На чём поедем? Только ли бензин?
На злобу дня, расширим кругозор. Так уж вышло, что бензин хоть и самый удобный, но не единственный способ заставить двигатель толкать автомобиль вперед. Картинка для привлечения внимания:
Оговорюсь сразу, о многих нюансах я умолчу, иначе будем копать вглубь, а не вширь. Если обобщать - бензин очень удобное топливо - литр бензина позволяет получить примерно 45 МДж/кг энергии. И сжигать сразу в цилиндре ДВС с КПД порядка 25%. Поэтому весь наш автопарк работает на жидком топливе, это компактно, удобно и энергоемко. Все остальные альтернативы либо не достаточно энегоемки, либо хлопотны в обслуживании.
ДВС с газогенераторными установками.
Эксперименты с газогенераторными устройствами для двигателей внутреннего сгорания проводились давно. Если кратко - у автомобиля есть печь, в которой горят дрова, но сгорают не полностью, часть превращается в горючий газ, который уже сжигается в ДВС как обычный бензин.
Плюсы: можно ездить на дровах, а дрова можно найти в полном зажопинске
Минусы: Во первых это хлопотно. дрова нужно постоянно подкидывать, золу вычищать. Во вторых газ не чистый, поэтому двигатель для надежной и долгой работы должен быть брутально толерантным к качеству топлива. В третьих - низкий КПД, а значит дров нужно много, о поездках на 500 км на одной заправке можно забыть
2. Сжатый горючий газ (пропан, метан, водород)
Вполне распространенная технология. На газу гоняет куча такси, автобусов и коммерческого транспорта.
Плюсы: газ дешевле. Двигатель у большинства серийных автомобилей может работать как на бензине, так и переключаться на газ без серьезных изменений в конструкции.
Минусы: в целом основной проблемой является то, что газ хранит меньше энергии на литр объема баллона, чем бензин в баке. А водород так вообще тема на целый пост.
3. Сжатый воздух
Сжатый воздух расширяется (при этом охлаждаясь) и приводит в действие двигатель. Наверняка видели пневмоинструмент в руках механика, энергией воздуха можно не только гайки крутить а вообще все, даже вычисления проводить, я делал вроде пост с пневмовычислителями. На сжатом воздухе пробовали делать разный транспорт в 19 веке.
рандомная правдоподобная картинка из интернета.
Есть даже умельцы, переделавшие серийный ДВС на работу со сжатым воздухом.
Минусы: Если у ДВС тепло - халявный побочный продукт и нужно его охлаждать, то у двигателей на сжатом воздухе наоборот) Плюс само сжатие воздуха процесс энергозатратный, так что как энергоноситель сжатый воздух - дорог. Ну и запас хода очень мал, к тому же баллоны под высокое давление тяжелые и дорогие, и могут бабахнуть.
4. Раскрученный маховик.
Все уже было на пикабу. Если взять маховик, раскрутить его, то можно кататься, отбирая по немногу от него энергию. Даже делали гиробусы
Но запас хода очень мал, в городских условиях будет работать, если на остановках, пока входят и выходят пассажиры подзаряжаться - то приемлемо. Да и маховик раскрученный заметно меняет маневренность.
5. Энергия пара, чух чух.
Собственно до распространения ДВС народ разрабатывал паровые двигатели
Любым источником тепла греем воду в котле, она кипит, давление пара растет. Пар пускаем толкать поршни в цилиндрах и едем. Расходуется топливо и расходуется вода.
КПД такого процесса не высок, время подготовки к поездке большое, да и в мороз воду надо сливать. Но паровому двигателю плевать откуда тепло, хоть от атомного реактора, хоть от сгорающего кизяка.
6. Двигатели внешнего сгорания
Мы так привыкли к двигателям внутреннего сгорания, что стали забывать про двигатели внешнего сгорания. Например двигатель Стирлинга. Если у нас есть источник тепла (печь), то двигатель стирлинга превратит его в механическую работу. Фактически то же самое что пункт выше, но без расхода воды.
Эксперименты с установкой такого двигателя на автомобили проводились, но серийных так и не сделали.
Плюс такого двигателя - главное тепло, а из чего вы его получите не важно, хоть дрова, хоть хоть пердильные газы.
7.Угольная пыль и ГТД.
Если перемолоть уголь до состояния тонера, то этот порошок можно задувать в цилиндры ДВС вместо топлива. А если это дизель, где воспламенение топливно-воздушной смеси происходит от нагрева сжатием, а не от свечи, то все должно работать. Правда у самого Дизеля такой опыт закончился взрывом, в котором он чудом выжил и больше угольную пыль как топливо не использовал.
Американцы в 70х пробовали сделать авто с питанием угольной пылью и газотурбинным двигателем, в серию он не пошел, но прототип вполне рабочий.
Но зачем все эти пляски вокруг ГТД и угля, когда из угля по процессу Фишера-Тропша можно получить синтетический бензин и сжигать в привычных ДВС?
8. Электротяга.
Электромобили появились раньше авто с ДВС. Предельно простые, неприхотливые, они страдали от одного - малая емкость АКБ в пересчете на килограмм. А значит малый запас хода.
Современные литиевые хрен потушишь акб имеют удельною емкость порядка 300 Втч/кг, это всего около 1 МДж/кг. Но зато электромотор имеет КПД близкий к 100%.
Минусы: на морозе АКБ плохо работают, нет халявного тепла на обогрев салона. Зарядка - процесс не быстрый, а если попытаться зарядить быстро - энергетики скажут что вы оху нагружаете сеть сверх заложенных мощностей.
9. Ядерная тяга
[данные удалены по требованию органов власти]