СУЩЕСТВУЮТ ЛИ ДВИГАТЕЛИ ВНЕШНЕГО СГОРАНИЯ?
И к словосочетанию "внутреннее сгорание", и к самому процессу мы привыкли более чем основательно - настолько, что возгорание топлива за пределами цилиндра кажется нам источником неприятностей, а то и бед. Однако на деле все не так страшно.
Топливо-воздушная смесь попадает в цилиндр двигателя, сжимается поршнем, поджигается - и воспламеняется. Казалось бы, у этой схемы не существует альтернативы, и инженеры обречены лишь играть ее слагаемыми - к примеру, заставлять смесь воспламеняться от сжатия (как это происходит в дизеле) или использовать водород вместо бензина. Однако на деле устраивать пожар в цилиндре пытливые умы додумались сравнительно поздно. И сначала был изобретен именно двигатель внешнего сгорания.
Речь идет о редко использующейся сейчас, но некогда чрезвычайно популярной паровой машине. Ведь в ней то в одну половину цилиндра, то в другую попеременно подается пар. При этом процесс сгорания топлива, способствующий превращению воды в пар, проходит аж через две стенки от цилиндра (первая - это стенка собственно цилиндра, а вторая - стенка парового котла).
Паровая машина под "капотом" компактного автомобиля начала двадцатого века.
Напомним, что в свое время паровые автомобили вполне уверенно конкурировали с машинами, использующими двигатели внутреннего сгорания. К примеру, в 1902 года больше половины из поставленных на учет машин были именно паровиками, количество производителей таких машин в США подбиралось к сотни, причем у одного из них, компании Mobile, было больше полусотни дилеров. Впрочем, уже во втором десятилетии XX века обозначился перевес в сторону бензиновых машин - хотя колебания цен на бензин и после Первой мировой войны порой вызывали всплеск интереса к "паровикам", которые гораздо менее разборчивы в плане топлива.
Еще один пример двигателя внешнего сгорания - запатентованный еще в начале девятнадцатого века (и названный в честь изобретателя) двигатель Стирлинга. В нем газ нагревается в одной части цилиндра и охлаждается в другой - и то расширяясь, то сжимаясь, заставляет двигаться поршень. Сгорающее топливо при этом отделено от рабочего тела (газа) всего одной стенкой - но и в этом случае процесс горения происходит за пределами цилиндра. Автомобилестроители проявляли интерес к таким силовым агрегатам лет сорок-пятьдесят назад, но дальше создания прототипов дело не пошло.
В разработке автомобилей-прототипов с двигателем Стирлинга в шестидесятых годах участвовала даже NASA. Одной из ключевых проблем силового агрегата стало отсутствие возможности регулировать обороты так же легко, как на двигателях внутреннего сгорания.
У двигателей внешнего сгорания есть определенные преимущества. Это и "всеядность", отсутствие привязи к определенному типу топлива, и увеличивающая надежность простота конструкции, и чрезвычайно низкий уровень шума. Однако недостатки - к примеру, большая громоздкость конструкции и сравнительно низкий реальный КПД - каждый раз перевешивали. И в итоги главным претендентом на место двигателя внутреннего сгорания под капотом автомобиля сейчас является силовой агрегат, в котором вообще ничего и никогда сгорать не должно.
Топливо-воздушная смесь попадает в цилиндр двигателя, сжимается поршнем, поджигается - и воспламеняется. Казалось бы, у этой схемы не существует альтернативы, и инженеры обречены лишь играть ее слагаемыми - к примеру, заставлять смесь воспламеняться от сжатия (как это происходит в дизеле) или использовать водород вместо бензина. Однако на деле устраивать пожар в цилиндре пытливые умы додумались сравнительно поздно. И сначала был изобретен именно двигатель внешнего сгорания.
Речь идет о редко использующейся сейчас, но некогда чрезвычайно популярной паровой машине. Ведь в ней то в одну половину цилиндра, то в другую попеременно подается пар. При этом процесс сгорания топлива, способствующий превращению воды в пар, проходит аж через две стенки от цилиндра (первая - это стенка собственно цилиндра, а вторая - стенка парового котла).
Паровая машина под "капотом" компактного автомобиля начала двадцатого века.
Напомним, что в свое время паровые автомобили вполне уверенно конкурировали с машинами, использующими двигатели внутреннего сгорания. К примеру, в 1902 года больше половины из поставленных на учет машин были именно паровиками, количество производителей таких машин в США подбиралось к сотни, причем у одного из них, компании Mobile, было больше полусотни дилеров. Впрочем, уже во втором десятилетии XX века обозначился перевес в сторону бензиновых машин - хотя колебания цен на бензин и после Первой мировой войны порой вызывали всплеск интереса к "паровикам", которые гораздо менее разборчивы в плане топлива.
Еще один пример двигателя внешнего сгорания - запатентованный еще в начале девятнадцатого века (и названный в честь изобретателя) двигатель Стирлинга. В нем газ нагревается в одной части цилиндра и охлаждается в другой - и то расширяясь, то сжимаясь, заставляет двигаться поршень. Сгорающее топливо при этом отделено от рабочего тела (газа) всего одной стенкой - но и в этом случае процесс горения происходит за пределами цилиндра. Автомобилестроители проявляли интерес к таким силовым агрегатам лет сорок-пятьдесят назад, но дальше создания прототипов дело не пошло.
В разработке автомобилей-прототипов с двигателем Стирлинга в шестидесятых годах участвовала даже NASA. Одной из ключевых проблем силового агрегата стало отсутствие возможности регулировать обороты так же легко, как на двигателях внутреннего сгорания.
У двигателей внешнего сгорания есть определенные преимущества. Это и "всеядность", отсутствие привязи к определенному типу топлива, и увеличивающая надежность простота конструкции, и чрезвычайно низкий уровень шума. Однако недостатки - к примеру, большая громоздкость конструкции и сравнительно низкий реальный КПД - каждый раз перевешивали. И в итоги главным претендентом на место двигателя внутреннего сгорания под капотом автомобиля сейчас является силовой агрегат, в котором вообще ничего и никогда сгорать не должно.
Click to view