Два в одном. Паровой цикл в ДВС

У меня осталось двойственное впечатление от прочитанного. Нет, статья сама по себе - однозначно плюс, я чисто по сути описанных проблем и предлагаемых решений. Тут вот ведь какая загогулина получается. С одной стороны понятно желание увеличивать КПД сжигания топлива в ДВС - неважно, ради получения преимущества в автоспорте или ради умещения во все более немыслимые экологические ограничения. Да и просто увеличение КПД, читай прямое снижение эксплуатационных затрат посредством снижения расхода топлива, однозначно всем понравится. Но потребные усложнения конструкции, выливающиеся в увеличение цены покупки и стоимости содержания сводят многие усилия на нет. Автоспорт - тема отдельного разговора, там "патронов не жалеют", но в каждой дисциплине есть совершенно однозначные технические регламенты, закрывающие апробацию каких-то идей. В статье об этом говорится прямо. Удорожание же бытового автомобиля ради небольшого снижения расхода, которое может не окупиться в обозримом будущем, едва ли многих порадует - такие конструкции обречены на коммерческий провал, даже если будут доведены до пригодного к серийному производству состояния. Остается экологический терроризм, когда искусственно навязываются ограничения, которым приходится соответствовать, даже если эти ограничения как правило не базируются ни на каких серьезных исследованиях и не подкреплены никаким расчетами, доказывающими их целесообразность. Поэтому не исключаю, что что-то из описанного появится на серийных автомобилях ради удовлетворения эконорм - дизельгейт никого ничему не учит, ведь суть дизельгейта не в том, что какая-то крупная компания эксплуатировала несовершенство системы оценки выбросов, а в том, что крупной компании вообще потребовалось заниматься этим ради соответствия нормам, нереалистичным на сегодняшнем этапе развития автомобильной промышленности. Когда одни под видом борьбы за экологию наносят катастрофический вред отрасли прямо и экологии опосредовано - ведь любая покупка нового экологичного автомобиля означает необходимость использовать ресурсы на его производство, а старым неэкологичным придется попросту замусорить планету, другие вынуждены искать лазейки в ограничениях и, если повезет, находить их. Борьба за экологию, это когда производимый автомобиль рассчитывается на длительный срок полезной эксплуатации, когда единоразово затраченные на его производство ресурсы (а также ресурсы на его утилизацию выбрасывание в будущем) "размазываются" на много лет. Тогда усложнение автомобиля ради незначительного улучшения экономичности (что автоматически ставит знак равенства с уменьшением вредных выбросов) будет иметь экономический смысл и покупатели сами, без навязывания эконорм, будут выбирать такие более дорогие, но более выгодные в долгосрочной перспективе решения. А полезное использование теплоты выхлопных газов - одно из наиболее очевидных направлений поиска способов рекуперации безвозвратно теряемой в противном случае значительной части общей энергии сгорания топлива. Для обеспечения более-менее постоянного теплового режима может иметь смысл схема последовательного гибрида, когда ДВС настроен на наиболее оптимальные обороты, а вырабатываемая мощность посредством электрогенератора подается приводные электромоторы и буферную батарею - там, где такое усложнение в конечном итоге окупится в течение срока полезной эксплуатации.

Оффтоп. Интересно, насколько (порядково, приблизительно) охлаждаются выхлопные газы за счет дросселирования на турбокомпрессоре? Это оффтоп потому, что привод компрессора за счет давления выхлопных газов вовсе не "бесплатен", как часто думают - на преодоление сопротивления системы выхлопа тратится мощность. Поэтому двигатели поршневых самолетов и гоночных автомобилей не имеют похожих на автомобильные глушителей вовсе - выхлоп делается максимально коротким с минимумом аэродинамических потерь в нем. "Бесплатно" только тепло выхлопных газов - именно оно теряется бесполезно, но отнюдь не их давление.

Да, чуть не забыл, ради чего писал камент. На КДПВ слева белый дым - это скорее всего попадание охлаждающей жидкости в цилиндры, как раз онтопик, но только все же скорее аварийный, а не штатный. Справа - т.н. coal roller. Гуглить и, если вы redneck, наслаждаться картинками и видеороликами в восхищении. :)

Спасибо за статью, познавательно. Но вот не уверен в некоторых моментах.

Впрыск воды повышал детонационную стойкость рабочей смеси, что позволяло использовать в качестве топлива дешёвый керосин (хотя пускался и прогревался двигатель на бензине).

Вообще-то, тяжелые фракции нефти (керосин, дизель), менее склонны к детонации (что позволяет поднять степень сжатия с 1:10 до 1:20), так что непонятно, как двигатель работал на бензине, если керосин детонировал.

...заметили что в дождливую и просто особо влажную погоду мотор «тянет» лучше. Объяснялось это так же как и впрыск воды — в камеру сгорания вместе с воздухом в таких условиях постоянно попадало небольшое количество водяного пара т. е. По сути той же самой распыленной до водяной пыли воды.

Водяной пар - не распыленная вода. Это именно пар, т.к. молекулярный размер. Водяная пыль не должна пройти через воздушный фильтр в достаточном количестве. Пар может пройтив цилиндры, но он не окажет охлаждающего эффекта за счет испарения воды (он уже пар), только за счет несколько большей теплоемкости по сравнению с воздухом.

Современный паровой двигатель

итого: утилизация остаточного тепла наиболее эффективно осуществляется применением турбины. Эта энергия может расходоваться как на улучшение работы двигателя в целом (турбокомпрессор), так и для выработки электроэнергии в электро-гибриде.

Впрыск воды применялся давно (MW-50 в 40-е) и массово (Китай, полный перевод речного транспорта на работу с впрыском воды). То, что это не имело последствий (в Китае последствия были в виде массовых ремонтов), говорит об отсутствии перспективы.

Ведь на самом деле EGR прогоняет по кругу в основном… водяной пар и углекислый газ!

Газы, которые егр возвращает на впуск, также как и окружающий нас воздух "в основном" состоят из азота.