Альтернативные двигатели внутреннего сгорания

Для гибрида же отдача ДВС на низах не принципиальна: там, если что — поможет электромотор. Вот именно поэтому на гибридах двигатель Аткинсона имеет смысл, а на обычных машинах — нет. Хотя в “догибридную” эру серийно выпускали автомобили с моторами Аткинсона — например, Mazda Xedox, но такие случаи можно пересчитать по пальцам.

Водородный двигатель Мейра

Самый широкоизвестный двигатель, разлагающий воду на водород и кислород, основанный на электролизе, сконструирован в 1995 году американским изобретателем Стенли Мейром (Патент США № 5149507), хотя сообщения о подобных двигателях появлялись и раньше.

Обычный электролиз 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.

Электролитический двигатель Мэйера имеет много общего с электролитической ячейкой, за исключением того, что он работает при высоком потенциале и низком токе. Конструктивно двигатель достаточно прост. Электроды изготовлены из параллельных пластин нержавеющей стали, образующие либо плоскую, либо концентрическую конструкцию. Выход газа зависит обратно пропорционально расстоянию между ними; предлагаемое патентом расстояние составляет 1.5 мм.

Двигатель инициируется 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.

Двигатель С. Мейера разлагает воду на водород и кислород посредством комбинации высоковольтных импульсов, при среднем потреблении тока, измеряемого милиамперами.

По мнению самого изобретателя, под воздействием электрического поля происходит поляризации молекулы воды, приводящему к разрыву связи.

Кроме этого, при работе установки электролитического разложения воды происходят следующие эффекты:

-ориентация молекул воды вдоль силовых линий поля;

-поляризация молекулы воды;

-увеличение длины связи в молекулах воды и их разрыв;

-освобождение газов из установки;

Оптимальный выход газа достигается в резонансной схеме. Частота подбирается равной резонансной частоте молекул.

Для изготовления пластин конденсатора использовалась нержавеющая сталь 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.

Автомобили с гибридной силовой установкой (гибридный автомобиль).

Автомобили, в которых электрический двигатель работает в паре с двигателем внутреннего сгорания. Причем в таких силовых установках он может выполнять и роль генератора (например, в случаерекуперативного торможения) и преобразователя.

Гибридный Porsche Panamera. 
Фото Porsche.

Принцип работы заключается в том, что механическая энергия двигателя внутреннего сгорания приводит в движение электрогенератор, откуда, преобразовавшись, уже в виде электрической энергии передается на электродвигатели, приводя в движение транспортное средство.

При движении с использованием только двигателя внутреннего сгорания механическая энергия от колес преобразовывается в электрическую и заряжает аккумуляторные батареи.

Схема движения и преобразования энергии при использовании ДВС. 
Фото Porsche.

При использовании во время движения только электрического двигателя электроэнергия от аккумуляторов поступает в гибридный модуль, а оттуда распределяется на колеса. Тем самым не привлекая к работе двигатель внутреннего сгорания.

Схема движения и преобразования энергии при использовании электрического двигателя. 
Фото Porsche.

Когда же от транспортного средства требуется максимальная производительность, двигатели работают в паре, то есть энергия как от ДВС, так и от электрического двигателя поступает в гибридный блок, поступающая из него на колеса.