Пенсионер Фарит Кадыров из подмосковного Реутова прислал в "Банк идей" свое изобретение под названием "двигатель внутреннего сгорания". Он нашел способ снизить содержание вредных примесей в выхлопных газах автомобиля путем обогащения смеси кислородом.
Фарит Кадыров, будучи специалистом по ракетным двигателям, а в дальнейшем разработчиком систем жизнеобеспечения космических кораблей и станций, с 60-х годов занимался вопросами загрязнения атмосферы вредными выбросами технических и биологических объектов. Эта работа заставила его задуматься и о том, как сделать автомобильный двигатель более экологичным.
Известно, что двигатели внутреннего сгорания (ДВС) дают вредные выбросы в основном на режимах ускорения и холостого хода. В городе автомобильные двигатели работают в этих режимах около 50% времени. На скоростных же режимах выбросы вредных веществ незначительны. Поэтому необходимо снизить токсичность ДВС при разгоне, торможении и на холостом ходу.
Идея, положенная в основу изобретения, возникла у Фарита Кадырова давно. Еще в 50-е годы он запускал зимой двигатель "Победы", добавляя в патрубок воздушного фильтра кислород из медицинской подушки. Одной подушки хватало на несколько запусков.
Когда-то Менделеев обнаружил, что повышение содержания кислорода в воздухе до 30-40% приводит к увеличению скорости распространения фронта пламени в 10 раз, к уменьшению температуры воспламенения, а также к сокращению времени задержки зажигания вдвое. Впоследствии Кадыров убедился, что для интенсификации процесса горения в ДВС на переходных режимах достаточно увеличить содержание кислорода до 22-24%. Это подтвердили и эксперименты на собственной машине, проведенные с помощью кислородного баллона и резака для регулирования подачи кислорода.
В 1989 году Кадыров подал заявки на два изобретения: "Двигатель внутреннего сгорания" и "Система питания двигателя внутреннего сгорания". Суть их состояла в том, что кислород для активизации сгорания должен генерироваться на борту автомобиля компактным мембранным воздухоразделителем. Кислородная составляющая с содержанием кислорода 30-35% (при норме в воздухе 21%) аккумулируется в ресивере на скоростных режимах автомобиля, когда подпитка ДВС кислородом не требуется. Из ресивера кислород подается в карбюратор или форсунки инжектора на режимах разгона и холостого хода. Позже изобретатель обнаружил элементы этой системы в двигателе Honda-ZLEV: в японской заявке "Способ регулирования концентрации кислорода" предлагалось подавать обогащенный кислородом воздух через пленочный сепаратор в карбюратор.
Теоретические расчеты обещали повышение основных характеристик ДВС: мощности, приемистости, экономичности, устойчивости работы на холостом ходу, а также улучшения экологической чистоты по окиси углерода и углеводородов.
Доказав перспективность своих работ и добившись их финансирования, Кадыров в 1990 году провел испытания на стендовой базе Московского автомеханического института. Их результаты подтвердили теоретические расчеты. В частности, обогащение воздуха кислородом до 24% на бензине А-76 и малых нагрузках показали увеличение мощности на 10-15% на всех режимах, причем на всех режимах содержание окиси углерода резко уменьшилось. На богатых смесях с содержанием 23,5% кислорода в режимах разгона и холостого хода экономичность улучшалась на 13,5%, а мощность — на 11%. На бедных смесях (скоростные режимы) мощность увеличивалась на 13,5%, а экономичность — на 12,5%. При работе с указанными добавками кислорода содержание окислов азота практически не меняется.
Перспективность этих работ и оригинальность систем были одобрены техническим управлением Министерства автомобильного, тракторного и сельскохозяйственного машиностроения СССР. Были разработаны программы исследований на 1991 год, но, увы, получить госфинансирование так и не удалось.
Фарит Кадыров утверждает, что огромный парк старых автомобилей можно "вылечить" установкой на них на существующих СТО газобаллонной кислородной подпитки. Полученная экономия топлива перекроет расходы на дооснащение автомобилей и организацию пунктов обмена баллонов на АЗС.
Хроника чистого выхлопа
В 1955 году конгресс США принял акт о сохранении чистоты воздуха, а через 10 лет была принята национальная программа снижения токсичности выхлопных газов автотранспорта. В 80-е годы в США и Европе были введены жесткие нормы содержания вредных примесей в выхлопных газах. Автомобильные фирмы стали внедрять экологичные двигатели и устройства вроде каталитических нейтрализаторов. Совет министров ЕЭС выпустил специальное решение, касающееся внедрения этих устройств. Благодаря нейтрализаторам токсичность выхлопов на дорогах Западной Европы, Америки и Японии снизилась на 90%. Правда, они повышали стоимость автомобиля примерно на $300, увеличивали расход топлива в среднем на четверть, к тому же были недостаточно надежны.
Борьба за чистый воздух этим не ограничилась. В 1990 году конгресс США выделил $20 млрд на развитие экологически чистых производств, в том числе на программу разработки экологичного автомобильного двигателя. Тогда же министерство энергетики США выступило с общенациональным проектом выкупа у населения старых автомобилей (20-летний автомобиль в 60 раз больше загрязняет атмосферу, чем новый). По экспертным оценкам, тогда в США было около 4 млн автомобилей в возрасте 20 и более лет. Калифорнийская нефтяная корпорация Unocal при содействии Ford Motors с апреля по сентябрь 1990 года купила 8376 старых машин по $700 за штуку и пустила их под пресс. Это обошлось в $5,9 млн.
Критика чистого выхлопа
В России существует ряд проблем, сдерживающих внедрение автомобильных катализаторов. Например, нейтрализатор работает лишь на бензинах экстра, которых в России выпускается очень мало. На этилированном же бензине (с тетраэтилсвинцом) катализатор работать не может: из-за выгорания активного слоя в катализаторе выхлопная труба забивается нагаром.
Есть и технические проблемы. Карбюраторы российского производства не способны поддерживать заданный состав смеси (1 кг бензина на 14,7 кг воздуха). А для перехода на системы непосредственного впрыска необходима электронная система регулирования, включающая электронное анализирующее устройство, кислородный датчик (датчик Холла) и прочее. Так на автомобиле появляется бортовой компьютер, который даже при самой мелкой неисправности вынудит вас ехать в дорогой автосервис. Выхлопная система на автомобиле среднего класса весит около 50 кг и стоит около $500.
И последняя проблема, экономическая. Для перевода нефтеперерабатывающей промышленности на производство неэтилированных бензинов Америке потребовалось около 7 лет и более $18 млрд (еще в 1980 году лишь 50% выпускаемого в США бензина было неэтилированным). Освоение производства катализаторов потребовало еще не менее $5-6 млрд. Чтобы Россия через 5-8 лет смогла достичь уровня развитых стран по нормам токсичности, потребуются миллиарды долларов. Но к тому времени нормы ужесточатся еще больше. Вот почему ряд экспертов считают, что американская технология основана на тупиковой концепции — улучшении экологических свойств выхлопных газов. Это все равно что улучшать клинические анализы, вместо того чтобы лечить желудок. Более перспективный путь получения чистого выхлопа — оптимизировать процесс горения топлива в цилиндрах.
Новые поступления "Банка идей"
Республиканский инновационный научно-консультационный центр экспертизы при Госкомитете по науке и технологиям в настоящее время рассматривает следующие проекты и разработки:
НАИМЕНОВАНИЕ ПРОЕКТА: Система автоматического пожаротушения, объединенная с хозяйственно-питьевым водопроводом здания
ОПИСАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ: При срабатывании спинклерного оросителя срабатывает установленный на нем датчик, который на специальной станции формирует любой заданный сигнал пожара, указывает на табло номер помещения, в котором произошло загорание, и посылает сигнал на центральную станцию, откуда эта команда проходит через датчик давления воды водоснабжения
ОСНОВНЫЕ РЫНКИ СБЫТА: Россия, СНГ
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ: Не нарушает экологии
СТАДИЯ ОСВОЕНИЯ: Промышленный образец
ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПО СОТРУДНИЧЕСТВУ: Создание СП, кредит
ОБЩАЯ СТОИМОСТЬ ПРОЕКТА: $80 тыс.
СРОК ОКУПАЕМОСТИ: 1 год
НАИМЕНОВАНИЕ ПРОЕКТА: Технология изготовления оригинального теста для экспресс-анализа содержания сахара в крови
ОПИСАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ: Разработка глюкотеста, позволяющего провести анализ содержания сахара в крови больного диабетом в течение 1-2 минут по изменению цветовой окраски полоски полимерного материала. Концентрация сахара определяется сравнением со стандартной колометрической шкалой
ОСНОВНЫЕ РЫНКИ СБЫТА: Россия, СНГ
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ: Влияния на окружающую среду нет
СТАДИЯ ОСВОЕНИЯ: Мелкосерийное производство
ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПО СОТРУДНИЧЕСТВУ: СП, кредит, лизинг
ОБЩАЯ СТОИМОСТЬ ПРОЕКТА: $250 тыс.
СРОК ОКУПАЕМОСТИ: 1 год
НАИМЕНОВАНИЕ ПРОЕКТА: Разработка автономных экологичных энергоцентров электроснабжения
ОПИСАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ: Энергоцентр создается с учетом проблемы утилизации тепла, отходящего от энергосиловой установки, и предназначен для работы в труднодоступных районах
ОСНОВНЫЕ РЫНКИ СБЫТА: Россия, СНГ, страны Азии, Ближнего Востока, Африки и Южной Америки
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ: Экологический проект
СТАДИЯ ОСВОЕНИЯ: Опытное производство
ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПО СОТРУДНИЧЕСТВУ: Создание СП, кредит
ОБЩАЯ СТОИМОСТЬ ПРОЕКТА: $125 тыс.
СРОК ОКУПАЕМОСТИ: 2 года
НАИМЕНОВАНИЕ ПРОЕКТА: Микробиологическое получение фруктозы из инулина
ОПИСАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ: Производство фруктозы в виде одностадийного микробиологического процесса (без использования ферментных препаратов) без последующей химической очистки фруктозы от других сахаров, что обеспечивает низкую себестоимость процесса. Побочным продуктом этой технологии будет этанол
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: Медицина, биотехнология, сельское хозяйство, пищевая промышленность
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ: Не нарушает экологии
СТАДИЯ ОСВОЕНИЯ: Лабораторный образец
ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПО СОТРУДНИЧЕСТВУ: СП, продажа лицензии
Рубрику ведет ВЛАДИМИР ГЕНДЛИН
Редакция журнала "Деньги" не несет ответственности за расчеты, сделанные авторами проектов.