Interesujące przykłady nieprawdopodobnych przypadków inżynierskich
W latach osiemdziesiątych byłem inżynierem projektów elektrycznych dla producenta samochodów. Pewnego dnia wydział inżynierii eksperymentalnej poprosił mnie o zdiagnozowanie i wyeliminowanie dziwnego okresowego trzaskającego dźwięku, który pojawiał się w trakcie opracowywania nowego pojazdu.
Patrząc w ciemność, przekonałem się, że hałas dobywał się z dużej łukowej iskry gdzieś w dolnej części komory silnika. Wyładowanie łukowe pojawiało się pomiędzy małą, metalową, zainstalowaną szeregowo obudową filtra, a uziemieniem ramy podwozia pojazdu znajdującego się w pewnej odległości. Iskra była duża, gruba i głośna. Miała przynajmniej pięć centymetrów długości i pojawiała się mniej więcej co sekundę przy pracującym silniku.
Zamiast tradycyjnego, wspomaganego próżniowo systemu hamulcowego, ten konkretny pojazd miał wbudowany eksperymentalny hydraulicznie wspomagany siłowy system hamulcowy. Wymagało to dodatkowego hydraulicznego systemu od napędzanej przez silnik pompy sterowania siłowego do systemu wspomagającego hamulce. System hydrauliczny obejmował filtr cieczy zamontowany szeregowo do gumowego, wysoko ciśnieniowego przewodu doprowadzającego pompy . Metalowa obudowa filtra była zawieszona przez izolowany przewód w pewnej odległości od ramy podwozia.
Szybko doszedłem do wniosku, że iskra o długości 5 centymetrów równała się przynajmniej kilku setkom tysięcy woltów. Moja pierwsza myśl była następująca: “W jaki sposób można uzyskać takie napięcie przy systemie napięcia pojazdu równym 12V?” Było to, moim zdaniem, szczególnie zadziwiające, ponieważ pojazd, który miał silnik diesla, nie miał nawet systemu zapłonu o wysokim napięciu!
Generowanie bardzo wysokich napięć oraz zasady ich działania było mi znane, ponieważ zbudowałem już swój własny generator Van de Graaffa i cewkę Tesli jeszcze jako chłopak. Doszedłem do wniosku, że w jakiś dziwny sposób, przypadkowo wytworzyliśmy ‘hydrauliczny’ odpowiednik konwencjonalnego mechanicznego generatora Van de Graaffa , który składa się z trzech głównych części: izolowanego napędzanego silnikiem pasa przenoszenia elektronów, metalowej szczotki zbierającej elektrony podłączonej do metalowej kopuły wysokiego napięcia po jednej stronie pasa oraz źródła elektronów zastosowanego na przeciwnym końcu pasa napędzającego.
W moim koncepcyjnym odpowiedniku “hydraulicznym”, poruszająca się, nieprzewodząca ciecz hydrauliczna i izolowane przewody gumowe stanowiły mechanizm transportu elektronów. Metalowa komora filtra oraz jej wewnętrzny element metalowy filtra tworzyły kolektor elektronowy. Napędzana silnikiem pompa hydrauliczna oraz pas napędzający były źródłem elektronów do cieczy.
Ponieważ pompa napędzana silnikiem była w całości zrobiona z metalu i była uziemiona do silnika i do ramy podwozia, trudno było na początku wyobrazić sobie, w jaki sposób pompa mogła być źródłem elektronów. Jednakże udało mi się potwierdzić swoje podejrzenie, że pompa była źródłem elektronów, gdy podłączyłem uziemiony przewód probierczy do pompy i pocierałem o krążek pompy napędzany pasem, co powodowało powstrzymanie wyładowania łukowego. Gdy praca silnika została wstrzymana, test konduktywności potwierdził, że koło pasowe było uziemione w tym nieoperacyjnym stanie.
Następnie doszedłem do wniosku, że wirujący krążek pompy oraz wewnętrzny zestaw wirnika były elektrycznie “unoszone” wewnątrz uziemionej obudowy pompy, ze względu na działanie hydrodynamiczne łożysk i wirnika oraz izolowanych uszczelek w izolowanym płynie hydraulicznym. Rzeczywiste źródło elektronów najprawdopodobniej wynikało z wytwarzania ładunku elektryczności statycznej na skutek tarcia gumowego pasa napędzającego krążek.
Uziemienie obudowy filtra do ramy pojazdu wyeliminowało objawy wyładowania łukowego. Dedukując dalej, można założyć , że uziemienie komory filtra jedynie zapewniło dobry upust dla elektronów i w cieczy hydraulicznej nadal pozostawała duża cyrkulacja tych elektronów. Zastanawiam się, jakie, jeśli w ogóle, szkodliwe skutki taki obieg elektronów mógłby mieć na płyn oraz na inne części systemu. O ile sobie przypominam, tego rodzaju konfiguracja układu siłowego wspomagającego nigdy nie została zastosowana.
