Jak energia elektryczna może zwiększyć efektywność paliwową mojego samochodu?

Naukowcy od dziesięcioleci pracują nad zwiększeniem wydajności silników spalinowych. Z punktu widzenia zanieczyszczenia i zależności od energii wodór i elektryczność są znacznie lepszymi źródłami energii niż benzyna , ale wymagają zupełnie nowych silników. Te nowe silniki są drogie – i będą wymagały nowych samochodów, które są jeszcze droższe. Ale gdybyśmy mogli zwiększyć wydajność obecnych silników, po prostu dodając część do procesu, byłby to dobry pierwszy krok w kierunku ocalenia planety i naszych pieniędzy .

Możesz być zaskoczony wiedząc, że takie części są na rynku. Stosunkowo popularny wykorzystuje magnetyzm . Ideą tego dodatkowego urządzenia jest to, że zastosowanie pola magnetycznego do paliwa zmienia jego właściwości elektryczne, a zmiana ta zwiększa wydajność paliwa i moc o 10 do 20 procent. Ten element magnetyczny jest mocowany na zewnątrz przewodu paliwowego w celu przyłożenia pola przed wtryskiem paliwa do silnika w celu spalania. Dlaczego więc wszyscy nie mamy tych magnesów w naszych samochodach? Ponieważ brakuje twardych dowodów na to, że koncepcja działa [źródło: Powell ].

Inne urządzenia są bardziej niezawodnie skuteczne, ale trudniejsze do zainstalowania. Na przykład można zastosować ładunek elektrostatyczny do paliwa w dyszy wtryskiwacza paliwa. Ładunek elektrostatyczny zmniejsza lepkość paliwa, powodując, że wszystkie atomy paliwa przyjmują ładunek ujemny. Atomy _następnie odpychają się nawzajem, a paliwo staje się rzadsze w konsystencji. Paliwo rozpada się na mniejsze cząstki, gdy wtryskiwacz paliwa je wypluwa, a mniejsze cząstki spalają się bardziej całkowicie. Ta teoria jest dobrze przyjmowana w środowisku naukowym. Problem w tym, że takie podejście wymaga zupełnie innego wtryskiwacza paliwa niż ten, który jest obecnie montowany w silnikach samochodowych. To samo dotyczy urządzenia, które zmniejsza lepkość paliwa poprzez wywieranie większego ciśnienia na paliwo. Wymaga to również nowego typu wtryskiwacza. To nie jest prosta wymiana.

Jednak ostatnie badania zastosowały podobną zasadę w sposób, który jest łatwiejszy do wdrożenia w naszych silnikach. Wykorzystuje również energię elektryczną, ale wykorzystuje ją w inny sposób. W tym artykule dowiemy się, co naukowcy odkryli na temat paliwa i jak bardzo to odkrycie może poprawić wydajność paliwową naszych samochodów. Innowacja opiera się na czymś, co nazywa się elektroreologią .

Reologia to nauka o tym, jak płyny – zwykle płyny – przepływają w odpowiedzi na określone bodźce. Elektroreologia bada reakcje płynów na przyłożoną energię elektryczną . W przypadku wynalazku z Temple University, wprowadzonego we wrześniu 2008 roku, płynem jest paliwo kopalne.

Innowacja opiera się na całkiem nowej zasadzie fizyki – że przyłożenie elektryczności do paliwa może zmniejszyć jego lepkość nie tylko poprzez nadawanie ładunków ujemnych, ale także poprzez zmianę położenia cząsteczek paliwa [źródło: Tao ]. W nowym wynalazku ten drugi efekt jest ważniejszy niż pierwszy.

Działająca teoria elektroreologiczna brzmi mniej więcej tak: kiedy zamieniasz paliwo elektrycznością, cząsteczki mają tendencję do ponownego ustawiania się w jednej linii. Ale paliwo składa się z wielu różnych typów cząsteczek, a różne typy reagują inaczej na napięcie. Większe cząsteczki grupują się w małe pęczki, podczas gdy mniejsze cząsteczki nie skupiają się tak bardzo. Rezultatem jest mniej lepki płyn, ponieważ największe cząsteczki są bardziej rozłożone. Cieńsze paliwo rozpada się na drobniejszą mgiełkę, gdy uderza w dyszę wtryskiwacza.

Dlaczego to takie ważne? Po pierwsze, im mniejsze są wtryskiwane cząstki paliwa, tym większa powierzchnia wchodzi w bezpośredni kontakt z tlenem. Cząsteczki spalają się bardziej, co pozwala silnikowi wytworzyć więcej energii z każdej porcji paliwa. Po drugie, zmniejsza ilość zanieczyszczeń wylewających się z naszych samochodów, ponieważ większość szkodliwych emisji wynika z niecałkowitego spalania paliwa [źródło: Tao ].

Dużą zaletą tego wynalazku jest to, jak łatwo byłoby go dodać do naszych samochodów. Napięcie 1 kV/mm jest przyłożone do wtryskiwacza paliwa przez dwa kawałki metalowej siatki, jeden naładowany dodatnio, drugi ujemnie, oddalone od siebie o 1 centymetr [źródło: GCC ]. Kawałki siatki można po prostu włożyć do istniejącego wtryskiwacza paliwa, umieszczonego zanim paliwo trafi do dyszy. Koszt byłby wtedy stosunkowo niski. Drugim dużym plusem jest to, że zużywa bardzo mało energii do wytworzenia napięcia, więc nie obciąża zbytnio akumulatora samochodu.

Więc możemy włożyć to do naszych samochodów bez większych problemów. Ale na jaką poprawę patrzymy? To dość znaczący, nawet 20-procentowy skok w efektywności paliwowej podczas testów na silniku z silnikiem Diesla. Naukowcy odkryli nawet 15-procentowy wzrost w przypadku zwykłej benzyny [źródło: Tao ].

W przypadku tak niedawnego rozwoju wygląda na to, że możemy nie czekać zbyt długo na szansę jego wypróbowania. Badacze Temple wydzierżawili już patent firmie Save the World Inc. Ludzie w Save the World pracują nad rozwojem, planując masowe testy części we współpracy z firmą transportową z Pensylwanii. Spodziewają się wzrostu zużycia paliwa nawet o 12 procent, co może mieć dodatkową korzyść w postaci obniżenia cen wszystkich rzeczy, które te ciężarówki przewożą do pobliskiego sklepu [źródło: ScienceDaily ].

Więcej informacji na temat elektroreologii, efektywności paliwowej, silników samochodowych i powiązanych tematów można znaleźć w linkach na następnej stronie.

Powiązane artykuły

Więcej świetnych linków

Źródła

­