системе. Датчик выхлопных газов измеряет уровень кислорода в отработанных газах транспортного средства, что является показателем того, принимает ли двигатель правильное количество воздушнотопливной смеси. Образование дополнительных паров топлива благодаря этому устройству может привести к тому, что двигатель будет потреблять слишком много топлива, а воздуха ему будет не хватать. Поэтому бортовой компьютер настроит свои инжекторы таким образом, чтобы в двигатель поступала смесь с правильным соотношением топлива и воздуха. В лучшем случае это означает, что двигатель будет работать точно так же, как и без инжектора паров топлива. В худшем случае, плохо установленный инжектор паров топлива может подорвать работу двигателя, так как компьютер будет постоянно делать корректировки для устранения несбалансированности воздушно-

топливной смесиСибАДИ. 9.3. Генератор водорода

Водород уже давно является альтернативой нефтяным видам топлива, и не зря. Водород – это вещество, в котором в избытке содержатся газообразные элементы, которые могут соединяться с кислородом и образовывать воду. Вместе с тем водород обладает невероятным запасом энергии. В течение многих лет ученые работали над производством водородного двигателя внутреннего сгорания в надежде на то, что этот сточн к п тания с практически нулевым уровнем выбросов может стать отл чной альтернативой бензиновому двигателю внутреннего сгоран я.

Водород имеет ряд недостатков, которые затрудняют его адаптацию в качестве топлива. Он не встречается в природе в чистом виде

– он должен быть извлечен из воды или других источников – и процесс его получения требует большого количества энергии. Кроме того, легкий газ трудно хранить в больших объемах. Плотность энергии, которая делает водород таким привлекательным топливом, не безопасна, если не обрабатывается должным образом.

Многие из так называемых генераторов водорода (рис. 9.6) работают следующим образом: бортовое устройство электролиза извлекает воду из резервуара для хранения и, используя электроэнергию, вырабатываемую генератором машины, расщепляет водород и кислород. Затем результат электролиза подается в ДВС, что должно повлечь за собой дополнительную мощность и экономию топлива.

196

Рис. 9.6. Генератор водорода

ПроблемаСибАДИтаких генераторов заключается в емкости. Процесс разделения сильной связи между атомами водорода и кислорода затрачивает много электроэнергии. Эту энергию нужно откуда-то брать, а в мобильной технике это означает только значительную дополнительную нагрузку на генератор. Машина сможет производить водородное топливо, но на процесс он потратит больше энергии, чем потом создаст.

В результате, генераторы водорода производят незначительное количество газа. И в то время как газ действительно может попасть в топливную систему (некоторые генераторы произведены настолько кустарным методом, что з-за утечек газ просто не успевает добраться до двигателя), его просто недостаточно, чтобы значительно увеличить мощность и сократ ть расход топлива.

Сгорание топлива – это процесс интенсивного окисления. Причем состав идеальной смеси для бензина – стехиометрический коэффициент – должен быть 14,7:1. То есть для полного сгорания 1 части топлива необходимо 14,7 частей воздуха. После этого не должно остаться ни топлива, ни свободного кислорода, а только примеси топлива, несгоревшие газы, содержащиеся в воздухе, и их окислы и производные. Получение большого количества водорода из воды довольно энергозатратный процесс, мощности мобильного генератора недостаточно. Также требуется накопитель полученного водорода, т.к. процесс не мгновенный. Вероятнее всего генератор водорода добавляет обычную дистиллированную воду (водяной пар) в камеру сгорания, улучшая характеристики сгорания смеси низкооктанового топлива, но не повышая октановое число. Двигатель работает тише (снижает де-

197

тонацию), эластичнее (ровнее температурный режим), немного снижает токсичность (некоторые выхлопные газы, соединяясь с водой при высокой температуре и давлении, создают нетоксичные соли и гидрооксиды). Экономии топлива при этом нет, т.к. стехиометрический коэффициент вода не стабилизирует,т.е.топлива сгорит столькоже.

9.4. Устройства для создания впускного вихря и усилители зажигания

Энергия сжигаемой смеси заставляет двигатель всасывать больше воздушно-топливной смеси, повторяя цикл снова и снова. Инженеры обращают пристальное внимание на поток воздуха в двигатель. Количество турбулентности потока может отразиться на каче-

бретатели устройств, создающих впускнойИвихрь, часто утверждают, что их изобретения изменяют этот воздушный поток таким образом, чтобы он улучшал качество воздушно-топливной смеси, улучшая сжигание топлива, и, следовательно, увеличивая пробег на каждый литр горючего (рис. 9.7).

стве смеси топлива и воздуха на их входе в камеру сгорания, а это, в

свою очередь, может повлиять на работоспособность двигателя. Изо-

Рис. 9.7. Устройства впускного вихря и усилители зажигания

Основной фактор, который в первую очередь должен насторожить опытного механика, это то, что на самом деле подобные устройства основаны на устаревших технологиях двигателя. Двигатели, построенные до того, как двигатель начал управляться компьютерным блоком, полагались на форму и длину впускных органов, которые и манипулировали смешиванием воздуха с топливом. Но современные машины оснащены компьютерами, которые постоянно корректируют подачу топлива, чтобы тот соответствовал воздушному потоку: соз-

198

дайте турбулентный поток воздуха (как это делает генератор впускного вихря), и компьютер просто отрегулирует соответствующую подачу топлива. На самом деле при этом работа ДВС может ухудшиться, так как топливная система будет компенсировать поток воздуха путем изменения расхода топлива. Поток топлива откалиброван еще на заводе-производителе, чтобы обеспечить необходимое количество топлива для каждой комбинации скорости движения и нагрузке на двигатель. Изменив поток воздуха, вероятнее снизится эффективность расхода топлива.

Усилители зажигания (см. рис. 9.7). Эта группа устройств,

улучшающих эффективность расхода топлива, могла бы завоевать наше доверие лет так 60 назад. Как обещает производитель, данные свечи зажигания, свечи усилители, а также связанные с ними устройства, позволят двигателю сжигать наибольшееИколичество топлива, поступающего в цилиндр, тем самым уменьшив объем несгоревшего топлива, улетевшего в выхлопнуюДтрубу просто так.

В первые дни появления на свет двигателей внутреннего сгорания эта разработка быть может и имела какой-то смысл. Механические распределители подачи Атоплива в цилиндр могли допускать ошибки, которые вызывали проблемы у свечей зажигания, а именно осечки, в результате чегободин или несколько цилиндров просто прокачивали несгоревшее топливо через камеру. Устройства, которые повышают надежностьисвечей зажигания, могли бы повысить эффективность этих двигателей с н зкими характеристиками.

Но проблемыСподобного типа практически исчезли в современных двигателях. Благодаря компьютеризированной системе управления двигателем и новой, более надежной технологии зажигания, большинство современных автомобилей дают осечку при зажигании только если есть серьезные проблемы с двигателем. В настоящее время нет необходимости в повышении надежности зажигания: двигатель уже сам обо всем позаботился.

9.5. Впрыск воды и алкоголя в цилиндры. Водотопливные эмульсии

Первые авиационные двигатели нуждались в устройстве для борьбы с детонацией – преждевременном воспламенении топливновоздушной смеси, которое может привести к повреждению деталей двигателя, например, в истребителях с поршневыми силовыми уста-

199