ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 98
Скачиваний: 0
вступает в реакцию с кислородом. Так в выхлопе появляютсяг. окислы азота —газ, раздражающий дыхательные пути.
Во-вторых, двигатель развивает максимальную мощность, лишь на «богатой» смеси, то есть при избытке бензина и недо статке воздуха. Именно такую смесь и приготовляет карбюра тор. Но это означает, что полностью окислиться бензин при всем желании не сможет (прибавьте к этому и коварство азо та, отнимающего часть драгоценных кислородных молекул). И вот результат: за машиной тянется шлейф окиси углерода— печально известного угарного газа.
Наконец, под действием высокой температуры и давления, длинные цепи углеводородных молекул разрываются на мел кие осколки — и в выхлопе оказываются такие вещества, как уксусный альдегид, бензол, ацетилен и многие другие. Вос пользовавшись газовым хроматографом — прибором, способ ным улавливать вещества в концентрациях, измеряемых деся тимиллионными процента, ученые нашли в выхлопных газах добрых две сотни соединений, никакого отношения к бензину, не имеющих. Карбюраторный двигатель ведет себя, как за правский химический реактор.
Дизельный двигатель выделяет существенно меньше оки си углерода, и в этом его преимущество. Происходит это по тому, что он работает принципиально на бедной смеси, и отто го сгорание топлива оказывается более полным. Однако усло вия для образования окислов азота благоприятнее: давление- в цилиндрах дизеля выше, чем у карбюраторного двигателя. Кроме того, при полной нагрузке в выхлопе оказывается многосажи, а по части уксусного альдегида, бензола и прочих «ос колков» горючего он ничем не лучше своего бензинового со брата.
Содержание ядовитых веществ в выхлопе зависит преждевсего от режима работы двигателя. Особенно много их, когда мотор работает на холостом ходу и при разгоне машины. Ус траивая подземные переходы для пешеходов, тоннели и эста кады для автомобилей, градостроители добиваются беспре рывного, безостановочного движения — и воздух на местах, бывших перекрестков становится несравненно чище.
Совершенно ликвидировать перекрестки, |
однако, нельзя. |
Да и на самом благоприятном режиме выхлоп |
автомобильного |
двигателя — вещь весьма неприятная. Поэтому радикальной, мерой было бы дожигание или полная нейтрализация всех не успевших окислиться веществ, выброшенных с отработавшими газами.
Поиск идет здесь в нескольких направлениях. Например, предлагается пропускать выхлопные газы через жидкостный' нейтрализатор — бак с водой, в которую добавлена двуугле кислая сода или сульфат натрия. Эти химикаты отлично по глощают альдегиды, придающие выхлопу крайне неприятный
запах, и окислы азота. Окись углерода, однако, этот нейтра лизатор не связывает, и потому он находит применение толь ко на дизельных автомобилях, где угарного газа в выхлопе •практически нет.
Подобные нейтрализаторы, разработанные у нас в стране, успешно прошли испытания та строительстве Ленинградского
.метро (обезвреживали выхлопные газы тепловоза), при про ходке тоннелей Нурекокой ГЭС (стояли на самосвалах Мин ского автозавода, вывозивших породу) и в других местах.
Но сами авторы конструкции признают, что широкого рас пространения эти нейтрализаторы не получат. Они тяжелы, громоздки, раствор приходится ежедневно менять, а химиче ские реагенты дороги. Не только легковые машины, но и по давляющее большинство грузовиков не смогут ими воспользо ваться. Они привьются лишь там, где отсутствие нейтрализа тора «смерти подобно» — в шахтах, при прокладке тоннелей, в р»азрезах, где добывают полезные ископаемые. Для массово- •го автомобиля нужно иное.
Это «иное» — дожигатели, в которых выхлопные газы сме шиваются с воздухом и окисляются до воды и углекислого га за. Конструкций их разработано немало, но всем свойственны те или иные недостатки. Простые и дешевые системы «Форд» и «Дженерал моторе» работают хорошо только при больших оборотах двигателей, то есть именно тогда, когда содержание вредных соединений в выхлопе и без того незначительно. На холостом ходу температура выхлопных газов снижается, и окисление идет гораздо хуже. Кроме того, эти дожигатели не справляются с окислами азота. Более эффективные, но зато и более сложные дожигатели французской фирмы «Окси-Франс» нуждаются в таком дорогом металле, как платина: он исполь зуется там в качестве катализатора процесса, а без него окис ление угарного газа и разложение окислов азота вообще не идет. Попытки заменить платину иными, более дешевыми ве ществами пока не увенчались успехом 1 .
Во многих странах разрабатывают присадки к бензину, ко торые бы резко снижали содержание пестревших веществ в выхлопе. Насколько значительны здесь успехи химиков, по казывает случай во время испытаний экспериментальной при садки Ф-310. Надув резиновый шар выхлопными газами дви гателя, работавшего на обычном бензине, мотоциклист надел шар на трубу, идущую к мотоциклетному мотору, и проехал на этом необыкновенном горючем почти .полкилометра — на столько велика была концентрация несгоревших остатков бен-
1 Книга уже была сдана в производство, когда журнал «Отомотив иидастриз» (США) объявил, что фирме «Юниверсал Продакт» удалось создать нейтрализаторы на алюминиевой основе. Впрочем, журнал осторожно до бавляет, что представители химической промышленности отнеслись к за явлению фирмы .скептически.
зина в выхлопе. После того как в бензин добавили Ф-310, гон щик не смог даже завести мотор своего мотоцикла: содержа ние окиси углерода и углеводородов в газах упало до нуля.
Некоторые конструкторы считают, что нужно вообще отка заться от бензина, заменить его горючим газом типа пропана. Газ сгорает более полно, нежели бензин, и выхлоп становится намного чище. К сожалению, сжатый газ требует тяжелых и громоздких баллонов, ложащихся на машину мертвым гру зом, а жидкий нуждается в специальных сосудах с двойными стенками, и несмотря на это, беспрерывно испаряется и уле тучивается, так что его запасы приходится все время попол нять. Это не бензин, который вы залили в бак и о котором больше не нужно заботиться. Поэтому, несмотря на известные заманчивые достоинства газа, некоторые специалисты отно сятся к разработке газовых автомобилей скептически. Тем не менее о газовых автомобилях в последнее время заговорили всерьез.
Большие перспективы, судя по всему, открываются перед конструкторами дожигателей и присадок к бензину. Возмож но, что совместными усилиями им удастся превратить нынеш ний автомобиль в совершенно безвредную вещь. Однако раз даются и другие голоса, призывающие махнуть рукой и на карбюраторный, и на дизельный моторы и заняться разработ кой совершенно новых двигателей, например, газовых турбин.
Но они не украдены с самолета...
Действительно, эти родственники реактивных авиадвига телей в последние годы все больше привлекают внимание ав томобилистов. Работы над газовой турбиной идут давно, уже лет пятнадцать, но до самого последнего времени она проиг рывала в соревновании с традиционными моторами. К сча стью, у конструкторов есть из чего выбирать в своих поисках: известно больше двух десятков различных схем построения газотурбинных двигателей применительно к автомобилю. И в журналах 1970—1971 годов уже встречались сообщения о ма шинах с такими дзигателями, подготовленными к серийному выпуску.
Самый простой двигатель — так называемый одновальний. Это означает, что его компрессор и турбина сидят на одном валу, к которому через корооку передач подключены колеса машины. Компрессор сжимает засасываемый воздух, далее в камере сгорания он смешивается с горючим, запальная свеча поджигает смесь, и горячие газы вращают турбину. У этого двигателя, однако, есть крупный недостаток: с ростом нагруз ки его обороты падают, и в конце концов он просто останав ливается. Поэтому он и не используется на автомобилях.
Более удобен двухвальный — по сути дела тот же одно-
4_ Закал 2283 |
49 |
вальный, но только с еще одним турбинным колесом, сидящим свободно на своем валу, не соединенном с валом компрессо ра. От этого и произошло название. Процесс разделился: при готовлением горячих газов занимается компрессор и первая турбина, а использует их энергию вторая. Она же и соединя ется с колесами автомобиля. Теперь уже увеличение нагруз ки— окажем, на подъеме, — никак не отразится на двигателе: вторая турбина может даже остановиться, но мотор не заглох нет. Наоборот, его вращающий момент увеличивается, и ма шина легко преодолевает подъем. Это свойство газотурбинно го двигателя позволяет обойтись очень простой коробкой ско ростей: не с десятком передач, как делают на тяжелых грузо виках, и не с тремя-четырьмя, как на легковых машинах, а всего с двумя.
Существуют и более сложные конструкции: трехвальные. Они отличаются высокой экономичностью, но зато стоят на много дороже. Вместо двух турбинных и одного компрессор ного, у трехвального двигателя три турбинных и два компрес сорных колеса. Требования к тщательности изготовления колес очень высоки — это и отражается на цене.
Но так или иначе, а газотурбинные двигатели постепенно выходят на широкую дорогу. Особенно привлекает то, что, почти не отличаясь по габаритам от обычного мотора, они развивают гораздо большую мощность. Например, созданный еще в 1958 году в ССОР двигатель «Турбо-НАМИ-053», отда вая 350 лошадиных сил, помещался в отсеке, где стоял раньше 180-сильный дизель. Турбинный двигатель 70-х годов в 1100 лошадиных сил встает на .место 500-сильного мотора.
Маломощную турбину для легковых машин создать оказа лось значительно труднее. Но и это препятствие позади: фир ма «Америкен моторе» объявила об испытаниях автомобиля с турбодвигателем в 80 лошадиных сил. Новый мотор обладает множеством преимуществ: он легок —всего 113 килограммов; работает на любом бензине, керосине, дизельном топливе; все го за полминуты заводится даже на 30-градуоном морозе; на конец, он «вечен», ибо турбина может работать без ремонта 12 тысяч часов — это соответствует примерно 800 тысячам ки лометров пробега.
Газотурбинные двигатели хороши тем, что в их выхлопе крайне мало окиси углерода и углеводородов. Это дает осно вание полагать, что в 80-х годах они предпримут широкое на ступление на традиционные моторы. Эксперты в один голос утверждают: машины с другими типами двигателей — паро вым или электрическим — к тому моменту вряд ли будут гото вы к серийному производству, тогда как газовая турбина до статочно хорошо отработана уже сейчас.
Кстати, внедрение газовых турбин иа автобусах и грузови ках приведет, как ни странно это звучит, к повышению безо-
50