Выходит, из залитых в бак автомобиля пятидесяти литров бензина лишь одиннадцать – тринадцать будут израсходованы с пользой, а остальные пройдут впустую. Какие огромные потери несет народное хозяйство от такого крайне нерационального использования бензина!
Есть двигатели еще менее экономичные. В паровой машине, например, лишь около восьми процентов теплоты, полученной при горении топлива, расходуется на полезную работу. Правда, пока такие потери являются неизбежными. Но пытливые мысли ученых, конструкторов продолжают работать, ищут пути, чтобы повысить коэффициент полезного действия.
Глава IV. На строгой диете
Торжества на берегах Темзы
Это было в 1925 году. Улицы Лондона пестрели флагами. В университетах, колледжах и научных обществах проводились собрания, читались лекции, доклады, газеты и журналы печатали большие портреты знаменитого физика Майкла Фарадея, помещали рассказы о его жизни. Королевская академия наук учредила в честь этого события специальную медаль. Общественность Англии праздновала столетний юбилей открытия соединения углерода с водородом. Соединение назвали бензином. Слово это арабского происхождения и в переводе на русский язык означает «благовонное вещество».
Итак, официально, первым открывателем бензина считается Фарадей. Фактически это горючее было получено гораздо раньше. Еще в 1745 году задолго до этого открытия Фарадея, русский купец Федор Прядунов на реке Ухте построил нефтеперегонный завод и получал на нем техническое масло, керосин, бензин и другие продукты.
«Тигр» в моторе
– Посадите тигра в мотор своей машины – призывают итальянские продавцы горючего.
«Посадите тигра в мотор – вторят им плакаты, вывешенные вдоль итальянских дорог.
Читатель, конечно, понимает, что здесь речь идет не о хозяине джунглей. «Тигром» называют бензин за ту огромную энергию, которая в нем таится.
Действительно, бензин обладает колоссальной тепловой способностью: при его сгорании выделяется около 10,5 тысячи калорий теплоты. Для сравнения напомним, что при сгорании такого сильного взрывчатого вещества, как является нитроглицерин, выделяется всего 1450 калорий, а пороха – 697.
Бензин хорошо испаряется. Это качество имеет важное значение для образования смеси.
Важным свойством смеси являете быстрое горение, но до определенного предела. При нормальном горении скорость распространения пламени в цилиндре достигает 20-30 метров в секунду. А при некоторых условиях может возрасти до двух-трех тысяч метров. Это – детонация, так называемое взрывное горение. Причиной ее чаще всего является горючее, когда двигатель работает не на том сорте, на который рассчитан.
При излишне большой скорости горения в цилиндрах возникает повышенное давление, что вредно отражается на деталях двигателя. Могут погнуться шатуны, выйти из строя поршни, коленчатый вал. Для предупреждения детонации к некоторым сорта бензина добавляют компоненты-антидетонаторы. Простейшими из них являются спирт и бензол. Но лучшим считается тетраэтиловый свинец (ТЭС). Это ядовитая, тяжелая, маслянистая жидкость. Достаточно к бензину прибавить ничтожную ее долю, как стойкость горючего резко увеличивается. Применять чистый ТЭС нельзя: при горении в двигателе будет образовываться толстый слой свинца. Во избежание этого к тетраэтиловому свинцу добавляется около 20 процентов бромистых соединений. Теперь возникающие при горении легкие соединения свинца уходят наружу вместе с отработавшими газами. ТЭС с этой добавкой получил название этиловой жидкости, а бензин – этилированного бензина. Последний окрашен в оранжевый, красный или сине-зеленый цвет. Он вреден для здоровья и требует осторожного обращения. Этилированный бензин получил широкое распространение,
Диетическое питание
Для горения необходим кислород, без окислителя не воспламенится и бензин – это прописная истина. Для полного сгорания бензина требуется, чтобы каждая его частица встретилась с кислородом. А что значит полное сгорание? Чтобы в продуктах горения не осталось даже самой малости горючих веществ.
В цилиндры двигателя поступает не чистый кислород, это было бы идеально, а в составе воздуха. Подсчитано, что для полного сгорания на каждый килограмм бензина нужно пятнадцать килограммов воздуха. Смесь такой концентрации принято называть нормальной. Однако быстрее сгорает смесь с несколько меньшим содержанием воздуха, когда на один килограмм топлива его будет 12-13,5 килограмма. Такую смесь называют обогащенной. Работая на ней, двигатель развивает наибольшую мощность.
А если воздуха будет еще меньше? Очевидно, тогда не все частицы бензина встретятся с кислородом, а некоторые получат его недостаточно и горение будет неполным. Мощность двигателя упадет. Очень богатая смесь, когда на килограмм бензина будет всего около шести килограммов воздуха, гореть не сможет.