. Позже они стали применять энергию течения воды в реках для вращения водяных колес. Эти колеса перекачивали и поднимали воду или приводили в действие различные механизмы.
1. Изучить теорию двигателей внешнего и внутреннего сгорания.
2. Сконструировать модель на основе теории ДВС.
Актуальность:
Физика и физические законы являются неотъемлемой частью нашей жизни.
Техника, здания, различные процессы, протекающие в нашем мире – все это физика. Мы не можем жить и не знать, хотя бы элементарных законов этой науки. А, следовательно, физика – это актуальная, не стареющая наука.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Значительный рост всех отраслей народного хозяйства требует перемещения большого количества грузов и пассажиров. Высокая маневренность, проходимость и приспособленность для работы в различных условиях делает автомобиль одним из основных средств перевозки грузов и пассажиров. На долю автомобильного транспорта приходится свыше 80% грузов, перевозимых всеми видами транспорта вместе взятыми, и более 70% пассажирских перевозок. За последние годы заводами автомобильной промышленности освоены многие образцы модернизированной и новой автомобильной техники, в том числе для сельского хозяйства, строительства, торговли, нефтегазовой и лесной промышленности. В настоящее время существует большое количество устройств, использующих тепловое расширение газов. К таким устройствам относится карбюраторный двигатель, дизели, турбореактивные двигатели и т. д.
Тепловые двигатели могут быть разделены на две основные группы:
1. Двигатели с внешним сгоранием.
2. Двигатели внутреннего сгорания.
Изучая тему урока #8220 Двигатели внутреннего сгорания#8221 в 8 классе мы заинтересовались этой темой. Мы живем в современном мире, в котором техника играет важную роль. Не только та техника, которую мы используем у себя дома, но и на которой ездим – автомобиль. Рассматривая машину, я убедился, что двигатели это необходимая часть автомобиля. Неважно будь это старая или новая машина. Поэтому мы решили затронуть тему двигателя внутреннего сгорания, который использовали и раньше и сейчас.
Для того, чтобы понять устройство ДВС, мы решили создать его сами и вот, что у нас получилось.
Материал: картон, клей, проволока, моторчик, шестерни, батарейка 9V.
Ход изготовления
1. Изготовили из картона коленвал (вырезали круг)
2. Изготовили шатун (сложили прямоугольный лист картона 15*8 пополам и ещё на 90градусов), на концах которого сделали отверстия
3. Из картона изготовили поршень, в котором сделали отверстия (под поршневые пальцы)
4. Поршневые пальцы сделали по размеру отверстия в поршне, свернув небольшой лист картона
5. С помощью поршневого пальца закрепили поршень на шатуне, а с помощью проволоки шатун прикрепили к коленвалу
6. По размеру поршня свернули цилиндр, а по размеру коленвала картер (Картер – коробочка под коленвал)
7. Собрали механизм вращения коленвала (с помощью шестерёнок и моторчика), так чтобы при больших оборотах моторчика вращающий механизм развивал меньшие обороты (чтобы он мог провернуть коленвал с шатуном и поршнем)
8. К коленвалу прикрепили вращающийся механизм и поместили его в картер (закрепив вр. механизм к стенке картера)
9. Поршень поместили в цилиндр и склеили цилиндр с картером.
10. Идущие два провода + и – от моторчика присоединяем к батарейке и наблюдаем движение поршня.
Видео
Вид модели внутри
Тепловое расширение нашло свое применение в различных современных технологиях. В частности можно сказать о применении теплового расширения газа в теплотехники. Так, например, это явление применяется в различных тепловых двигателях, т. е. в двигателях внутреннего и внешнего сгорания:
* Роторных двигателях
* Реактивных двигателях
* Турбореактивных двигателях
* Газотурбинные установки
* Двигателях Ванкеля
* Двигателях Стирлинга
* Ядерные силовые установки.
Тепловое расширение воды используется в паровых турбинах и т. д. Все это в свою очередь нашло широкое распространение в различных отраслях народного хозяйства. Например, двигатели внутреннего сгорания наиболее широко используются:
* Транспортные установки
* Сельскохозяйственные машины.
В стационарной энергетике двигатели внутреннего сгорания широко используются:
* На небольших электростанциях
* Энергопоезда
* Аварийные энергоустановки.
ДВС получили большое распространение также в качестве привода компрессоров и насосов для подачи газа, нефти, жидкого топлива и т. п. по трубопроводам, при производстве разведочных работ, для привода бурильных установок при бурении скважин на газовых и нефтяных промыслах.
Турбореактивные двигатели широко распространены в авиации. Паровые турбины – основной двигатель для привода электрогенераторов на ТЭС. Применяют паровые турбины также для привода центробежных воздуходувок, компрессоров и насосов.
Существуют даже паровые автомобили, но они не получили распространения из–за конструктивной сложности.
Тепловое расширение применяется также в различных тепловых реле, принцип действия, которых основан на линейном расширении трубки и стержня, изготовленных из материалов с различным температурным коэффициентом линейного расширения.
Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием различных факторов.
Во–первых, при сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чего содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается.
Во–вторых, сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа.
В–третьих, при сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека. А автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают в атмосферу 2–3 тонны свинца.
Выбросы вредных веществ в атмосферу – не единственная сторона воздействия тепловых двигателей на природу. Согласно законам термодинамики производство электрической и механической энергии в принципе не может быть осуществлено без отвода в окружающую среду значительных количеств теплоты. Это не может не приводить к постепенному повышению средней температуры на Земле.
Один из способов уменьшения путей загрязнения окружающей среды связан с использованием в автомобилях вместо карбюраторных бензиновых двигателей дизелей, в топливо которых не добавляют соединения свинца.
Перспективными являются разработки автомобилей, в которых вместо бензиновых двигателей применяются электродвигатели или двигатели, использующие в качестве топлива водород.
Другой способ заключается в увеличении КПД тепловых двигателей. В Институте нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН разработаны новейшие технологии превращения углекислого газа в метанол (метиловый спирт) и диметиловый эфир, увеличивающие в 2–3 раза производительность аппаратов при значительном уменьшении электроэнергии. Здесь был создан реактор нового типа, в котором производительность увеличена в 2–3 раза.
Введение этих технологий снизит накопление углекислого газа в атмосфере и поможет не только создать альтернативное сырьё для синтеза многих органических соединений, основой для которых сегодня служит нефть, но и решить упомянутые выше экологические проблемы.
Благодаря нашей работе можно сделать следующие выводы:
Не существовало бы двигателей внутреннего сгорания без использования теплового расширения газов. И в этом мы легко убеждаемся, рассмотрев подробно принцип работы ДВС, их рабочие циклы – вся их работа основана на использовании теплового расширении газов. Но ДВС – это только одно из конкретных применений теплового расширения. И судя по тому, какую пользу приносит тепловое расширение людям через двигатель внутреннего сгорания, можно судить о пользе данного явления в других областях человеческой деятельности.
И пускай проходит эра двигателя внутреннего сгорания, пусть у них есть много недостатков, пусть появляются новые двигатели, не загрязняющие внутреннюю среду и не использующие функцию теплового расширения, но первые еще долго будут приносить пользу людям, и люди через многие сотни лет будут по доброму отзываться о них, ибо они вывели человечество на новый уровень развития, а пройдя его, человечество поднялось еще выше.
Мировые запасы воды на Земле неисчерпаемы. Мы лихорадочно ищем топливо будущего, а сами буквально купаемся в нем. Ведь чтобы пользоваться водой как топливом, надо придумать некое устройство, работающее на ней, а вернее, на ее составляющих водороде и кислороде. Из основ химии известны методы диссоциации (способы разложения) воды на водород и кислород – термическая, электрическая, под действием ионизирующих излучений, радиоволн и др.
Среди автомобилистов давно ходят рассказы о двигателях внутреннего сгорания, работающих на воде. В научно-популярной литературе периодически появляются сенсационные сообщения об успешных опытах по созданию двигателей на воде. Однако, проверить их достоверность очень трудно. Например, профессор Сапогин рассказывал, как его учитель профессор Г. В. Дудко в 1951 г. участвовал в испытаниях двигателя внутреннего сгорания, который представлял собой гибрид дизеля с карбюраторным двигателем. Для его запуска требовался всего стакан бензина, а потом зажигание отключалось, форсунками в камеры сгорания подавалась топливным насосом обыкновенная вода со специальными добавками, предварительно нагретая и сильно сжатая. Двигатель был установлен на лодке, и испытатели два дня плавали на ней по Азовскому морю, черпая вместо бензина воду из-за борта.
На вопрос, почему такие двигатели до сих пор не поставлены на серийное производство, профессор Сапогин обычно ответил журналисту: Такой вопрос может прийти в голову только человеку, не знающему жизнь!#187
Наверно, в этих рассказах есть какая-то доля истины. Также понятно, что странам международной бензиновой олигархии, как США и России такие изобретения не нужны, поэтому они неохотно пускают такого рода изобретения не только в промышленность, но и на страницы патентных бюллетней. Им, объединенным в автомобильно-бензиновый комплекс, сейчас легко бороться с разрозненными энтузиастами двигателей на воде еще и потому, что у последних нет четкого представления о том, как из воды рождается тепло, необходимое для работы двигателя. Свои разработки они делали методом проб вслепую без освещения пути к цели теорией.
На X Международном симпозиуме Перестройка естествознания#187 , состоявшемся в 1999 в г. Волгодонске, П. Мачукас из Вильнюса докладывал, что он разработал вещество, таблетка которого на ведро воды превращает воду в заменитель бензина для обычных двигателей. Себестоимость таблетки в 3 раза ниже, чем стоимость бензина на такую же продолжительность поездки. Состав таблетки изобретатель держит в секрете.
Покопавшись в подшивках научно-популярных журналов и газет, можно найти немало подобных околонаучных историй. Так, в газете Комсомольская правда#187 от 20 мая 1995 г. приведена история А. Г. Бакаева из Перми, приставка которого якобы позволяет любому автомобилю работать на воде.
Однако, что двигатели на воде прерогатива только изобретателей из стран СНГ. Например, некто Ю. Браун в США построил демонстрационный автомобиль, в бак которого заливается вода, а Р. Гуннерман в ФРГ доработал обычный двигатель внутреннего сгорания для работы на смеси газ/вода или спирт/ вода в пропорции 55/45. Дж. Грубер также пишет и о двигателе немецкого изобретателя Г. Пошля, работающем на смеси вода/ бензин в пропорции 9/1.
Но самый широкоизвестный двигатель, разлагающий воду на водород и кислород, основанный на электролизе, сконструирован американским изобретателем Стенли Мейром. Доктор Дж. Грубер из ФРГ упоминает о двигателе С. Мейера с водой в роли топлива, запатентованном в США в 1992 г. (Патент США № 5149507). Об этом двигателе была телепередача по 4-му каналу Лондонского телевидения 17 декабря 1995 г.
Обычный элекролиз воды требует тока, измеряемого в амперах, в то время как электролитический двигатель С. Мейера производит тот же эффект при милиамперах. Более того, обыкновенная водопроводная вода требует добавления электролита, например, серной кислоты, для увеличения проводимости двигатель Мэйера-же действует при огромной производительности с обычной отфильтрованной от грязи водой.
Согласно очевидцам, самым поразительным аспектом двигателя Мэйера было то, что он оставался холодным даже после часов производства газа.
Эксперименты Мэйера, которые он представил к патентованию, заслужили серию патентов США, представленные под Секцией 101. Следует отметить, что представление патента под этой секцией зависит от успешной демонстрации изобретения Патентному Рецензионному Комитету.
Рис. Электролитическая ячейка С. Мейера.
Электролитическая ячейка Мэйера имеет много общего с электролитической ячейкой, за исключением того, что она работает при высоком потенциале и низком токе лучше, чем другие методы. Конструкция проста. Электроды сделаны из параллельных пластин нержавеющей стали, образующие либо плоскую, либо концентрическую конструкцию. Выход газа зависит обратно пропорционально расстоянию между ними предлагаемое патентом расстояние 1.5 мм дает хороший результат.
Значительные отличия заключаются в питании двигателя. Мэйер использовал внешнюю индуктивность, которая образует колебательный контур с емкостью ячейки, чистая вода обладает диэлектрической проницаемостью около 5 ед. чтобы создать параллельную резонансную схему.
Она возбуждается мощным импульсным генератором, который вместе с емкостью ячейки и выпрямительным диодом составляет схему накачки. Высокая частота импульсов производит ступенчато увеличивающийся потенциал на электродах ячейки до тех пор, пока не достигается точка, где молекула воды распадается и возникает кратковременный импульс тока. Схема измерения тока питания выявляет этот скачок и запирает источник импульсов на несколько циклов, позволяя воде восстановиться.
Рис. Электрическая схема электролитической ячейки С. Мейера
Группа очевидцев независимых научных наблюдателей Великобритании свидетельствовал,а что американский изобретатель, Стэнли Мэйер, успешно разлагает обыкновенную водопроводную воду на составляющие элементы посредством комбинации высоковольтных импульсов, при среднем потреблении тока, измеряемого всего лишь милиамперами. Зафиксированный выход газа был достаточным, чтобы показать водородно-кислородное пламя, которое мгновенно плавило сталь(около 0.5 литров в секунду).
Рис. Принципиальная схема электролитической ячейки С. Мейера
По сравнению с обычным сильноточным электролизом, очевидцы констатировали отсутствие какого-либо нагревания ячейки. Мэйер отказался прокомменировать подробности, которые бы позволили ученым воспроизвести и оценить его водяную ячейку#187 . Однако, он представил достаточно детальное описание американскому Патентному Бюро, чтобы убедить их, что он может обосновать его заявку на изобретение.
Одна демонстрационная ячейка была снабжена двумя параллельными электродами возбуждения. После наполнения водопроводной водой, электроды генерировали газ при очень низких уровнях тока не больше, чем десятые доли ампера, и даже миллиамперы, как заявляет Мэйер, выход газа увеличивался, когда электроды сдвигались более близко, и уменьшался, когда они отодвигались. Потенциал в импульсе достигал десятков тысяч вольт.
Вторая ячейка содержала 9 ячеек с двойными трубками из нержавеющей стали и производила намного больше газа. Была сделана серия фотографий, показывающая производство газа при миллиамперном уровне. Когда напряжение было доведено до предельного, газ выходил в очень впечатляющем количестве.
Исследователь химик Keith Hindley описал демонстрацию работы ячейки Мэйера: После дня презентаций, Griffin комитет засвидетельствовал ряд важных свойств WFC (водяная топливная ячейка, как назвал ее изобретатель). Мы обратили внимание, что вода вверху ячейки медленно стала окрашиваться от бледно-кремового до темно-коричневого цвета, мы почти уверены в влиянии хлора в сильно хлорированной водопроводной воде на трубки из нержавеющей стали, использованные для возбуждения. Но самое удивительное наблюдение это то, что WFC и все его металлические трубки остались совершенно холодные на ощупь, даже после более чем 20 минут работы “.
Рис. Механизм работы электролитической ячейки С. Мейера
Таким образом, полученный результат свидетельствует об эффективном и управляемом производстве газа, которое безопасно в управлении и функционировании. А управлять производством газа позволяет увеличение и уменьшение напряжения электрода.
По мнению самого изобретателя, под воздействием электрического поля происходит поляризации молекулы воды, приводящему к разрыву связи.
Кроме обильного выделения кислорода и водорода и минимального нагревания ячейки, очевидцы также сообщают, что вода в внутри ячейки исчезает быстро, переходя в ее составные части в виде аэрозоли из огромного количества крошечных пузырьков, покрывающих поверхность ячейки.
Мэйер заявил, что конвертер водородно-кислородной смеси работает у него уже в течение последних 4 лет, и состоит из цепочки из 6 цилиндрических ячеек. Он также заявил, что фотонное стимулирование пространства реактора светом лазера посредством оптоволокна увеличивает производство газа.
Рис. Изменения молекул воды при работе установки
Эффекты, наблюдаемые при работе установки электролитического разложения воды:
-последовательность состояний молекулы воды и/или водорода/кислорода/других атомов
-ориентация молекул воды вдоль силовых линий поля
-поляризация молекулы воды
-удлиннение молекулы воды
-разрыв ковалентной связи в молекуле воды
-освобождение газов из установки.
Причём, оптимальный выход газа достигается в резонансной схеме. Частота подбирается равной резонансной частоте молекул.
Для изготовления пластин конденсатора отдается предпочтение нержавеющей стали марки Т-304, которая не взаимодействует с водой, кислородом и водородом. Начавшийся выход газа управляется уменьшением эксплуатационных параметров. Поскольку резонансная частота фиксирована, производительностью можно управлять с помощью изменения импульсного напряжения, формы или количества импульсов.
Повышающая катушка намотана на обычном тороидальном ферритовом сердечнике 1.50 дюйма в диаметре и 0.25 дюйма толщиной. Первичная катушка содержит 200 витков 24 калибра, вторичная 600 витков 36 калибра.
Диод типа 1ISI1198 служит для выпрямления переменного напряжения. На первичную обмотку подаются импульсы скважности 2. Трансформатор обеспечивает повышение напряжения в 5 раз, хотя оптимальный коэффициент подбирается практическим путем.
Дроссель содержит 100 витков калибра 24, в диаметре 1 дюйм. В последовательности импульсов должен быть короткий перерыв.
Через идеальный конденсатор ток не течет. Рассматривая воду как идеальный конденсатор, энергия не будет расходоваться на нагрев воды.
Вода обладает некоторой остаточной проводимостью, обусловленной наличием примесей. Идеально, если вода в ячейке будет химически чистой. Электролит к воде не добавляется.
В процессе электрического резонанса может быть достигнут любой уровень потенциала, поскольку емкость зависит от диэлектрической проницаемости воды и размеров конденсатора.
Однако, следует помнить, что водород – чрезвычайно опасное взрывоопасное соединение. Его детонационная составляющая в 1000 раз сильнее бензина. Помимо всего, у Стэна Мэйера было два инфаркта, после которых он скончался, возможно, от отравления водородом.
Другой, совершенно отличный по конструкции двигатель внутреннего сгорания, работающей на воде, был разработан ещё в 1994 году нашим изобретателем В.С. Кащеевым.
На рисунке справа приведена его конструкция в разрезе.
Двигателя внутреннего сгорания на воде включает цилиндр 1, в котором размещен поршень 2, связанный, например, кривошипно-шатунным механизмом с коленчатым валом двигателя (на фиг. 1 не показаны). Цилиндр 1 снабжен головкой 3, образующей совместно со стенками 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, например, от распределительного вала двигателя (на фиг. не показан)
обратные клапаны 7, обеспечивающие выхлоп в атмосферу продуктов из камеры сгорания 4 и герметизирующие камеру после осуществления выхлопа.
Камера сгорания 4 выполнена по крайней мере с одной предкамерой 8, в которой установлен приводимый, например, от распределительного вала клапан 9 подачи топливной смеси и свеча зажигания 10. Предпочтительно предкамеру 8 (или предкамеры) выполнить в боковой стенке цилиндра 1 над поршнем при его расположении в нижней мертвой точке.
Двигатель работает следующим 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, одинаково 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 смеси используют стехиометрическую смесь водорода с кислородом, так называемый гремучий газ.
При сгорании топливной смеси резко повышается давление в камере сгорания 4 этим давлением открываются установленные в головке 3 цилиндра обратные клапаны 7 и происходит выхлоп в атмосферу продуктов из камеры сгорания. Давление в камере сгорания 4 резко понижается и обратные клапаны 7 закрываются, 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 открывается впускной клапан 6 и цикл повторяется. Выбрасываемые из камеры сгорания продукты представляют собой увлажненный воздух.
Получение топливной смеси для силовой установки транспортного средства с предлагаемым двигателем внутреннего сгорания может осуществляться электролизом воды в электролизере, установленном на этом транспортном средстве.
Другой наш изобретатель москвич Михаил Весенгириев, лауреат премии журнала «Изобретатель и рационализатор», вообще предложил использовать в качестве устройства, разлагающего воду на кислород и водород самый что ни на есть обычный поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Он утверждает, что существующие двигатели внутреннего сгорания можно заставить работать на обычной воде с помощью электродов вольтовой дуги.
Камера двигателя сгорания по-мнению изобретателя, идеально подходит для всех видов воздействия на воду, вызывающих ее диссоциацию и последующее образование рабочей смеси, 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 системой охлаждения, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, выпускной клапан, систему подачи электролита (водного раствора электролита) и систему зажигания. Система подачи электролита в цилиндр выполнена в виде плунжерного насоса высокого давления и форсунки с кавитатором (местное сужение канала). Причем насос высокого давления либо кинематически, либо через блок управления связан с кривошипно-шатунным механизмом двигателя.
Система зажигания выполнена в виде электродов и вольтовой дуги, установленных в камере сгорания. Зазор между ними можно регулировать, а ток на них идет от прерывателя-распределителя, также кинематически или через блок управления связанного с кривошипно-шатунным механизмом.
Перед пуском двигателя в работу бак заправляют электролитом (например, водным раствором едкого натра). Регулируя катод, устанавливают зазор между электродами. И, включив зажигание, на электроды подают постоянный ток. Затем стартером раскручивают вал двигателя.
Поршень от верхней мертвой точки (ВМТ) перемещается к нижней мертвой точке (НМТ). Выпускной клапан закрыт. В цилиндре создается разрежение. Насос высокого давления забирает из электролитного бака цикловую дозу электролита и через форсунку с кавитатором подает ее в цилиндр. В кавитаторе за счет повышения скорости и падения давления до критического значения происходит частичная диссоциация воды и тончайшее распыление капелек электролита. Затем в камере сгорания за счет протекания постоянного электрического тока через электролит происходит дополнительная, уже электролитическая диссоциация.
Поршень от НМТ перемещается к ВМТ – такт сжатия. Объем, занимаемый рабочей смесью, уменьшается, а ее температура возрастает: теперь идет уже термическая диссоциация. Третий такт – рабочий ход. Электрод пружиной и кулачково?распределительным валом (кинематически либо через блок управления связанный с кривошипно-шатунным механизмом) перемещается до соприкосновения с электродом, и зажигается вольтова дуга. Под воздействием ее тепла рабочая смесь в камере сгорания окончательно диссоциирует и воспламеняется. Расширяющиеся газы перемещают поршень от ВМТ к НМТ. Еще до прихода поршня к НМТ прерыватель-распределитель размыкает контакты, на короткое время прерывает подачу постоянного тока на электроды вольтовой дуги и тушит ее. Затем контакты прерывателя-распределителя вновь замыкаются, и постоянный ток опять поступает на электроды.
И, наконец, четвертый такт – выпуск. Поршень перемещается вверх от НМТ к ВМТ. Выпускной клапан открывает выпускное окно, и цилиндр освобождается от отработавших продуктов. В дальнейшем процесс работы двигателя беспрерывно повторяется. При этом цилиндр и головка цилиндра охлаждаются системой охлаждения двигателя. Таким образом, старый-новый ДВС может работать на воде.
Конструкции двигателей внутреннего сгорания на воде, реализуются на практике различными западными фирмами.
Например, совсем недавно Японская компания Genepax представила в Осаке (Osaka, Япония) электромобиль, который использует воду в качестве топлива. Как сообщает агентство Reuters, всего одного литра достаточно, чтобы ехать на нем в течение часа со скоростью 80 километров в час.
Как утверждает разработчик, машина может использовать воду любого качества – дождевую, речную и даже морскую. Силовая установка на топливных ячейках получила название Water Energy System (WES). Она устроена по тому же принципу, что и другие силовые установки на топливных элементах, использующие водород в качестве топлива. Главной особенностью системы Genepax является то, что она использует коллектор электродов мембранного типа (MEA), который состоит из специального материала, способного при помощи химической реакции полностью расщепить воду на водород и кислород.
Этот процесс, как утверждают разработчики, аналогичен механизму производства водорода путем реакции металлогидрида и воды. Однако главное отличие WES – это получение водорода из воды в течение длительного времени. Кроме того, MEA не требует специального катализатора, а редкие металлы, в частности платина, необходимы в том же количестве, что и в обычных фильтрующих системах бензиновых автомобилей. Также нет необходимости использовать преобразователь водорода и водородный резервуар высокого давления.
Помимо полного отсутствия вредных выбросов, силовая установка Genepax, по словам разработчика, является более долговечной, так как катализатор не портится от загрязняющих веществ.
Автомобиль будет продолжать ехать до тех пор, пока у вас есть бутылка с водой, чтобы заправлять его время от времени#187 , сказал генеральный директор Genepax Киеси Хирасава (Kiyoshi Hirasawa). «Для пополнения энергией батарей не требуется создавать инфраструктуру, в частности, станции подзарядки, как для большинства современных электромобилей».
Продемонстрированный в Осаке автомобиль является единственным образцом, и будет использован для получения патента на изобретение. В будущем Genepax планирует начать сотрудничать с японскими автопроизводителями и снизить себестоимость топливных элементов за счет массового производства.
О.В.Мосин
Продолжение в следующей статье сайта.
загрузка.
Источники: http://livescience.ru/%D0%A1%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8:%D0%94%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C-%D0%B2%D0%BD%D1%83%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%B5%D0%B3%D0%BE-%D1%81%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F, http://problem-netu.ru/samoe-interesnoe/dvs-na-vode-svoimi-rukami/
Комментариев пока нет!restart24.ru
Если вы хотите попробовать самостоятельно сделать соленоидный двигатель в домашних условиях, то это писание специально для вас.
Также мы предлагаем перед началом работы посмотреть поэтапное видео, что бы вам было более понятней, как и что делается.
Для изготовления двигателя нам понадобится:- большое колесико от игрушечной машинки;- ручка;- болт или гвоздь толщиной не больше диаметра толщины ручки;- винная пробка;- немного шурупов;- скрепки;- проволока стальная диаметром 3,8 мм и диаметром 1,3 мм;- 1 метр обычного электрического провода;- медная проволока в изоляции диаметром 0,4 мм;- блок питания на 12 вольт, чтобы приводить наш двигатель в действие;- деревянный брусок произвольного размера, который будет служить основой для двигателя;- плоскагубцы;- бокарезы;- отвертки;- штангель-циркуль;- круглые плоскагубцы;- ножовка;- сверла на 1,4 и на 3,8 мм;- ножовка;- клеевой пистолет;- шуруповерт-дрель.
Первым делом нам нужно собрать солиновик. Для этого нам необходимо ножовка, винная пробка, штангель-циркуль и ручка.Разбираем ручку.
От ручки нам необходимо отрезать часть с резьбой, для этого мы используем ножовочное полотно.
Дальше отмеряем от корпуса ручки 35мм и отрезаем их ножовкой.
Подравниваем концы и убираем заусенцы при помощи напильника.
Следующим шагом из винной пробки мы делаем небольшие диски толщиной в 5 мм.
В центре каждого диска делаем отверстие диаметром равным внешнему диаметру нашей ручки.
Теперь с помощью термоклея приклеим наши доски на разные концы ручки. У нас получилась основа.
Приступим к намотке катушки, для этого берем проволоку 0,4 мм и наматываем 500-600 витков.
Главное, чтобы все 600 мотков были в одну сторону.
Конец проволоки пропустить через блин от пробки.
Замотать катушку для прочности рекомендуется изолентой.
Теперь переходим к изготовлению поршня. Берем болт или гвоздь и ножовочным полотном отрезаем ему шляпку.
Делаем пропил перпендикулярный и небольшое сквозное отверстие.
Теперь нам нужно изготовить шатун. Для изготовления шатуна нам нужна проволока в 3,8 мм.
Проволоку нам нужно расплюснуть, чтобы она хорошо входила в пазик на болте. В расплюснутом месте болта нам нужно сделать точно такое же отверстие в 1,3 мм.
Теперь можно приступить к изготовлению коленчатого вала. Нам понадобится стальная проволока диаметром 3,8 см.
Сделать «колено» нужно будет на третьей часто проволоки.
В роли маховика мы будем использовать колесо от большой детской машинки.
Чтобы подсоединить шатун к коленчатому валу мы будем использовать колпачок от ручки с двумя просверленными друг к другу отверстиями.
Колпачок от ручки нужно установить на колено, к нему потом будет крепиться шатун.
Закрепить нашу конструкцию можно из заранее сделанных ножек. Ножки делаются из проволоки в 1,4 мм.
Теперь нам нужно из кусочка медной жести сделать контакт.
Кончик коленчатого вала необходимо немножко согнуть, но при вращении он должен соприкасаться с кусочком алюминия.
Теперь устанавливаем шатун, соленовик и пробуем запускать.
Подключаем провод и включаем в розетку, чтобы проверить работоспособность.
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.usamodelkina.ru
Сделать двигатель мощнее своими руками
Автолюбители, занимающиеся тюнингом двигателя делятся на два вида. Одним нужно немного поднять мощность, т.к. не устраивает скоростные данные машины. Он включает чип-тюнинг или замену некоторых деталей мотора на спортивные. В итоге, мощность повышается на 10-15 процентов.
Другие автолюбители, подходят к тюнингу мотора основательно. Они заменяют детали двигателя на спортивные, устанавливают турбины и растачивают цилиндры. Полученная мощность зависит от потенциала мотора-донора и от кошелька владельца. Все зависит от задач, для которых предпринимался тюнинг.
Нулевой фильтр. Есть ли толк от нулевика? Воздушный фильтр нулевого сопротивления применяется при тюнинге двигателя. Он получил распространение благодаря доступности и низкой стоимости. Еще одно преимущество - красивый внешний вид.
Чип тюнинг автомобилей. Есть ли смысл? Весь принцип работы двигателя и его зажигания заложен в электронный блок управления. Путем калибровки параметров этого блока можно изменять режим работы двигателя в ту или иную сторону.
Дроссельная заслонка увеличенного диаметра Если вместе с увеличенной дроссельной заслонкой установить нулевой фильтр. то повыситься отдача двигателя на 3-5 процента. Разберемся, есть ли толк от увеличенного дросселя .
Что такое спортивный распредвал и для чего нужен? Спортивный распредвал дает существенное увеличение мощности двигателя. Он может поднять мощность двигателя, как в области верхних, так и в области низких оборотов двигателя.
Увеличение объема двигателя. Значение R/S При тюнинге двигателя распространен метод увеличения мощности - расточка блока цилиндров. Он получил свое распространение из-за своей простоты и дешевизны.
Кованые поршни двигателя. Для чего применяют? При тюнинге двигателя желательно применять кованые поршни. Если вы используете авто для перемещения из одной точки в другую, то кованными поршни будут лишней деталью при тюнинге.
Тюнинг электроники двигателя. Спортивные контролеры При тюнинге мотора модернизируют его электронное управление. Ведь толку от замены деталей двигателя может быть мало, если не позаботится о моторной электронике.
Шатуны для тюнинга двигателя. Для чего нужны? Шатуны для спортивного мотора должны быть прямолинейны. Любое их отклонение от прямолинейной формы или кривизна может снизить мощность форсированного двигателя.
Для чего нужна разрезная шестерня распредвала? При оптимальном соотношении фаз газораспределения, достигается максимальная мощность двигателя. В этом помогает разрезная шестерня распредвала.
Механические нагнетатели воздуха - какие бывают? Работа двигателя построена, что топливо должно быть замешено с необходимым количеством кислорода. В данной статье речь пойдет про механические нагнетатели воздуха для автомобиля
Перепускной клапан турбины. Как работает? Перепускной клапан предназначен для понижения давления в турбине, при избытке поступающих выхлопных газов. Лишние выхлопные газы, он отводит обратно в выхлопную систему.
Модернизация системы зажигания. Блоки Пульсар и Октан Некоторые автолюбители при тюнинге, заменяют штатную систему зажигания на бесконтактную или на микропроцессорную. Другие - устанавливают блоки управления Октан, Искра или Пульсар.
Что ещё почитатьМногие приверженцы классических моделей Жигулей стараются всячески улучшить характеристики своих любимых машин.Один из главных возникающих вопросов — как увеличить мощность мотора, как это сделать на ВАЗ 2106 и на ВАЗ 21063, мощность которой ниже «чистой шестерки»?
Увеличение мощности -это целый комплекс мероприятий, имеющий целью повысить в моделях ВАЗ 2106 и 21063 мощность двигателя и при этом не нанести вреда агрегату. Следует отметить, что если комплекс по «раскачке» двигателя ВАЗ 2106 выполнить полностью, то неизбежно потребуется модернизация тормозной системы. Рассмотрим мероприятия по простому техническому тюнингу.
Разумеется, что для получения желаемого эффекта от изменений мотор вашего автомобиля должен быть в хорошем техническом состоянии. Выполнив все пункты этого перечня, вы гарантированно ощутите прирост мощности двигателя.
Со временем многие автолюбители хотят получить больше от своего авто и задумываются над вопросом, как форсировать двигатель ВАЗ 2106. Как добиться, чтобы на ВАЗ 21063 мощность сравнялась с «чистой шестеркой»? Напомним, что форсирование двигателя -это увеличение мощности за счет повышения его рабочего объема и степени сжатия. Здесь необходим более глубокий технический тюнинг, без разборки мотора не обойтись. Приведем перечень мероприятий, которые позволят форсировать двигатель ВАЗ 2106 и дадут существенный результат (прирост до 110 л. с. и выше).
Конструкция ДВС модификации ВАЗ 2106
Существует модификация ВАЗ 21063, мощность агрегата которой значительной ниже. Причина -штатный мотор объемом 1,3 л, что вполне исправимо. Повысить в модификации 21063 мощность двигателя можно теми же способами, что и для «чистой шестерки». Однако достигнуть той же мощи все равно не удастся, слишком большая разница в рабочих объемах агрегатов.
Увеличить в модификации 21063 мощность двигателя за счет увеличения рабочего объема вполне возможно. Для этого необходимо приобрести новый коленчатый вал от автомобиля ВАЗ 21213 Нива и комплект специальных укороченных поршней и шатунов. Установку и подгонку этих деталей лучше доверить специалисту, который уже производил такую операцию. Результат: в модели ВАЗ 21063 мощность значительно вырастет. Это произойдет за счет значительного увеличения хода поршня.
Следует заострить внимание на следующем моменте: увеличивая в модели ВАЗ 21063 мощность путем замены коленчатого вала, фрезеровать головку блока цилиндров не рекомендуется. Дело в том, что после установки нового коленвала на рассматриваемый мотор степень сжатия увеличится и потребуется переход на 95-й бензин. Если же вы захотите дополнительно увеличить в модификации 21063 мощность двигателя за счет фрезерования головки, степень сжатия снова увеличится, результатом чего станет переход на 98-й бензин.
Все доработки, повышающие на моделях ВАЗ 2106 и 21063 мощность двигателя, неизбежно приводят к росту расхода топлива, так как в обоих случаях увеличивается рабочий объем агрегата. Поэтому в повседневной езде следует пренебрегать простыми правилами по экономии горючего и пользоваться полным ресурсом своего мотора с умом и бережливостью.
Повысить мощность двигателя — означает увеличить скорость автомобиля. Каждый владелец авто хочет, что бы его машина стала мощнее, резче и быстрее, независимо от того, сколько лошадок у него под капотом уже есть. Произвести тюнинг двигателя можно даже самостоятельно своими руками, при условии, что они у вас прямые.
Прежде чем мы приступим к улучшению движка вы должны уяснить несколько простых, но важных моментов.
И отдельно упомянем о таком способе апгрейда как чип тюнинг. его можно сделать своими руками или в мастерской.
Следует также учитывать, что в каждой модели авто увеличить мощность двигателя можно по-своему. Например, двигатели ВАЗ сконструированы по типу малофорсированных: его можно улучшить за счет качественного топлива и увеличения мощности ускорительного насоса. Остальную работу в кустарных условиях сделать невозможно.
Лучше доверить работу по улучшению двигателя профессионалам, если вы с чем-то не справитесь, двигатель ответит поломкой. В результате понадобится дорогостоящий ремонт или замена двигателя. Но если вы готовы рискнуть и пойти по пути экспериментов, то запомните, что получить более мощный двигатель можно лишь увеличив объем наполнения цилиндров и изменив состав смеси.
В идеале, вам необходим прямоточный глушитель большого диаметра. Если снизить сопротивление потока газов, то двигатель будет быстрее раскручиваться, а мотор сможет держать более высокие нагрузки. Воздушный фильтр, не ограничивающий доступ воздуха и подходящий глушитель смогут увеличить мощность двигателя примерно на 12 л.с.
Выпускную систему предпочтительнее выбирать с глушителем диаметром 3. Многие автовладельцы предпочитают устанавливать спортивный воздушный фильтр. Но при этом необходимо учитывать, что поток горячего воздуха может снизить эффективность двигателя. Чтобы этого избежать, установите дополнительное оборудование для охлаждения впускаемого воздуха.
Снизить сопротивление воздуха также помогут замена дроссельной заслонки, расточки и шлифовка впускного коллектора, расточка воздушных клапанов, а также установка нового или оптимизация имеющегося наддува.
На рынке свечей хорошую репутацию благодаря своему стабильному зажиганию заработали иридиевые свечи. Немного им уступают медные и платиновые свечи зажигания. Высоковольтные провода способны обеспечить стабильное напряжение и понизить электрические и магнитные наводки.
Если ваш мотор имеет турбонаддув, то замена катализатора и патрубков с резонатором позволит повысить уровень температур и скорость раскручивания турбины. При этом мощность двигателя увеличится минимум на 12 л.с.
В последнюю очередь можно провести замену инжекторного процессора. После этого снимаются ограничители на обороты и максимальную скорость, происходит смена отношения кислород/топливо в смеси, а в результате мощность автомобильного двигателя увеличивается.
После проделанных работ, проверок и тестов поменяйте спидометр любимого авто на новый, в котором гораздо выше стоит предельная скорость. И оставьте новичкам свои комментарии.
http://kak-sdelatsvoimirukami.ru
legkoe-delo.ru
