Троянский конь цивилизации - [45]

Более широко ведутся работы по созданию электромобиля. В СССР, США и ряде других стран, например в Болгарии, уже сконструированы электромобили с хорошими эксплуатационными характеристиками. Но пока они очень тяжелы. Автомобиль типа фольксвагена с таким двигателем, по подсчетам должен был бы весить 3 т! Учитывая это обстоятельство, можно предположить, что электромобили найдут применение главным образом в городском транспорте.

Топливный электролитический элемент дорог, а поэтому пока применяется лишь в космонавтике. Он требует также (на современном техническом уровне) электродов из платины — отнюдь не самого дешевого из металлов. Если бы не это, такое решение было бы действительно идеальным. Ведь подобный топливный элемент бесшумен, а его коэффициент полезного действия значительно выше, чем у двигателей внутреннего сгорания.

Ведутся работы и по созданию паровых машин, в частности в Японии. До сих пор, правда, они были малоуспешными. Машина имеет небольшой коэффициент полезного действия и отнюдь не идеальна с точки зрения вредных выделений. — Ее реализация весьма проблематична, хотя в опыты и вложены уже большие средства. Очевидно, для создания качественно нового парового двигателя еще нет достаточных конструктивно-технологических предпосылок.

Многообещающим является известный ротационный двигатель внутреннего сгорания Ванкеля. Хотя он и производит много углеводородов, их можно обезвредить дополнительным сжиганием. Такое решение показывает, что в ближайшем будущем можно рассчитывать на усовершенствование современных поршневых двигателей.

Уже сегодня удалось значительно улучшить бензиновые двигатели, что позволяет уменьшить удельное количество вредных выбросов. Однако достижения в этой области были настолько преувеличены, что побудили конгресс США по меньшей мере к преждевременному требованию, согласно которому к 1975 г. в выхлопе двигателей всех видов машин (как старых, так и новых марок) количество углеводородов должно сократиться на 98 %, а количество соединений, содержащих окись азота и твердые частицы — на 90 %!

Улучшение бензиновых двигателей достигается, например, за счет изменения состава смеси, подачи в выхлопную трубу воздуха под давлением, подогрева воздуха при пуске двигателя и иных усовершенствований почти 60 параметров современного автомобиля.

Много резервов скрыто в системе зажигания. Реализация их позволит значительно снизить выброс вредных веществ. Не будем разбирать все возможные пути, рассмотрим лишь те направления, осуществление которых реально уже в недалеком будущем.

Очень важной мерой является использование небольших реакторов, в которых несгоревшие и недоокислившиеся углеводороды вместе с угарным газом подвергаются дополнительному сжиганию. В настоящее время известны два вида таких реакторов: термальные и каталитические.

Над термальными реакторами работают в СССР, США и других странах. Двигатель с термальным реактором использует богатую смесь, причем около 20 % выхлопных газов рециркулируется. В выхлопную трубу вторично подается воздух, и смесь сгорает в реакторе. Термальные реакторы пригодны для бензиновых и дизельных двигателей. Недостаток их — в повышенном потреблении топлива (на 18 %), и, хотя делаются они из благородных конструктивных материалов, содержащих много хрома, долговечность их не соответствует долговечности машины. В СССР разрабатываются специальные приспособления для сжигания сажи в выхлопе дизельных двигателей.

С каталитическими реакторами работают двигатели при умеренно обогащенной смеси. Выхлопные газы поступают прежде всего в реактор, содержащий катализатор, который превращает окись азота в азот. Другой реактор с катализатором для добавочного окисления Ожигает углеводороды. Реакторы имеют последовательное соединение.

Основным достоинством каталитических реакторов является их способность эффективно ликвидировать фотохимически активные углеводороды. Преимущества их перед термальными реакторами в том, что они повышают потребление топлива лишь на 3 %. В отличие от термальных реакторов для них требуется бензин, не содержащий свинца. Изготовленные на основе дорогих металлов, особенно платины, каталитические реакторы выдерживают пробег до 80 тыс. км.

Над совершенствованием обоих видов реакторов ведутся усиленные работы. Так, реакторы вступают в действие лишь через 2 мин. после разогрева двигателя, а именно при старте образуется особенно много вредных веществ. Все катализаторы превращают окислы азота, хотя бы частично, в аммиак, который сам по себе вреден. А существующие катализаторы, как мы уже видели, не переносят — совсем или в какой-то мере — повышенной концентрации свинца в бензине. Недостаток пытаются устранить с помощью платиновых фильтров, однако они повышают противодавление в выхлопной трубе, что, пусть незначительно, но влияет на мощность двигателя. Немалой проблемой является и высокая стоимость платиновых фильтров. В будущем, по-видимому, получат развитие катализаторы на основе марганца и окислов меди. В бостонских автобусах уже сегодня используются катализаторы из дорогих металлов, которые выдерживают без регенерации — так же как и советские промышленные катализаторы — пробег около 20 тыс. км.