В Политехе спасут планету от вредных выхлопов

ИрГТУ запатентовал силовую установку транспортного средства, которая уменьшит расход топлива и снизит токсичность выхлопных газов.

Изобретение относится к технологии создания энергоэффективных двигателей для транспортных систем с использованием энергии отработавших газов. Авторами являются заведующий кафедрой автотранспорта, профессор Александр Федотов, а также студенты Евгений Бодров и Антон Ковалев. Техническое решение, которое они предложили, позволяет обеспечить эффективное управление силовой установкой двигателя внутреннего сгорания, повысить КПД двигателя, уменьшить расход топлива и снизить токсичность выхлопных газов.

Силовая установка ТС относится к приоритетным направлениям развития науки и технологий («Технологии новых и возобновляемых источников энергии», «Технологии создания и управления новыми видами транспортных средств»).

По информации авторов, актуальность изобретения обусловлена тем фактом, что в настоящее время даже самый совершенный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) не может обеспечить использование тепловой энергии выхлопной системы для полезной работы автотранспорта более чем на 42%.

С помощью изобретения жидкость, находящаяся в парогенераторе, установленном на выпускном коллекторе двигателя внутреннего сгорания, под действием высокой температуры нагревается и превращается в пар. Через обратный клапан пар поступает в накопитель. После создания необходимого давления электромагнитный клапан по сигналу электронного блока управления подает пар в паровую турбину, чтобы добиться оптимального крутящего момента на колесах автомобиля. Давление пара в накопителе поддерживается на относительно постоянном уровне.

«На режимах неполной нагрузки ДВС, когда интенсивность парообразования не будет достаточно большой для обеспечения быстрого возрастания давления в накопителе, подача пара в турбину должна ограничиваться электронным блоком управления. Недостаточная частота вращения вала паровой турбины компенсируется изменяющимся передаточным числом вариатора. При этом передаточное число выбирается электронным блоком управления на основе анализа условий движения автомобиля таким образом, чтобы обеспечивался оптимальный крутящий момент. После использования в паровой турбине пар конденсируется, затем при помощи насоса жидкость перекачивается в парогенератор. Цикл повторяется», – уточняют авторы изобретения.

Изобретатели считают, что введение паровой турбины вместо аксиально-поршневой машины позволит уменьшить потери механической энергии, увеличит надежность и КПД установки. Кроме того, паровая турбина больше подходит для работы с паром, чем аксиально-поршневая машина, поскольку конструктивно лучше приспособлена к процессу преобразования энергии пара в механическую энергию.

Согласно особенностям конструкции силовой установки на основе пара, КПД паровой турбины достигнет в среднем 90%, увеличение общего КПД двигателя – на 15-20%. Для сравнения: общее КПД гибридного двигателя – аналога концерна Honda составляет 3,8%. У зарубежного производителя электрические преобразования энергии проходят много стадий. Тепловая энергия преобразуется в механическую работу турбины, которая, в свою очередь, переходит в электрическую энергию генератора, заряжающую аккумулятор. Только после этого электрическая энергия преобразуется в механическую энергию электродвигателя и приводит в движение автомобиль. В проекте ИрГТУ тепловая энергия сразу преобразуется в механическую работу турбины, а турбина вращает колеса автомобиля.