0. Разумеется, повышение К.П.Д. тепловых машин тема богатая и многообещающая. И, как и во многих иных темах, у неё есть два семейства решений.
Одно запутанное, сложное, дорогостоящее, работающее не везде, а где работает - эффект крайне скромен.
Другое - великолепная, блестящая, очевидная идея, не требующая больших затрат. С одним-единственным недостатком. Не работает.
Поскольку за два с лишним века развития теплоэнергетики как-то уже истоптали полянку.
Впрочем, повторюсь. Бумажный проект может быть разнесён словесной критикой, но если Вы представите работающее изделие - разговор будет куда уважительнее.
1. К.П.Д. тепловых машин невысок, и основная причина не в глупости конструкторов. Тепловая энергия штатская, молекулы строем не ходят, и на упорядочивание, необходимое в превращение в механическую энергию, идёт расход. Энергия сохраняется, да, но в такой форме, что использовать её в машинах не получится. Есть ограничение, задаваемое К.П.Д. цикла Карно, его же не прейдеши. Реальный цикл всегда хуже цикла Карно, хотя бы потому, что обратимые процессы бесконечно медленны. Далее есть потери в механической части и т.п.
2. Соответственно можно улучшать кинематику, снижать потери на трение и т.п., что даст проценты. Можно попытаться приблизить, сколь возможно, цикл к идеальному, но реальные циклы близки, насколько это возможно. Использование отходящего тепла не то, чтобы вовсе нереально - однако если на нужды теплоснабжения это можно сделать сравнительно дёшево, пропуская выхлопные газы через теплообменник, то использовать для выработки энергии сложнее, температура их недостаточно велика, в частности, потому, что, выходя из цилиндров, они расширяются и охлаждаются, а если не допускать расширения - то они потребуют затраты энергии на их удаление из цилиндров.
3. Оценим эффект от предлагаемой машины. Температура выхлопных газов после цилиндров около 140 градусов. Заполняя объём в 5 раз выше объёма цилиндра, они охладятся. Пусть до 90 градусов. Затем каким-то чудом мы охладим их дальше (в "атмосферической машине" с чудесами было проще - и заполняли её не газы, а водяной пар, и охлаждение для конденсации делалось впрыском холодной воды, а тут надо отдавать тепло через стенки). Пусть до 40 градусов. Давление упадёт примерно на 1/7 атмосферы. Литр бензина это 16 кубометров газа. Выработает атмосферическая ступень около 200 кДж. Из них снять с пользой удастся примерно половину, 100 кДж. Теплота сгорания бензина около 44 МДж/кг или, учитывая плотность, около 33 МДж/л, и, принимая К.П.Д. ДВС порядка 40%, получим, что он выдаёт 13 МДж/л, то есть предлагаемое Вами усовершенствование увеличит на 0.7%
При этом оно сравнимо по размерам и стоимости с собственно ДВС. Хотя подробный расчёт движения газов из цилиндра привести не могу, но очевидно, что подобная конструкция
ipso facto появления дополнительного сопротивления выхлопным газам ухудшит их удаление из цилиндров, что приведёт к снижению К.П.Д. по крайней мере на единицы процентов, то есть в разы выше ожидаемой выгоды.
Иначе говоря, это массивное и дорогостоящее ухудшение.
4. Есть ли способы использования энергии отходящих газов, кроме предлагаемого Вами? Да.
Это теплообменники и потребление тепла на обогрев зданий и прочего. Существует.
Это подогрев парового котла, питающего вспомогательную машину (или, как в одной реализованной в 1923 г.конструкции - пар подаётся в картер, производя работу при движении поршня вверх). Работало, но не окупилось, хотя экономия топлива достигла нескольких процентов.
Это турбина, вращаемая выхлопными газами и приводящая компрессор. Без компрессора давление газов недостаточно, а турбина позволяет использовать энергию сжатых их газов. Вполне используемая конструкция.
И воскрешать старую идею Ньюкомена в сильно ухудшенном виде (у него всё же пар, и проблема охлаждения решена надёжно) вряд ли стоит.
-- 05 апр 2017, 16:54 --Да, и прошу прощения за неуместное любопытство. У Вас на сайте в качестве Вашей, насколько я понял, конструкции приведена
Скажите, а чем это отличается от конструкции Джеймса Уатта, запатентованной в 1781 году?
http://himedo.net/TheHopkinThomasProjec ... Patent1781
