Что, если бы я закачивал в двигатель автомобиля чистый кислород, а не атмосферный воздух?

Потребуется больше кислородных баллонов, чем вы можете поместить в свой автомобиль, чтобы иметь достаточно кислорода для питания вашего двигателя. Хаким / Getty Images

Двигатель внутреннего сгорания в большинстве автомобилей работает на бензине. Для горения двигателю нужен кислород, а кислород поступает из окружающего нас воздуха. Но что, если бы автомобили возили свои собственные и вместо этого закачивали в двигатель чистый кислород?

Окружающий нас воздух содержит около 21 процента кислорода. Почти все остальное — это азот, который инертен при прохождении через двигатель. Кислород контролирует, сколько бензина может сжечь двигатель. Соотношение газа к кислороду составляет примерно 1:14 — на каждый грамм сгорающего бензина двигателю требуется около 14 граммов кислорода. Двигатель может сжигать не больше газа, чем позволяет количество кислорода. Любое лишнее топливо выйдет из выхлопной трубы несгоревшим.

Таким образом, если бы автомобиль использовал чистый кислород, он вдыхал бы 100% кислорода вместо 21%, или примерно в пять раз больше кислорода. Это означало бы, что он мог бы сжигать примерно в пять раз больше топлива. А это означало бы примерно в пять раз больше лошадиных сил. Таким образом, двигатель мощностью 100 лошадиных сил станет двигателем мощностью 500 лошадиных сил!

>Проблема с кислородом

Закись азота распадается на азот и кислород. ©2007 Корпорация Майкрософт

Так почему же автомобили не перевозят чистый кислород? Проблема в том, что кислород довольно громоздкий, даже когда вы его сжимаете, а двигатель потребляет МНОГО кислорода. Галлон бензина весит 6,2 фунта, поэтому двигателю требуется 86,8 фунта кислорода (6,2 x 14) на галлон бензина. Кислород — это газ, поэтому он очень легкий. Один фунт кислорода заполняет 11,2 кубических фута пространства, поэтому для галлона бензина требуется 972,16 кубических фута кислорода. Если ваш бензобак вмещает 20 галлонов бензина, вам придется перевозить с ним почти 20 000 кубических футов кислорода! Это очень много кислорода - столько, что он наполнил бы дом площадью 2500 квадратных футов.

Даже если вы сожмете кислород до 3000 psi (фунтов на квадратный дюйм), для его хранения все равно потребуется 100 кубических футов. Для сравнения:стандартный баллон для подводного плавания вмещает около 80 кубических футов газа, поэтому для хранения всего этого кислорода потребуется 250 баллонов для подводного плавания.

Поскольку кислород настолько громоздкий, вместо него люди используют закись азота. В двигателе закись азота превращается в азот и кислород, а людям нужен кислород. Закись азота легко сжижается под давлением, поэтому в бутылке ее можно хранить гораздо больше, чем газообразного кислорода, который не сжижается. Даже в этом случае типичная система будет подавать закись азота в двигатель всего от одной до трех минут. При этом к типичному крупноблочному двигателю добавляется около 100 лошадиных сил. Самая большая проблема заключается в том, что дополнительный бензин, который закись азота допускает в цилиндре, увеличивает давление в двигателе настолько, что это может нанести реальный ущерб, если только двигатель не предназначен для этого. Это была бы та же проблема, что и с двигателем, работающим на чистом кислороде, — он должен быть достаточно мощным, чтобы выдерживать такую ​​нагрузку.

>Дополнительная информация

Статьи по теме HowStuffWorks

• Как работают автомобильные двигатели
• Как работает бензин
• Как работает мощность
• Как закись азота помогает двигателю работать лучше?
• Как работают главные цилиндры и комбинированные клапаны

Больше отличных ссылок

• Чистый двигатель Oxgyen
• Кислород в двигателях