Пока прогрессивное человечество бьется за использование альтернативных источников энергии, часть ученых продолжает совершенствовать старые добрые ДВС для новых областей применения. Для чего же еще можно применять двигатели внутреннего сгорания?
В том-то и дело — для всего!
На современном этапе развития аккумуляторных батарей, они проигрывают жидким углеводородам со счетом 100:1. И это если рассматривать более продвинутые литий-ионные. Другие проигрывают еще больше – никель-кадмиевые батареи содержат в 300 раз меньше энергии, чем углеводороды, если рассчитать количество энергии на единицу веса.
Поэтому группы ученых в различных странах стремятся разработать микро ДВС, буквально – нано размеров. Такие двигатели питали бы такие же миниатюрные генераторы. А получаемая энергия тратилась бы на функционирования устройств – начиная от смартфонов и полевых армейских ноутбуков, до мобильных датчиков и минидронов.
Британские учёные, профессор Симона Хохгреб и доктор Кайл Цзян разрабатывают очень маленький, поршневой ДВС, который, по расчетам, позволит устройствам работать в двадцать раз больше, чем от аккумуляторов, при КПД всего в 10 процентов.
Главной задачей своих экспериментов они видят создание рабочего двигателя, размерами 5х15х3 мм, мощностью в 11,2 Вт с частотой вращения 50 тысяч об\мин. Объем камеры сгорания примерно один кубический мм.
Двигатели этой системы Дизельные и плоские. Поршнями являются микроскопические пластинки, а корпусом – фигурные крышки. Топливом служит метаноловые смеси и водород, вспыхивающие при сжатии.
Разумеется, такие задачи не обходятся без трудностей и проблем. Главными тормозящими факторами являются:
• выбор материалов, ученые движутся в сторону керамических высокотемпературных деталей,
• а так же большие теплопотери через корпус двигателя, что немудрено при таких размерах.
Тут решение Симона Хохгреб и Кайл Цзян видят, пока, в наращивании частоты вращения вала, что даст возможность получать большую отдачу энергии от двигателя, чем потери от его работы.
Будут ли такие микро ДВС популярны, покажет только время, но если задуматься, то эти механизмы, без сомнения, уже сейчас можно назвать невероятными. Интересно как с выхлопом быть.
НО
Похоже на фейк.
1. Есть такая вещь как критический диаметр гашения. Например, сквозь иглу от шприца не пройдет огонь даже смеси водорода с воздухом. Ацетилен может и будет гореть в кубическом миллиметре, но плохо, с кучей сажи.
2. Теплопотери в маленьком объеме бешеные, надо держать цилиндр нагретым до температуры пламени. Добиться стабильной работы и приемлемого КПД в таких условиях — фантастика.
Дальше, допустим удалось создать такой движок, он выдает механическую энергию и что с ней делать в смартфоне? Разве что на виброзвонок пустить. Значит нужен еще и механический электрогенератор, микро, и какой КПД выходит в сумме?
В общем, если это и не фейк, то игрушка для музея. Другое дело — топливные элементы, с ними можно поиграть в миниатюризацию, микроскопические электромоторы уже есть.
Походу, кроме муляжа на пальце и кучи текста у них ничего нет.
Но есть настоящий фанат маленьких двигателей ДВС
Изобретатель Рональд Валентайн, инженерный вундеркинд, обучавшийся в Германии и начавший делать самые маленькие двигатели внутреннего сгорания в мире. Своей жизненной целью Рональд ставит доказать всем, что несмотря на то, что его двигатели очень малы, они на самом деле работают.
Все двигатели Валентайна собраны полностью вручную, на станке с ЧПУ ни одна деталь не создавалась. Это высококачественные маленькие дизельные звери!
Самый маленький из них — это дизельный двигатель «Nano Bee» размером в 22 мм в длину, с диаметром поршня 2 мм, ходом – 3 мм и объемом двигателя 0,006 куб. см . «Nano Bee» имеет впуск и выпуск, диаметром по 3 мм, и общий вес всего 3 грамма. Тем не менее, двигатель раскручивает 32-мм винт до 12800 оборотов в минуту!
Крис Валентайн сделал «Nano Bee» из алюминия и стального прутка, допуски изготовления потрясают — до одной десятитысячной сантиметра. Очень маленькое, но реально работающее устройство!
Источники:
https://pikabu.ru/tag/%D0%94%D0%B8%D0%B7%D0%B5%D0%BB%D1%8C/hot
https://zen.yandex.ru/media/incrediblmech/nano-bee-dvigatel-obemom-0006-kubsm-5b5027a43e546700a8ccf4da