Atsakomybės apribojimas: Šiame straipsnyje kalbama apie inžineriją
Jūsų automobilio variklis šiuo metu yra baisus.
Rekomenduojami vaizdo įrašai
Jūsų variklis turi padaryti tik vieną dalyką: paversti benziną mechanine energija jį sudegindamas. Tai daro kelis kartus per sekundę, kai veikia – ir tai daro labai prastai. Degančios dujos sukuria šilumą. Ši šiluma, pasireiškianti greito sprogimo pavidalu, yra tai, kas veikia jūsų automobilio ratus (su keliomis dalimis ir žingsniais tarp jų). Todėl jūsų variklis turėtų surinkti kuo daugiau tos šilumos (sprogimo). Tačiau jūsų automobilio variklis greičiausiai sugauna tik 20–30% jo gaminamos šilumos. Šis skaičius vadinamas „šiluminiu efektyvumu“, jei ilgą laiką lankėte mokyklą, o 1975 m JAV Kariuomenė išbandė sunkvežimį, kurio šiluminis efektyvumas buvo iki 48%, naudojant „adiabatinį variklį“. Šis beprotiškai skambantis variklis taip pat pažadėjo daugiau arklio galių, kartu padidindamas efektyvumą. Taigi iš kur atsirado šis variklis ir kodėl šiandien jo nenaudojame?
Adiabatikos sąvoka yra tokia pat sena kaip automobilių inžinerija (BTW ji tariama „aid-ee-a-bad-ik“) ir tiesiog reiškia sistemą, į kurią šiluma negali patekti arba išeiti. Jei šiluma yra įstrigusi viduje, tai yra adiabatinė. Taigi kodėl turėtumėte pabandyti sulaikyti šilumą variklio viduje, kai maždaug trečdalis įprastos variklio skyriaus yra skirta šilumai išvalyti per radiatorius ir aušinimo skysčio srautus? Teoriškai norite, kad šiluma išgaruotų jūsų benziną. Kaip tikriausiai žinote, skystas benzinas iš tikrųjų nedega taip gerai – iš tikrųjų dega garai, esantys ant dujų telkinio.
Todėl ką tu tikrai norisi benzino garų. Taip atsitinka, kad suskystintas dujas mums lengviau transportuoti, laikyti, siurbti, naudoti automobiliuose. Šiuo metu mes, purkštukai, į degimo kamerą labai smulkiais purslais išleidžiame skystąsias dujas – teorija teigia, kad kuo smulkesnis purškalas, tuo greičiau išgaruoja. Kitas puikus būdas priversti skysčius išgaruoti – padidinti jų temperatūrą. Taigi šilumą sulaikanti sistema daug geriau sukurtų ir sudegintų kuro garus. Problemos, susijusios su šilumos sulaikymu variklyje, bus akivaizdžios visiems, kurie kada nors išsikrovė aušinimo skysčio – šiuolaikiniai varikliai paprastai nustoja veikti (dramatiškai) aukštesnėje nei 250 laipsnių temperatūroje Farenheito.
Adiabatinių variklių šalininkai teigia, kad šiluminis efektyvumas gali siekti 50%, o degalų efektyvumas gali viršyti 50 mpg.
Variklio sprogimo riziką nusveria galimas pelnas – didesnis šiluminis efektyvumas, daug geresnis mylios už galoną ir sveikas arklio galių padidėjimas. Jei visa tai skamba kaip stebuklinga piliulė, mes tai padarysime. Nepaisant to, adiabatinių variklių šalininkai teigia, kad šiluminis efektyvumas gali siekti 50% ar daugiau, degalų naudojimo efektyvumas gali viršyti 50 mpg, o mažytis 1980-ųjų 4 cilindrų gali pagaminti 250 AG – viskas tuo pačiu laikas.
Idėja apie adiabatinį automobilio variklį sklando mažiausiai nuo šeštojo dešimtmečio, o garsiausiai ją pastūmėjo porelė karštųjų strypų, vardu Henry „Smokey“ Yunickas ir Ralphas Johnsonas. Teigiama, kad ši technologija padidina degalų efektyvumą, IR padidina arklio galias, tuo pačiu veikiant priešingai nei variklis dizaineriai praleido dešimtmečius darydami (šalindami šilumą), adiabatiniai varikliai visada atrodė šiek tiek neįtikėtini ir Per gerai, kad būtų tiesa.
Automobilis ir vairuotojas paskambino BS ant ol' Smokey ir Ralph, kai jie nuvyko į Floridą norėdami patys to pamatyti Karštas Rodderis parėmė du kiemo mechanikus. Taip tęsėsi dešimtmečius, kai kurie manė, kad ši technologija gali pakeisti automobilių pramonę, o kiti ją vadino gyvačių aliejumi. Atrodė, kad niekas nenori sistemos griežtai ir moksliškai išbandyti. Niekas, tai buvo, kol neįsitraukė JAV armija.
1975 m. JAV armijos Tank Automotive Command padalinys, bendradarbiaudamas su Cummins, sukūrė bandomąją transporto priemonę adiabatinei technologijai įvertinti. Kaip bebūtų keista, pagrindinis postūmis tirti šiuos variklius nebuvo efektyvumas, galia ar mylios galonui. Matyt, ištisus 60 procentų kariuomenės transporto priemonių gedimų sukėlė aušinimo sistemos problemos. Pašalinkite aušinimo sistemą ir pašalinkite gedimus, ar taip buvo galvojama.
Norėdami patikrinti šią teoriją, armijos berniukai 5 tonas sveriančiame krovinių gabenime sumontavo specialų variklį, taip pat išmetė 338 svarus aušinimo komponentų. „Cummins“ inžinieriai variklį sukūrė iš keraminių-metalinių komponentų, įskaitant galvutę, stūmoklius, vožtuvai, cilindrų įdėklai ir išmetimo angos – kurios buvo skirtos aukštesnei nei 2000 laipsnių temperatūrai Farenheito. Visas įrenginys buvo apvyniotas stora izoliacija ir vamzdynais, kurie siųsdavo šilumą į kuro tiekimą variklio skyriuje.
Armijos komanda išbandė sunkvežimį 10 000 mylių ir užfiksavo 38 proc. daugiau degalų sąnaudų, palyginti su tradiciniu armijos sunkvežimiu. Be to, tradicinis sunkvežimis pasiekia maždaug 6 MPG, taigi, net ir padidėjus 38 proc., mes kalbame tik apie 8,28 MPG. Jie taip pat užfiksavo 48 % šiluminį efektyvumą ir paskelbė: „...adiabatinis variklis yra ekonomiškiausias variklis pasaulyje. Tai didelis pagyrimas. Taigi, kas atsitiko?
Nieko. Nieko neatsitiko. Didelio sąmokslo prieš šią technologiją nebuvo. Naftos kompanijos nesiuntė atakų grupių ir nekūrė dezinformacijos kampanijų. Vietoj to, technologija neprigijo dėl tos pačios priežasties, dėl kurios technologijos nuolat žlunga – tai priklausomybė nuo kelio. Norint pakeisti automobilių gamybą, aptarnavimą ir antrinę pramonę į adiabatinę technologiją, reikėtų daug daugiau pastangų, nei siekti didesnio tradicinių komponentų efektyvumo. Visos pramonės perkėlimas į keramikos komponentus nebuvo vertinamas kaip pragmatiškas, finansiškai protingas ar orientuotas į klientus, todėl buvo atsisakyta. Jei pramonė buvo per daug įstrigusi savo kelyje devintajame dešimtmetyje, tai tikrai labiau įstrigo šiandien.
Tiesą sakant, šiluminio efektyvumo skaičiai, kuriuos įgalino adiabatinis režimas, dabar randami naujausiuose tradiciniuose varikliuose. 2014 m. „Toyota“ garsiai paskelbė, kad sukūrė bandomąjį variklį, kurio efektyvumas yra 38%, o neseniai – Automobilių inžinierių draugija. pagamintų variklių prototipų artėja prie 50% šiluminio efektyvumo. Dabar šeimos automobiliuose taip pat dažnai galima pamatyti 4 cilindrų variklius, kurių galia 250 arklio galių ir daugiau. Įprastos technologijos pasivijo adiabatikos šalininkų pretenzijas, todėl vargu ar greitai pamatysime šiuos keistus ir gražius variklius ne eksperimentuose ar muziejuose. Tai, kas nužudė šią technologiją prieš jai prasidedant, buvo tiesiog pramonės pagreitis ir prioritetų nustatymo sprendimai, kuriuos priėmė MTEP skyriai. Tai gali būti ne tokia seksuali istorija, bet dėl to ji netampa mažiau tikra.
Redaktorių rekomendacijos
- Išbandėme tokia pažangią savarankiškai vairuojančią Mercedes technologiją, kad tai neleidžiama JAV.
