Меню Закрыть

Фото двигателя внутреннего сгорания: D0 b4 d0 b2 d0 b8 d0 b3 d0 b0 d1 82 d0 b5 d0 bb d1 8c d0 b2 d0 bd d1 83 d1 82 d1 80 d0 b5 d0 bd d0 bd d0 b5 d0 b3 d0 be d1 81 d0 b3 d0 be d1 80 d0 b0 d0 bd d0 b8 d1 8f: стоковые фото, изображения

Содержание

устройство, принцип работы и классификация


Что такое ДВС?

ДВС (двигатель внутреннего сгорания) – один из самых популярных видов моторов. Это тепловой двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно внутри него самого – во внутренней камере. Дополнительные внешние носители не требуются.

ДВС работает  благодаря физическому эффекту теплового расширения газов. Горючая смесь в момент воспламенения смеси увеличивается в объёме, и освобождается энергия.

Вне зависимости от того, о каком из ДВС идёт речь – о ДВС с искровым зажиганием – двигателе Отто (это, прежде всего, инжекторный и карбюраторный бензиновые двигатели) или о ДВС с воспламенением от сжатия (дизельный мотор, дизель) сила давления газов воздействует на поршень ДВС. Без поршня сложно представить большинство современных ДВС. В том числе, он есть даже у комбинированного ДВС. Только в последнем, кроме поршня, мотору работать помогает ещё и лопаточное оборудование (компрессоры, турбины).


Бензиновые, дизельные поршневые ДВС – это двигатели, с которыми мы активно встречаемся на любом транспорте, в том числе легковом, а ДВС, работающие не только за счёт поршня, но и за счёт компрессора, турбины – это решения, без которых сложно представить современные суда, тепловозы, автотракторную технику, самосвалы высокой грузоподъёмности, т.е. транспорт, где нужны двигатели средней (> 5 кВт) или высокой мощности (> 100 кВт).

Без двигателя внутреннего сгорания невозможно представить движение практически любого транспорта (кроме электрического) – автомобилей, мотоциклов, самолётов.

  • Несмотря на то, что технологии, в том числе, в транспортной сфере, развиваются семимильными шагами, ДВС на авто человечество будет устанавливать еще долго. Даже концерн Volkswagen, который, как известно, готовит масштабную программу электрификации модельного ряда своих двигателей, пока не спешит отказываться от ДВС. Открытой является информация, что автомобили с ДВС будут выпускаться не только в ближайшие 5, но и 30 лет. Да, время разработок новых ДВС у концерна уже подходит к финальной стадии, но производство никто сворачивать не будет. Нынешние актуальные разработки будут использоваться и впредь. Некоторые же концерны по производству авто и вовсе не спешат переходить на электромоторы. Это можно обосновать и экономически, и технически. Именно ДВС из всех моторов одни из наиболее надежных и при этом дешёвых, а постоянное совершенствование моделей ДВС позволяет говорить об уверенном прогрессе инженеров, улучшении эксплуатационных характеристик двигателей внутреннего сгорания и минимизации их негативного влияния на атмосферу.
  • Современные дизельные двигатели внутреннего сгорания позволяют снизить расход топлива на 25-30 %. Лучше всего такое уменьшение расхода топлива смогли достигнуть производители дизельных ДВС. Но и производители бензиновых двигателей внутреннего сгорания активно удивляют. Ещё в 2012-м году назад американский концерн Transonic Combustion (разработчик так называемых сверхкритических систем впрыска топлива) впечатлил решением TSCiTM. Благодаря новому подходу к конструкции топливного насоса и инжекторам, бензиновый двигатель стал существенно экономичней.
  • Большие ставки на ДВС делает и концерн Mazda. Он акцентирует внимание на изменении конструкции выпускной системы. Благодаря ей улучшена продувка газов, повышена степень их сжатия, а, вместе с тем, снижены и обороты  (причём сразу на 15%). А это и экономия расхода топлива, и уменьшение вредных выбросов – несмотря на то, что речь идёт о бензиновом двигателе, а не о дизеле.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

При разнообразии конструктивных решений устройство у всех ДВС схоже. Двигатель внутреннего сгорания образован следующими компонентами:

  1. Блок цилиндров. Блоки цилиндров – цельнолитые детали. Более того, единое целое они составляют с картером (полой частью). Именно на картер ставят коленчатый вал). Производители запчастей постоянно работают над формой блока цилиндров, его объемом. Конструкция блока цилиндров ДВС должна чётко учитывать все нюансы от механических потерь до теплового баланса.
  2. Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) – узел, состоящий из шатуна, цилиндра, маховика, колена, коленвала, шатунного и коренного подшипников. Именно в этом узле прямолинейное движение поршня преобразуется непосредственно во вращательное. Для большинства традиционных ДВС КШМ – незаменимый механизм. Хотя ряд инженеров пытаются найти замену и ему. В качестве альтернативы КШМ может рассматриваться, например, система кинематической схемы отбора мощности (уникальная российская технология, разработка научных сотрудников из «Сколково», направленная на погашение инерции, снижение частоты вращения, увеличение крутящего момента и КПД).
  3. Газораспределительный механизм (ГРМ). Присутствует у четырехтактных двигателей (что это такое, ещё будет пояснено в блоке, посвященном принципу работы ДВС). Именно от ГРМ зависит, насколько синхронно с оборотами коленчатого вала работает вся система, как организован впрыск топливной смеси непосредственно в камеру, под контролем ли выход из нее продуктов сгорания.

    Основным материалом для производства ГРМ выступает кордшнуровая или кордтканевая резина. Современное производство постоянно стремится улучшить состав сырья для оптимизации эксплуатационных качеств и повышения износостойкости механизма. Самые авторитетные производители ГРМ на рынке – Bosch, Lemforder, Contitech (все – Германия), Gates (Бельгия) и Dayco (США).

    Замену ГРМ проводят через каждые 60000 — 90 000 км пробега. Всё зависит от конкретной модели авто (и регламента на неё) и особенностей эксплуатации машины.

    Привод газораспределения нуждается в систематическом контроле и обслуживании. Если пренебрегать такими процедурами, ДВС может быстро выйти из строя.

  4. Система питания. В этом узле осуществляется подготовка топливно-воздушной смеси: хранение топлива, его очистка, подача в двигатель.
  5. Система смазки. Главные компоненты системы – трубки, маслоприемник, редукционный клапан, масляный поддон и фильтр. Для контроля системы современные решения также оснащаются датчиками указателя давления масла и датчиком сигнальной лампы аварийного давления. Главная функция системы – охлаждение узла, уменьшение силы трения между подвижными деталями. Кроме того, система смазки  выполняет очищающую функцию, освобождает двигатель от нагара, продуктов, образованных в ходе износа мотора.
  6. Система охлаждения. Важна для оптимизации рабочей температуры. Включает рубашку охлаждения, теплообменник (радиатор охлаждения), водяной насос, термостат и теплоноситель.
  7. Выхлопная система. Служит для отвода от мотора продуктов сгорания.
    Включает:
    — выпускной коллектор (приёмник отработанных газов),
    — газоотвод (приёмная труба, в народе- «штаны»),
    — резонатор для разделения выхлопных газов и уменьшения их скорости,
    — катализатор (очиститель) выхлопных газов,
    — глушитель (корректирует направление потока газов, гасит шум).
  8. Система зажигания. Входит в состав только бензодвигателей. Неотъемлемые компоненты системы – свечи и катушки зажигания. Самый популярный вариант конструкции – «катушка на свече». У двигателей внутреннего сгорания старого поколения также были высоковольтные провода и трамблер (распределитель). Но современные производители моторов, прежде всего, благодаря появлению конструкции «катушка на свече», могут себе позволить не включать в систему эти компоненты.
  9. Система впрыска
    . Позволяет организовать дозированную подачу топлива.

В LMS ELECTUDE системе и времени впрыска уделяется особое внимание. Любой автомеханик должен понимать, что именно от исправности системы впрыска, времени впрыска зависит способность оперативно изменять скорость движения авто. А это одна из важнейших характеристик любого мотора.


Тонкий нюанс! При изучении устройства нельзя проигнорировать и такой элемент, как датчик положения дроссельной заслонки. Датчик не является частью ДВС, но устанавливается на многих авто непосредственно рядом с ДВС. 

Датчик эффективно решает такую задачу, как передача электронному блоку управления данных о положении пропускного клапана в определенный интервал времени. Это позволяет держать под контролем поступающее в систему топливо. Датчик измеряет вращение и, следовательно, степень открытия дроссельной заслонки.

А изучить устройство мотора основательно помогает дистанционный курс для самообучения «Базовое устройство двигателя внутреннего сгорания автомобиля», на платформе ELECTUDE. Принципиально важно, что каждый может пошагово продвинуться от теории, связанной с ДВС и его составными частями, до оттачивания сервисных операций по регулировке. Этому помогает встроенный LMS виртуальный симулятор.

Принцип работы двигателя

Принцип работы классических двигателей внутреннего сгорания основан на преобразовании энергии вспышки топлива — тепловой энергии, освобождённой от сгорания топлива, в механическую.

При этом сам процесс преобразования энергии может отличаться.

Самый распространённый вариант такой:

  1. Поршень в цилиндре движется вниз.
  2. Открывается впускной клапан.
  3. В цилиндр поступает воздух или топливно-воздушная смесь. (под воздействием поршня или системы поршня и турбонаддува).
  4. Поршень поднимается.
  5. Выпускной клапан закрывается.
  6. Поршень сжимает воздух.
  7. Поршень доходит до верхней мертвой точки.
  8. Срабатывает свеча зажигания.
  9. Открывается выпускной клапан.
  10. Поршень начинает двигаться вверх.
  11. Выхлопные газы выдавливаются в выпускной коллектор.

Важно! Если используется дизельное топливо, то искра не принимает участие в запуске двигателя, дизельное топливо зажигается при сжатии само.

При этом для понимания принципа работы важно не просто учитывать физическую последовательность, а держать под контролем всю систему управления. Наглядно понять её помогает схема учебного модуля ELECTUDE. 

Обратите внимание, в дистанционных курсах обучения на платформе ELECTUDE при изучении системы управления дизельным двигателем она сознательно разбирается обособленно от системы регулирования впрыска топлива. Очень грамотный подход. Многим учащимся действительно сложно сразу разобраться и с системой управления, и с системой впрыска. И для того, чтобы хорошо усвоить материал, грамотно двигаться именно пошагово.


Но вернёмся к работе самого двигателя. Рассмотренный принцип работы актуален для большинства ДВС, и он надёжен для любого транспорта, включая грузовые автомобили.

Фактически у устройств, работающих по такому принципу, работа строится на 4 тактах (поэтому большинство моторов называют четырёхтактными):

  1. Такт выпуска.
  2. Такт сжатия воздуха.
  3. Непосредственно рабочий такт – тот самый момент, когда энергия от сгорания топлива преобразуется в механическую (для запуска коленвала).
  4. Такт открытия выпускного клапана – необходим для того, чтобы отработанные газы вышли из цилиндра и освободили место новой порции смеси топлива и воздуха

4 такта образуют рабочий цикл.

При этом три такта – вспомогательные и один – непосредственно дающий импульс движению. Визуально работа четырёхтактной модели представлена на схеме.


Но работа может основываться и на другом принципе – двухтактном. Что происходит в этом случае?

  • Поршень двигается снизу-вверх.
  • В камеру сгорания поступает топливо.
  • Поршень сжимает топливно-воздушную смесь.
  • Возникает компрессия. (давление).
  • Возникает искра.
  • Топливо загорается.
  • Поршень продвигается вниз.
  • Открывается доступ к выпускному коллектору.
  • Из цилиндра выходят продукты сгорания.

То есть первый такт в этом процессе – одновременный впуск и сжатие, второй — опускание поршня под давлением топлива и выход продуктов сгорания из коллектора.

Двухтактный принцип работы – распространённое явление для мототехники, бензопил. Это легко объяснить тем, что при высокой удельной мощности такие устройства можно сделать очень лёгкими и компактными.

Важно! Кроме количества тактов есть отличия в механизме газообмена.

В моделей, которые поддерживают 4 такта, газораспределительный механизм открывает и закрывает в нужный момент цикла клапаны впуска и выпуска.

У решений, которые поддерживают два такта, заполнение и очистка цилиндра осуществляются синхронно с тактами сжатия и расширения (то есть непосредственно в момент нахождения поршня вблизи нижней мертвой точки).


Классификация двигателей

Двигатели разделяют по нескольким параметрам: рабочему циклу, типу конструкции, типу подачи воздуха.

Классификация двигателей в зависимости от рабочего цикла

В зависимости от цикла, описывающего термодинамический (рабочий процесс), выделяют два типа моторов: 

  1. Ориентированные на цикл Отто. Сжатая смесь у них воспламеняется от постороннего источника энергии. Такой цикл присущ всем бензиновым двигателям.
  2. Ориентированные на цикл Дизеля. Топливо в данном случае воспламеняется не от искры, а непосредственно от разогретого рабочего тела. Такой цикл лежит в основе работы дизельных двигателей.

Чтобы работать с современными дизельными моторами, важно уметь хорошо разбираться в системе управлениям дизелями EDC (именно от неё зависит стабильное функционирование предпускового подогрева, системы рециркуляции отработанных газов, турбонаддува), особенностях системы впрыска Common Rail (CRD), механических форсунках, лямбда-зонда, обладать навыками взаимодействия с ними.


А для работы с агрегатами, работающими по циклу Отто, не обойтись без комплексного изучения свечей зажигания, системы многоточечного впрыска. Важно отличное знание принципов работы датчиков, каталитических нейтрализаторов.

И изучение дизелей, и бензодвигателей должно быть целенаправленным и последовательным. Рациональный вариант – изучать дизельные ДВС в виде модулей.


Классификация двигателей в зависимости от конструкции

  • Поршневой. Классический двигатель с поршнями, цилиндрами и коленвалом. При работе принципа ДВС рассматривалась как раз такая конструкция. Ведь именно поршневые ДВС стоят на большинстве современных автомобилей.
  • Роторные (двигатели Ванкеля). Вместо поршня установлен трехгранный ротор (или несколько роторов), а камера сгорания имеет овальную форму. У них достаточно высокая мощность при малых габаритах, отлично гасятся вибрации. Но производителям невыгодно выпускать такие моторы. Производство двигателей Ванкеля дорогостоящее, сложно подстроиться под регламенты выбросов СО2, обеспечить агрегату большой срок службы. Поэтому современные мастера СТО при ремонте и обслуживании с такими автомобилями встречаются крайне редко. Но знать о таких двигателях также очень важно. Может возникнуть ситуация, что на сервис привезут автомобили Mazda RX-8. RX-8 (2003 по 2012 годов выпуска) либо ВАЗ-4132, ВАЗ-411М. И у них стоят именно роторные двигатели внутреннего сгорания.

Классификация двигателей по принципу подачи воздуха

Подача воздуха также разделяет ДВС на два класса:

  1. Атмосферные. При движении поршня мотор затягивает порцию воздуха. Для вращения турбины и вдувания сжатого воздуха у турбокомпрессорных двигателей внутреннего сгорания используются непосредственно выхлопные газы.
  2. Турбокомпрессорные. Организована дополнительная подкачка воздуха в камеру сгорания.

Для вращения турбины и вдувания сжатого воздуха у турбокомпрессорных двигателей внутреннего сгорания используются непосредственно выхлопные газы.


Атмосферные системы активно встречаются как среди дизельных, так и бензиновых моделей. Турбокомпрессорные ДВС – в большинстве своём, дизельные двигатели. Это связано с тем, что монтаж турбонаддува предполагает достаточно сложную конструкцию самого ДВС. И на такой шаг готовы пойти чаще всего производители авто премиум-класса, спорткаров. У них установка турбокомпрессора себя оправдывает. Да, такие решения более дорогие, но выигрыш есть в весе, компактности, показателе крутящего момента, уровни токсичности. Более того! Выигрыш есть и в расходе топлива. Его требуется существенно меньше.

Очень часто решения с турбокомпрессором выбирают автовладельцы, которые предпочитают агрессивный стиль езды, высокую скорость.

Преимущества ДВС

  1. Удобство. Достаточно иметь АЗС по дороге или канистру бензина в багажнике – и проблема заправки двигателя легко решаема. Если же на машине установлен электромотор, зарядка доступна пока ещё не во всех местах.
  2. Высокая скорость заправки двигателя топливом.
  3. Длительный ресурс работы. Современные двигатели внутреннего сгорания легко работают в заявленный производителем период (в среднем 100-150 тыс. км. пробега), а некоторые и 300-350 тыс. км пробега. Впрочем, мировой рекордсмен – пробег и вовсе ~4 800 000 км. И здесь нет лишних нулей. Такой рекорд установлен на двигателе Volvo» P1800. Единственное, за время работы двигатель два раза проходил капремонт.
  4. Компактность. Двигатели внутреннего сгорания существенно компактнее, нежели двигатели внешнего сгорания.

Недостатки ДВС

При использовании двигателя внутреннего сгорания нельзя организовать работу оборудования по замкнутому циклу, а, значит, организовать работу в условиях, когда давление существенно превышает атмосферное.

Большинство ДВС работает за счёт использования невозобновляемых ресурсов (бензина, газа). И исключение – машины, работающие на биогазе, этиловом спирте (на практике встречается редко, так как при использовании такого топлива невозможно добиться высоких мощностей и скоростей).

Существует тесная зависимость работы ДВС от качества топлива. Оно должно обладать определённым определенным цетановым и октановым числами (характеристиками воспламеняемости дизельного топлива, определяющими период задержки горения рабочей смеси и детонационной стойкости топлива), плотностью, испаряемостью.

Автомеханики называют ДВС сердцем авто, инженеры модернизируют ГРМ, а производители бензина не беспокояться о том, что все перейдут на электротранспорт.

Устройство двигателя внутреннего сгорания — видео, схемы, картинки

Двигатель внутреннего сгорания – это одно из тех изобретений, которые в корне перевернули нашу жизнь – с лошадиных повозок люди смогли пересесть на быстрые и мощные автомобили.

Первые ДВС обладали малой мощностью, а коэффициент полезного действия не доходил даже до десяти процентов, но неутомимые изобретатели – Ленуар, Отто, Даймлер, Майбах, Дизель, Бенц и множество других – привносили что-то новое, благодаря чему имена многих увековечены в названиях известных автомобильных компаний.

ДВС прошли длительный путь развития от коптящих и часто ломающихся примитивных моторов, до сверхсовременных битурбированных двигателей, но принцип их работы остался все тот же – теплота сгорания топлива преобразуется в механическую энергию.

Название “двигатель внутреннего сгорания” используется потому, что топливо сгорает в середине двигателя, а не снаружи, как в двигателях внешнего сгорания – паровых турбинах и паровых машинах.

Благодаря этому ДВС получили множество положительных характеристик:

  • они стали намного легче и экономичнее;
  • стало возможным избавиться от дополнительных агрегатов для передачи энергии сгорания топлива или пара к рабочим частям двигателя;
  • топливо для ДВС обладает заданными параметрами и позволяет получать значительно больше энергии, которую можно преобразовать в полезную работу.

Устройство ДВС

Вне зависимости от того, на каком топливе работает двигатель – бензин, дизель, пропан-бутан или экотопливо на основе растительных масел – главным действующим элементом является поршень, который находится внутри цилиндра. Поршень похож на металлический перевернутый стакан (скорее подойдет сравнение с бокалом для виски – с плоским толстым дном и прямыми стенками), а цилиндр – на небольшой кусок трубы, внутри которой и ходит поршень.

В верхней плоской части поршня имеется камера сгорания – углубление круглой формы, именно в нее попадает топливно воздушная смесь и здесь же детонирует, приводя поршень в движение. Это движение передается на коленчатый вал с помощью шатунов. Шатуны верхней своей частью прикреплены к поршню с помощью поршневого пальца, который просовывается в два отверстия по бокам поршня, а нижней – к шатунной шейке коленчатого вала.

Первые ДВС имели всего один поршень, но и этого было достаточно, чтобы развить мощность в несколько десятков лошадиных сил.

В наше время тоже применяются двигатели с одним поршнем, например пусковые двигатели для тракторов, которые выполняют роль стартера. Однако больше всего распространены 2-х, 3-х, 4-х, 6-и и 8-цилиндровые двигатели, хотя выпускаются двигатели на 16 цилиндров и более.

Поршни и цилиндры находятся в блоке цилиндров. От того, как расположены цилиндры по отношению к друг другу и к другим элементам двигателя, выделяют несколько видов ДВС:

  • рядные – цилиндры расположены в один ряд;
  • V-образные – цилиндры расположены друг против друга под углом, в разрезе напоминают букву “V”;
  • U-образные – два объединенных между собой рядных двигателя;
  • X-образные – ДВС со сдвоенными V-образными блоками;
  • оппозитные – угол между блоками цилиндров составляет 180 градусов;
  • W-образные 12-цилиндровые – три или четыре ряда цилиндров установленные в форме буквы “W”;
  • звездообразные двигатели – применяются в авиации, поршни расположены радиальными лучами вокруг коленчатого вала.

Важным элементом двигателя является коленчатый вал, на который передается возвратно-поступательное движение поршня, коленвал преобразует его во вращение.

Когда на тахометре отображаются обороты двигателя, то это как раз и есть количество вращений коленвала в минуту, то есть он даже на самых низких оборотах вращается со скоростью 2000 оборотов в минуту. С одной стороны коленвал соединен с маховиком, от которого вращение через сцепление подается на коробку передач, с другой стороны – шкив коленвала, связанный с генератором и газораспределительным механизмом через ременную передачу. В более современных авто шкив коленвала связан также со шкивами кондиционера и гидроусилителя руля.

Топливо подается в двигатель через карбюратор или инжектор. Карбюраторные ДВС уже отживают свое из-за несовершенства конструкции. В таких ДВС идет сплошной поток бензина через карбюратор, затем топливо смешивается во впускном коллекторе и подается в камеры сгорания поршней, где детонирует под действием искры зажигания.

В инжекторных двигателях непосредственного впрыска топливо смешивается с воздухом в блоке цилиндров, куда подается искра от свечи зажигания.

Газораспределительный механизм отвечает за согласованную работу системы клапанов. Впускные клапаны обеспечивают своевременное поступление топливновоздушной смеси, а выпускные отвечают за выведение продуктов сгорания. Как мы уже писали раньше, такая система используется в четырехтактных двигателях, тогда как в двухтактных необходимость в клапанах отпадает.

На данном видео показано как устроен двигатель внутреннего сгорания, какие функции выполняет и как он это делает.

Устройство четырехтактного ДВС

Загрузка…

Поделиться в социальных сетях

Мотор в будущее – Огонек № 31 (5527) от 20.08.2018

У двигателя внутреннего сгорания, без которого невозможно представить современный транспорт, юбилей — 195 лет. Однако полноценной замены имениннику так и не изобрели

Современный автомобиль, каким мы его знаем, рождался, наверное, целый век, и каждый из его дней рождения — исторический. Судите сами: 125 лет назад двумя венгерскими учеными, Донатом Банки и Яношем Чонка, запатентован карбюратор — устройство, где готовится горючая смесь для автомобильного двигателя. Долгое время его изобретателем вообще-то считался немец Вильгельм Майбах, запатентовавший карбюратор раньше венгерских коллег, и лишь после специальной экспертизы выяснилось — Банки и Чонка опередили его с публикацией. Счет шел на месяцы!

Но, пожалуй, еще важнее другая дата: в 1823 году, то есть 195 лет назад, другой инженер, британец Сэмуэль Браун, запатентовал первый получивший успех и коммерческое приложение двигатель внутреннего сгорания (ДВС)! Оговоримся: и на этот почетный титул — изобретателя ДВС — также претендует множество инженеров, выбирай любого. Вот, к примеру, один из претендентов — француз Жозеф Нисефор Ньепс больше известный как один из изобретателей фотографии. Он еще в 1807 году вместе с братом создал прототип ДВС, названный пирэолофором. Пирэолофор был установлен на корабль и успешно испытан, после чего братьям выдали патент, подписанный самим Наполеоном. Был в истории ДВС и русский след: бензиновый двигатель внутреннего сгорания с электрическим зажиганием — разработка российского конструктора сербского происхождения Огнеслава Костовича, известного проектами дирижабля, вертолета и даже рыбы-лодки.

Парадокс в другом: ни один из изобретателей этого чуда техники не был уверен, что его усилия пригодятся. Сегодня об этом уже не помнят, но с ДВС тогда конкурировали паровой и… электрический двигатель, изобретенный еще в 1828 году!

— Период, когда люди выбирали тип двигателя для безлошадных повозок (так называемое осевое время автомобилизма), пришелся как раз на конец XIX века,— говорит шеф-редактор журнала «Авторевю» Леонид Голованов.— Так вот, вплоть до середины 1900-х параллельно выпускались машины со всеми тремя типами силовых установок: ДВС, электроприводом и паровым двигателем. В результате победил двигатель внутреннего сгорания, причем заслуженно — он оказался эффективнее, проще в эксплуатации и более пригоден для массового производства. Но главное — сочетание энергоемкости, цены и скорости заправки, которое обеспечивало моторное топливо. Альтернативы этому не было!

О «нефтяном факторе» в успехе двигателя внутреннего сгорания говорит и декан транспортного факультета Московского политехнического университета Пабло Итурралде. По его словам, выпуск машин на ДВС в начале ХХ века получил поддержку у нефтяной отрасли — ей нужен был мощный потребитель производимой продукции, и автомобили, работающие на бензине, идеально подошли для этого.

Парадокс нынешнего момента, впрочем, в другом: топливо, которое когда-то помогло двигателю внутреннего сгорания победить конкурентов, сегодня может… его похоронить.

Разберемся.

«Топливо-изгой», «Европа отказывается от двигателей внутреннего сгорания», «Объявлена война дизелю»… Европейские СМИ предупреждают: в Старом Свете решили всерьез взяться за ДВС. Повод нашелся в 2015-м, когда в результате так называемого Дизельгейта выяснилось: крупнейший европейский производитель дизельных моторов занижал количество вредных выбросов во время тестов. И вот время перемен: к примеру, в Великобритании запретить продажи новых автомобилей на бензиновых или дизельных ДВС собираются уже к 2040 году. А Норвегия ставит дедлайн еще раньше — на 2025 год… Чем собираются заменить ДВС? Конечно же, старым добрым электромотором, но и тут все не однозначно.

— Конец ДВС приближают сразу несколько факторов: ужесточившиеся требования к токсичности отработавших газов, истерика по поводу антропогенной природы глобального потепления и, безусловно, электромобили,— уверен Леонид Голованов.— Впрочем, до массового распространения электромобилей еще далеко, и сдерживает его отсутствие аккумуляторных батарей с достаточной энергоемкостью.

Иными словами, современные литий-ионные батареи не способны обеспечить переход на массовую электромобилизацию — нужен качественный скачок, батареи нового типа, например на основе графена. Вот только когда их изобретут… Как открыт и вопрос о перспективах так называемых гибридов — автомобилей, где электродвигатель совмещен с ДВС.

Приговор специалистов: человечество на перепутье. Жить с ДВС больше не хочется, а переходить на электромобили не получается, да и последствия такого перехода никто толком не просчитал.

— Вся инфраструктура наших городов рассчитана под двигатели внутреннего сгорания, и перемены идут с большим трудом: посмотрите на Европу — станции для подзарядки встречаются там гораздо реже, чем автозаправки,— говорит Пабло Итурралде из Московского политеха.— Прибавьте к этому скорость самого процесса — чтобы заправить обычный автомобиль, у вас уйдет пять минут. А для зарядки электромобиля понадобится минимум часа два. Так что переход на новую инфраструктуру в перспективе довольно трудозатратен: всегда есть соблазн потратить эти деньги на что-то другое, например на развитие общественного транспорта.

Леонид Голованов, в свою очередь, уверен, что переход на электромобили неизбежен. Но и он соглашается: последствия такого перехода будут столь масштабны, что сравнить их можно разве что с появлением беспилотных электрических робомобилей. Попробуем представить этот транспорт будущего: никаких дилерских сетей, автозаправочных станций, водителей и даже автослесарей — «умные» машины будут сами «сообщать» в специализированные сервисы о поломках тех или иных систем. Есть и более радикальный взгляд: мол, двигатели будущих робомобилей почти не будут ломаться, а на старомодные ДВС, которые мог разобрать любой мальчишка, мы станем любоваться разве что в музеях. Впрочем, до этого еще надо дожить — или доехать.

Кирилл Журенков


Экспертиза

Преждевременный энтузиазм


Игорь Моржаретто, партнер аналитического агентства «Автостат», автоэксперт

Появление двигателя внутреннего сгорания (ДВС) — это новый этап промышленной революции, перевернувший всю мировую экономику. До этого она пребывала в полусредневековом состоянии, а с появлением двигателя внутреннего сгорания и дешевого автомобиля, который мог доставить товары и грузы по всему миру на дальние расстояния, изменилась коренным образом. Изменилась и жизнь людей. Специалисты называют это транспортной доступностью «по Форду»: появилась возможность купить автомобиль и поехать на нем куда-то.

Так вот, с моей точки зрения, КПД двигателя внутреннего сгорания далеко не исчерпан. За последние 10–20 лет его параметры очень сильно изменились: он стал более экономичным, мощным, экологичным. К сожалению, сейчас сворачиваются дальнейшие разработки по ДВС, особенно по дизелю. Все кричат, что наше светлое будущее — это электродвигатели. Но перспективы есть и в других отраслях, например в нескольких странах работают над водородными топливными элементами. Возможно, какие-то прорывы будут и с двигателем на ядерном топливе…

А вот что касается электромобилей, то с ними еще очень много нерешенных вопросов.

Ключевой из этих вопросов: на сегодняшний день так и не создан аккумулятор, который позволил бы электромобилю на одном заряде проехать большое расстояние в любую погоду.

Сегодня максимум, который он может преодолеть,— это 300 км при теплой погоде и ровной дороге без пробок. Это много, но, к примеру, в условиях России явно недостаточно.

К тому же современные аккумуляторы чудовищно дороги. Если не будет государственной поддержки, электромобиль просто никто не купит: сегодня он стоит в 2,5—3 раза дороже, чем автомобиль с ДВС того же класса. И соответственно, все те продажи, которые идут в мире, происходят при поддержке разных государственных программ. Когда будет создан дешевый и мощный аккумулятор? Никто не знает. Его обещали создать и год, и пять лет назад…

Еще одна принципиальная проблема, связанная с электромобилями, заключается в том, что при выработке электроэнергии все равно расходуется топливо, просто другое. 60 процентов электростанций (а это они вырабатывают электроэнергию, которая используется для зарядки электромобилей.— «О») в мире сегодня, напомню, работает на угле и, соответственно, загрязняют окружающую среду.

Нельзя не упомянуть и об отсутствии программы утилизации аккумуляторов. Одна компания — мировой лидер по производству электромобилей — после 7 лет эксплуатации забирает эти аккумуляторы и предлагает их владельцам частных домов в качестве аварийного источника энергии. То есть утилизировать их не умеют… В общем, как мне кажется, энтузиазм стран и правительств по поводу электромобилей несколько преждевременен: без госпрограмм поддержки все это долго не продержится. А вот прощаться с ДВС я бы не торопился…

Брифинг

Торстен Мюллер-Отвос, гендиректор английской компании, выпускающей автомобили класса люкс

Мы представим электрическую модель в следующем десятилетии, однако не будем спешить убирать ДВС из портфолио. Переход к электрокарам будет постепенным, и какое-то время они пойдут параллельно… Беспилотники станут для нас интересны тогда, когда они будут функциональными, удобными в использовании, не требующими усилий и полностью автономными, то есть тогда, когда они смогут полностью заменить водителя. Вот тогда мы скажем: «Давайте сделаем это».

Источник: «Автопилот Онлайн»

Александр Фертман, директор по науке, технологиям и образованию фонда «Сколково»

Те горизонты, которые сегодня нарисованы в Европе по поводу отказа от двигателя внутреннего сгорания, наводят на мысль, что это серьезный технологический рывок. А главное, что создается огромный рынок.  Новые виды аккумуляторов постоянно разрабатываются, эта тема одна из самых инвестируемых, если не говорить об IT-секторе. И это не только сама батарея, это и система управления. Здесь, кстати, у России действительно есть интересные проекты. Важно не только то, как вам отдает энергию батарея, но и то, как вы управляете ячейками, чтобы ячейки разряжались одновременно, равномерно.

Источник: «Эхо Москвы»

Коджи Нагано, автодизайнер

— Каким будет автомобиль лет через 30?

— Думаю, внешний вид автомобилей будет сильно зависеть от типа двигателя. Но, как и раньше, автомобилю нужен будет кузов, внутреннее пространство, колеса. Если говорить об автомобиле будущего, то есть такая жутко интересная вещь, как 3D-принтер. И я могу себе представить, что скоро каждый человек сможет создать автомобиль у себя дома, просто напечатать именно тот, который нужен ему. Возможно, он нарисует этот автомобиль сам или использует готовый дизайн.

Источник: Autonews

Мотор в будущее

Почему у двигателя внутреннего сгорания все еще нет серьезной альтернативы, узнал Кирилл Журенков


У двигателя внутреннего сгорания, без которого невозможно представить современный транспорт, юбилей — 195 лет. Однако полноценной замены имениннику так и не изобрели

Современный автомобиль, каким мы его знаем, рождался, наверное, целый век, и каждый из его дней рождения — исторический. Судите сами: 125 лет назад двумя венгерскими учеными, Донатом Банки и Яношем Чонка, запатентован карбюратор — устройство, где готовится горючая смесь для автомобильного двигателя. Долгое время его изобретателем вообще-то считался немец Вильгельм Майбах, запатентовавший карбюратор раньше венгерских коллег, и лишь после специальной экспертизы выяснилось — Банки и Чонка опередили его с публикацией. Счет шел на месяцы!

Но, пожалуй, еще важнее другая дата: в 1823 году, то есть 195 лет назад, другой инженер, британец Сэмуэль Браун, запатентовал первый получивший успех и коммерческое приложение двигатель внутреннего сгорания (ДВС)! Оговоримся: и на этот почетный титул — изобретателя ДВС — также претендует множество инженеров, выбирай любого. Вот, к примеру, один из претендентов — француз Жозеф Нисефор Ньепс больше известный как один из изобретателей фотографии. Он еще в 1807 году вместе с братом создал прототип ДВС, названный пирэолофором. Пирэолофор был установлен на корабль и успешно испытан, после чего братьям выдали патент, подписанный самим Наполеоном. Был в истории ДВС и русский след: бензиновый двигатель внутреннего сгорания с электрическим зажиганием — разработка российского конструктора сербского происхождения Огнеслава Костовича, известного проектами дирижабля, вертолета и даже рыбы-лодки.

Парадокс в другом: ни один из изобретателей этого чуда техники не был уверен, что его усилия пригодятся. Сегодня об этом уже не помнят, но с ДВС тогда конкурировали паровой и… электрический двигатель, изобретенный еще в 1828 году!

— Период, когда люди выбирали тип двигателя для безлошадных повозок (так называемое осевое время автомобилизма), пришелся как раз на конец XIX века,— говорит шеф-редактор журнала «Авторевю» Леонид Голованов.— Так вот, вплоть до середины 1900-х параллельно выпускались машины со всеми тремя типами силовых установок: ДВС, электроприводом и паровым двигателем. В результате победил двигатель внутреннего сгорания, причем заслуженно — он оказался эффективнее, проще в эксплуатации и более пригоден для массового производства. Но главное — сочетание энергоемкости, цены и скорости заправки, которое обеспечивало моторное топливо. Альтернативы этому не было!

О «нефтяном факторе» в успехе двигателя внутреннего сгорания говорит и декан транспортного факультета Московского политехнического университета Пабло Итурралде. По его словам, выпуск машин на ДВС в начале ХХ века получил поддержку у нефтяной отрасли — ей нужен был мощный потребитель производимой продукции, и автомобили, работающие на бензине, идеально подошли для этого.

Парадокс нынешнего момента, впрочем, в другом: топливо, которое когда-то помогло двигателю внутреннего сгорания победить конкурентов, сегодня может… его похоронить.

Разберемся.

«Топливо-изгой», «Европа отказывается от двигателей внутреннего сгорания», «Объявлена война дизелю»… Европейские СМИ предупреждают: в Старом Свете решили всерьез взяться за ДВС. Повод нашелся в 2015-м, когда в результате так называемого Дизельгейта выяснилось: крупнейший европейский производитель дизельных моторов занижал количество вредных выбросов во время тестов. И вот время перемен: к примеру, в Великобритании запретить продажи новых автомобилей на бензиновых или дизельных ДВС собираются уже к 2040 году. А Норвегия ставит дедлайн еще раньше — на 2025 год… Чем собираются заменить ДВС? Конечно же, старым добрым электромотором, но и тут все не однозначно.

— Конец ДВС приближают сразу несколько факторов: ужесточившиеся требования к токсичности отработавших газов, истерика по поводу антропогенной природы глобального потепления и, безусловно, электромобили,— уверен Леонид Голованов.— Впрочем, до массового распространения электромобилей еще далеко, и сдерживает его отсутствие аккумуляторных батарей с достаточной энергоемкостью.

Иными словами, современные литий-ионные батареи не способны обеспечить переход на массовую электромобилизацию — нужен качественный скачок, батареи нового типа, например на основе графена. Вот только когда их изобретут… Как открыт и вопрос о перспективах так называемых гибридов — автомобилей, где электродвигатель совмещен с ДВС.

Приговор специалистов: человечество на перепутье. Жить с ДВС больше не хочется, а переходить на электромобили не получается, да и последствия такого перехода никто толком не просчитал.

— Вся инфраструктура наших городов рассчитана под двигатели внутреннего сгорания, и перемены идут с большим трудом: посмотрите на Европу — станции для подзарядки встречаются там гораздо реже, чем автозаправки,— говорит Пабло Итурралде из Московского политеха.— Прибавьте к этому скорость самого процесса — чтобы заправить обычный автомобиль, у вас уйдет пять минут. А для зарядки электромобиля понадобится минимум часа два. Так что переход на новую инфраструктуру в перспективе довольно трудозатратен: всегда есть соблазн потратить эти деньги на что-то другое, например на развитие общественного транспорта.

Леонид Голованов, в свою очередь, уверен, что переход на электромобили неизбежен. Но и он соглашается: последствия такого перехода будут столь масштабны, что сравнить их можно разве что с появлением беспилотных электрических робомобилей. Попробуем представить этот транспорт будущего: никаких дилерских сетей, автозаправочных станций, водителей и даже автослесарей — «умные» машины будут сами «сообщать» в специализированные сервисы о поломках тех или иных систем. Есть и более радикальный взгляд: мол, двигатели будущих робомобилей почти не будут ломаться, а на старомодные ДВС, которые мог разобрать любой мальчишка, мы станем любоваться разве что в музеях. Впрочем, до этого еще надо дожить — или доехать.

экспертиза

Преждевременный энтузиазм

Игорь Моржаретто, партнер аналитического агентства «Автостат», автоэксперт

Появление двигателя внутреннего сгорания (ДВС) — это новый этап промышленной революции, перевернувший всю мировую экономику. До этого она пребывала в полусредневековом состоянии, а с появлением двигателя внутреннего сгорания и дешевого автомобиля, который мог доставить товары и грузы по всему миру на дальние расстояния, изменилась коренным образом. Изменилась и жизнь людей. Специалисты называют это транспортной доступностью «по Форду»: появилась возможность купить автомобиль и поехать на нем куда-то.

Так вот, с моей точки зрения, КПД двигателя внутреннего сгорания далеко не исчерпан. За последние 10–20 лет его параметры очень сильно изменились: он стал более экономичным, мощным, экологичным. К сожалению, сейчас сворачиваются дальнейшие разработки по ДВС, особенно по дизелю. Все кричат, что наше светлое будущее — это электродвигатели. Но перспективы есть и в других отраслях, например в нескольких странах работают над водородными топливными элементами. Возможно, какие-то прорывы будут и с двигателем на ядерном топливе…

А вот что касается электромобилей, то с ними еще очень много нерешенных вопросов.

Ключевой из этих вопросов: на сегодняшний день так и не создан аккумулятор, который позволил бы электромобилю на одном заряде проехать большое расстояние в любую погоду.

Сегодня максимум, который он может преодолеть,— это 300 км при теплой погоде и ровной дороге без пробок. Это много, но, к примеру, в условиях России явно недостаточно.

К тому же современные аккумуляторы чудовищно дороги. Если не будет государственной поддержки, электромобиль просто никто не купит: сегодня он стоит в 2,5—3 раза дороже, чем автомобиль с ДВС того же класса. И соответственно, все те продажи, которые идут в мире, происходят при поддержке разных государственных программ. Когда будет создан дешевый и мощный аккумулятор? Никто не знает. Его обещали создать и год, и пять лет назад…

Еще одна принципиальная проблема, связанная с электромобилями, заключается в том, что при выработке электроэнергии все равно расходуется топливо, просто другое. 60 процентов электростанций (а это они вырабатывают электроэнергию, которая используется для зарядки электромобилей.— «О») в мире сегодня, напомню, работает на угле и, соответственно, загрязняют окружающую среду.

Нельзя не упомянуть и об отсутствии программы утилизации аккумуляторов. Одна компания — мировой лидер по производству электромобилей — после 7 лет эксплуатации забирает эти аккумуляторы и предлагает их владельцам частных домов в качестве аварийного источника энергии. То есть утилизировать их не умеют… В общем, как мне кажется, энтузиазм стран и правительств по поводу электромобилей несколько преждевременен: без госпрограмм поддержки все это долго не продержится. А вот прощаться с ДВС я бы не торопился…

брифинг

Торстен Мюллер-Отвос, гендиректор английской компании, выпускающей автомобили класса люкс

Мы представим электрическую модель в следующем десятилетии, однако не будем спешить убирать ДВС из портфолио. Переход к электрокарам будет постепенным, и какое-то время они пойдут параллельно… Беспилотники станут для нас интересны тогда, когда они будут функциональными, удобными в использовании, не требующими усилий и полностью автономными, то есть тогда, когда они смогут полностью заменить водителя. Вот тогда мы скажем: «Давайте сделаем это».

Александр Фертман, директор по науке, технологиям и образованию фонда «Сколково» 

Александр Фертман, директор по науке, технологиям и образованию фонда «Сколково». Фото: Sk.ru

Те горизонты, которые сегодня нарисованы в Европе по поводу отказа от двигателя внутреннего сгорания, наводят на мысль, что это серьезный технологический рывок. А главное, что создается огромный рынок. <…> Новые виды аккумуляторов постоянно разрабатываются, эта тема одна из самых инвестируемых, если не говорить об IT-секторе. И это не только сама батарея, это и система управления. Здесь, кстати, у России действительно есть интересные проекты. Важно не только то, как вам отдает энергию батарея, но и то, как вы управляете ячейками, чтобы ячейки разряжались одновременно, равномерно.

Коджи Нагано, автодизайнер

— Каким будет автомобиль лет через 30? 

— Думаю, внешний вид автомобилей будет сильно зависеть от типа двигателя. Но, как и раньше, автомобилю нужен будет кузов, внутреннее пространство, колеса. Если говорить об автомобиле будущего, то есть такая жутко интересная вещь, как 3D-принтер. И я могу себе представить, что скоро каждый человек сможет создать автомобиль у себя дома, просто напечатать именно тот, который нужен ему. Возможно, он нарисует этот автомобиль сам или использует готовый дизайн.

     

Источник: kommersant.ru

Как работает водородный двигатель и какие у него перспективы

Автомобили с водородными двигателями называют главными конкурентами электрокаров. Но у технологии пока что немало минусов, и, например, основатель Tesla Илон Маск называет ее «тупой и бесполезной». Прав он или нет?

С 2018 года в ЕС действует запрет на дизельные автомобили новейшего поколения в населенных пунктах [1]. Это стало поворотным моментом в развитии рынка электрокаров, а также — гибридных и водородных двигателей.

Великобритания еще в 2017-м высказывалась за полный запрет бензиновых авто к 2040 году. Тогда же, если верить исследованию Bloomberg New Energy Finance [2], на электрокары будет приходиться 35% от всех продаж автомобилей. Уже к 2030 году Jaguar и Land Rover планируют довести число электрокаров в своих линейках до 100% [3]. Часть из них тоже работает на водороде.

История развития рынка водородных двигателей

Первый двигатель, работающий на водороде, придумал в 1806 году французский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз [4]. Он получал водород при помощи электролиза воды.

Первый патент на водородный двигатель выдали в Великобритании в 1841 году [5]. В 1852 году в Германии построили двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который работал на воздушно-водородной смеси. Еще через 11 лет французский изобретатель Этьен Ленуар сконструировал гиппомобиль [6], первые версии которого работали на водороде.

В 1933 году норвежская нефтегазовая и металлургическая компания Norsk Hydro Power переоборудовала [7] один из своих небольших грузовиков для работы на водороде. Химический элемент выделялся за счет риформинга аммиака и поступал в ДВС.

В Ленинграде в период блокады на воздушно-водородной смеси работали около 600 аэростатов. Такое решение предложил военный техник Борис Шепелиц, чтобы решить проблему нехватки бензина. Он же переоборудовал 200 грузовиков ГАЗ-АА для работы на водороде.

Первый транспорт на водороде выпустила в 1959 году американская компания Allis-Chalmers Manufacturing Company — это был трактор [8].

Первым автомобилем на водородных топливных элементах стал Electrovan от General Motors 1966 года. Он был оборудован резервуарами для хранения водорода и мог проехать до 193 км на одном заряде. Однако это был единичный демонстрационный экземпляр, который передвигался только по территории завода.

В 1979-м появился первый автомобиль BMW с водородным двигателем. Толчком к его созданию послужили нефтяные кризисы 1970-х, и по их окончании об идее альтернативных двигателей забыли вплоть до 2000-х годов.

В 2007 году та же BMW выпустила ограниченную серию автомобилей Hydrogen 7, которые могли работать как на бензине, так и на водороде. Но машина была недешевой, при этом 8-килограммового баллона с газом хватало всего на 200-250 км.

Первой серийной моделью автомобиля с водородным двигателем стала Toyota Mirai, выпущенная в 2014 году. Сегодня такие модели есть в линейках многих крупных автопроизводителей: Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford и других.

Toyota Mirai 2016 года выпуска

Как работает водородный двигатель?

На специальных заправках топливный бак заправляют сжатым водородом. Он поступает в топливный элемент, где есть мембрана, которая разделяет собой камеры с анодом и катодом. В первую поступает водород, а во вторую — кислород из воздухозаборника.

Каждый из электродов мембраны покрывают слоем катализатора (чаще всего — платиной), в результате чего водород начинает терять электроны — отрицательно заряженные частицы. В это время через мембрану к катоду проходят протоны — положительно заряженные частицы. Они соединяются с электронами и на выходе образуют водяной пар и электричество.

Схема работы водородного двигателя

По сути, это — тот же электромобиль, только с другим аккумулятором. Емкость водородного аккумулятора в десять раз больше емкости литий-ионного. Баллон с 5 кг водорода заправляется около 3 минут, его хватает до 500 км.

Как работает водородный двигатель внутри Toyota Mirai

Где применяют водородное топливо?

  • В автомобилях с водородными и гибридными двигателями. Такие уже выпускают Toyota, Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford, Nissan, Daimler;
  • В поездах. Первый такой был выпущен в Германии компанией Alstom и ходит по маршруту Букстехуде — Куксхафен;
  • В автобусах: например, в городских низкопольных автобусах марки MAN.
  • В самолетах. Первый беспилотник на водороде выпустила компания Boeing, внутри — водородный двигатель Ford;
  • На водном транспорте. Siemens выпускает подводные лодки на водороде, а в Исландии планируют перевести на водородное топливо все рыболовецкие суда;
  • Во вспомогательном транспорте. Водород используют в электрокарах для гольфа, складских погрузчиках, сервисных автомобилях логистических компаний и аэропортов;
  • В энергетике. Электростанции мощностью от 1 до 5 кВт, работающие на водороде, могут обеспечивать теплом и энергией небольшие города и отдельные здания. Например, после аварии на Фукусиме в 2018 году Япония активнее начала переходить на водородную энергетику [9], планируя перевести на водород 1,4 млн электрогенераторов;
  • В смесях с обычным топливом. Например, с дизельным или газовым — чтобы удешевить производство.

Плюсы водородного двигателя

  • Экологичность при использовании. Водородный транспорт не выбрасывает в атмосферу диоксид углерода;
  • Высокий КПД. У двигателя внутреннего сгорания (ДВС) он составляет около 35%, а у водородного — от 45%. Водородный автомобиль сможет проехать на 1 кг водорода в 2,5-3 раза больше, чем на эквивалентном ему по энергоемкости и объему галлоне (3,8 л) бензина;
  • Бесшумная работа двигателя;
  • Более быстрая заправка — особенно в сравнении с электрокарами;
  • Сокращение зависимости от углеводородов. Водородным двигателям не нужна нефть, запасы которой не бесконечны и к тому же сосредоточены в нескольких странах. Это позволяет нефтяным государствам диктовать цены на рынке, что невыгодно для развитых экономик.

Минусы водородного двигателя

  • Высокая стоимость. Галлон бензина в США стоит около $3,1 [10], а эквивалентный ему 1 кг водорода — $8,6. Водородные батареи содержат платину — один из самых дорогих металлов в мире. Дополнительные меры безопасности также делают двигатель дорогим: в частности, специальные системы хранения и баки из углепластика, чтобы избежать взрыва.
  • Проблемы с инфраструктурой. Для заправки водородом нужны специальные станции, которые стоят дороже, чем обычные.
  • Не самое экологичное производство. До 95% сырья для водородного топлива получают из ископаемых [11]. Кроме того, при создании топлива используют паровой риформинг метана, для которого нужны углеводороды. Так что и здесь возникает зависимость от природных ресурсов.
  • Высокий риск. Для использования в двигателях водород сжимают в 850 раз [12], из-за чего давление газа достигает 700 атмосфер. В сочетании с высокой температурой это повышает риск самовоспламенения.

Водород обладает высокой летучестью, проникает даже в небольшие щели и легко воспламеняется. Если он заполнит собой весь капот и салон автомобиля, малейшая искра вызовет пожар или взрыв. Так, в июне 2019 года утечка водорода привела к взрыву на заправке в Норвегии. Сила ударной волны была сопоставима с землетрясением в радиусе 28 км. После этого случая водородные АЗС в Норвегии запретили

Водород для топлива можно получать разными способами. В зависимости от того, насколько они безвредны, итоговый продукт называют [13] «желтым» или «зеленым». Желтый водород — тот, для которого нужна атомная энергия. Зеленый — тот, для которого используют возобновляемые ресурсы. Именно на этот водород делают ставку международные организации.

Самый безвредный способ — электролиз, то есть, извлечение водорода из воды при помощи электрического тока. Пока что он не такой выгодный, как остальные (например, паровая конверсия метана и природного газа). Но проблему можно решить, если сделать цепочку замкнутой — пускать электричество, которое выделяется в водородных топливных элементах для получения нового водорода.

Водородный транспорт в России

В России в 2014 году появился свой производитель водородных топливных ячеек — AT Energy. Компания специализируется на аккумуляторных системах для дронов, в том числе военных. Именно ее топливные ячейки использовали для беспилотников, которые снимали Олимпиаду-2014 в Сочи.

В 2019 году Россия подписала Парижское соглашение по климату, которое подразумевает постепенный переход стран на экологичные виды топлива.

Чуть позже «Газпром» и «Росатом» подготовили совместную программу развития водородной технологии на десять лет.

Главный фактор, который может обеспечить России преимущество на рынке водорода — это богатые запасы пресной воды [14] за счет внутренних водоемов, тающих ледников Арктики и снегов Сибири. Вблизи последних уже есть добывающая инфраструктура от «Роснефти», «Газпрома» и «Новатэка».

В конце 2020 года власти Санкт-Петербурга анонсировали [15] запуск каршеринга на водородном топливе совместно с Hyundai. В случае успеха проект расширят и на другие крупные города России.

Перспективы технологии

Вокруг водородных двигателей немало противоречивых заявлений. Одни безоговорочно верят в их будущее — например, Арнольд Шварценеггер еще в 2004 году, будучи губернатором Калифорнии, обещал [16], что к 2010 году весь его штат будет покрыт «водородными шоссе». Но этого так и не произошло. В этом отчасти виноват глобальный экономический кризис: автопроизводителям пришлось выживать в тяжелейших финансовых условиях, а подобные технологии требуют больших и долгосрочных вложений.

Другие, напротив, критикуют технологию за ее очевидные недостатки. Так, основатель Tesla Илон Маск назвал водородные двигатели «ошеломляюще тупой технологией» [17], которая по эффективности заметно уступает электрическим аккумуляторам. Отчасти он прав: сегодня водородным автомобилям приходится конкурировать с электрокарами, гибридами, транспортом на сжатом воздухе и жидком азоте. И пока что до лидерства им очень далеко.

С одной стороны, в Европе Toyota Mirai II стоит несколько дешевле, чем Tesla Model S (€64 тыс. против €77 тыс.) [18]. Полная зарядка водородного автомобиля занимает около 3 минут — против 30-75 минут для электрокара. Однако вся разница — в обслуживании: Toyota Mirai вмещает 5 кг водородного топлива [19] по цене $8-9 за кг. Таким образом, полный бак обойдется в $45, и его хватит на 500 км — получаем около $9 за 100 км пробега. Для Tesla Model S те же 100 км обойдутся всего в $3.

Но у водородного топлива есть существенное преимущество перед электрическими аккумуляторами — долговечность. Если аккумулятора в электрокаре хватает на три-пять лет, то водородной топливной ячейки — уже на восемь-десять лет. При этом водородные аккумуляторы лучше приспособлены для сурового климата: не теряют заряд на морозе, как это происходит с электрокарами.

Есть еще одна перспективная сфера применения водородного топлива — стационарное резервное питание: ячейки с водородом могут снабжать энергией сотовые вышки и другие небольшие сооружения. Их можно приспособить даже для энергоснабжения небольших автономных пунктов вроде полярных станций. В этом случае можно раз в год наполнять газгольдер, экономя на обслуживании и транспорте.

Основной упрек критиков — дороговизна водородного топлива и логистики. Однако Международное энергетическое агентство прогнозирует, что цена водорода к 2030 году упадет минимум на 30% [20]. Это сделает водородное топливо сопоставимым по цене с другими видами [21].

Если вспомнить, как развивался рынок электрокаров, то его росту способствовали три главных фактора:

  1. Лобби со стороны развитых государств: в США [22], ЕС [23], Японии [24], России [25] и других странах приняты законы в поддержку экологичного транспорта.
  2. Удешевление аккумуляторов: согласно исследованию Bloomberg New Energy Finance, за последние десять лет цены на литий-ионные аккумуляторы упали с $1200 до $137 за кВт·ч.
  3. Развитие инфраструктуры: специальные электрозарядные станции и зарядки в крупных бизнес-центрах, на парковках ТЦ и аэропортов.

Водородные двигатели ждет примерно тот же сценарий. В Toyota видят главные перспективы [26] для водородных двигателей в компактных автомобилях, а также в среднем и премиум-классе. Пока что производство не вышло на тот уровень, чтобы бюджетные модели работали на водороде и оставались рентабельными. Современные водородные машины стоят вдвое дороже обычных [27] и на 20% больше, чем гибридные.

Согласно прогнозу Markets&Markets [28], к 2022 году объем мирового производства водорода вырастет со $115 до $154 млрд. Остается главный вопрос: как быть с инфраструктурой? Чтобы водородные двигатели стали массовыми, нужны сети заправок, трубопроводы для топлива, отлаженные логистические цепочки. Все это пока только зарождается. Но и тут есть позитивные сдвиги: например, канадская Ballard Power по заказу китайского Министерства транспорта запустила пилотный проект, в рамках которого водородное топливо можно будет заливать в обычные АЗС.

О моторном масле для двигателя внутреннего сгорания

Моторное масло представляет собой смесь базового масла и комбинации присадок, решающих определённые задачи в зависимости от конструктива автомобиля. Базовое масло бывает минеральным, т.е. полученным перегонкой нефти или «синтетическим», т.е. синтезированным из углеводородов.

Не вдаваясь в химико-технологические подробности, отметим основное преимущество масла на минеральной основе – низкая цена, в противовес которому синтетическое масло имеет более высокую цену, при этом оно более стабильно, допускает смешивание с гораздо более широким спектром присадок, которые и обеспечивают заявленные потребительские свойства, решают свои особенные инженерные задачи предъявляемые к моторному маслу.

Моторное масло:

  • Смазывает движущиеся части, уменьшает трение, предотвращает износ.
  • Смазывает при низких температурах, особенно при холодных пусках, когда ещё масляный насос не успевает подать смазку в места трения.
  • Очищает от загрязнений, уменьшает осадок и удерживает частицы в суспензии (диспергирование).
  • Уплотняет стык поршня и гильзы цилиндра.
  • Охлаждает детали двигателя внутреннего сгорания, отводит тепло.
  • Защищает металл от коррозии.
  • Стабильно противостоит высокотемпературной деградации и окислению.

Таким образом, хорошее моторное масло – это чудо инженерной мысли, рождённое в содружестве механиков и химиков. Компания ExxonMobil, наследник знаменитой компании Standard Oil Company Works, основанной Джоном Рокфеллером в 1863 году, более 40 лет назад разработала первое в мире синтетическое моторное масло. С тех пор компания вывела на рынок более 175 синтетических продуктов, такой прорыв не смогла повторить ни одна другая нефтяная компания, именно поэтому бренд Mobil входит в тройку наиболее популярных по мнению российских потребителей. Смазочные технологии компании отработаны на трассах Формулы 1, в испытаниях на выносливость на пробегах более миллиона миль, опробованы на Международной Космической станции и даже в двигателях московских такси они показали свою эффективность и экономичность!

Выбор моторного масла регламентируется автопроизводителями (OEM допуски), классификациями институтов нефти (SAE, API, ACEA, ILSAC, ААИ), стилем вождения, величиной износа двигателя, наличием специальных конструктивных требований.

Для выбора масла воспользуйтесь функцией Подбор масла, представленной на нашем сайте. Задайте нам вопрос через форму обратной связи, электронную почту, мессенджеры или позвоните нам. Мы обязательно ответим на Ваши вопросы и подберём для Вас лучший вариант моторного масла Mobil.

Андрей Герасименко

[email protected]

Великобритания запретит автомобили с ДВС в 2030 году — ДРАЙВ

На Туманном Альбионе уже давно идут дискуссии о запрете продажи автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями. Ранее обсуждалось, что бан начнётся с 2040-го, а в феврале нынешнего года дату приблизили на пять лет. Однако случится всё ещё раньше.

Закат эры автомобилей с двигателями внутреннего сгорания близится. Губернатор Калифорнии Гэвин Ньюсом объявил, что с 2035 года в самом богатом штате Америки прекратятся продажи новых машин и лёгкого комтранса с ДВС, а с 2045-го бан распространится на средние и тяжёлые грузовики. В 2030-м от реализации новых автомобилей с бензиновыми и дизельными моторами планируют отказаться в Германии, Нидерландах и Дании, ещё через пять лет такая же участь ждёт легковушки на территории канадской провинции Квебек, а в 2040-м — во Франции. Теперь в этом списке появилась и Великобритания.

В этом году доля электрокаров на рынке новых автомобилей составляет всего 5,5%, а на машины, оснащённые только ДВС, приходится 73,6%. К слову, самый популярный электрический автомобиль современности — Tesla Model 3. На данный момент продано свыше 645 тысяч штук. Далее идут Nissan Leaf и Tesla Model S — 490 000 и 305 000 соответственно.

Как пишет издание Financial Times, на этой неделе премьер-министр Великобритании Борис Джонсон объявит о том, что с 2030 года на территории Соединённого Королевства перестанут продавать новые автомобили, оснащённые исключительно двигателями внутреннего сгорания. Моделями с гибридными силовыми установками можно будет торговать на пять лет дольше. Ранее же было оглашено, что в ближайшие годы правительство Великобритании вложит 500 млн фунтов стерлингов в развитие национальной сети зарядных станций. Сейчас таких насчитывается около 30 тысяч.

Страница не найдена | MIT

Перейти к содержанию ↓
  • Образование
  • Исследовать
  • Инновации
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Выпускников
  • О MIT
  • Подробнее ↓
    • Прием + помощь
    • Студенческая жизнь
    • Новости
    • Выпускников
    • О MIT
Меню ↓ Поиск Меню Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Увидеть больше результатов

Предложения или отзывы?

Фото испытуемого двигателя внутреннего сгорания.

Контекст 1

… В качестве устройства исследуемого двигателя используется четырехцилиндровый двигатель с прямым впрыском (DI) с водяным охлаждением, рядный, безнаддувный дизельный двигатель Fiat (рис. 1), основные характеристики которого приведены в таблице 1. Двигатель был соединен с гидравлическим динамометром, через который прикладывалась нагрузка за счет увеличения крутящего момента. Этот динамометр был откалиброван в Центральной организации по измерениям и контролю качества в Багдаде. Анализатор выбросов Multigas модели 4880 использовался для измерения…

Контекст 2

… изменения концентрации несгоревших углеводородов (UBHC) в выхлопных газах имеют тенденцию, очень похожую на наблюдаемую для концентраций CO, как показано на Рис. 11. На рисунке показано, что при низких нагрузках значительная часть углеводородов, представляющих значительные количества топлива, может проходить через цилиндр двигателя, частично сгорев или не прореагировав. …

Контекст 3

… 2 концентрации увеличивались с увеличением CN с 48.С 5 по 55, как показано на фиг. Приращение CO 2 происходило из-за снижения концентраций CO и UBHC, которые в целом показали лучшее окисление …

Контекст 4

… шум уменьшился из-за увеличения CN, как показано на рис. 13. Улучшение горения дало плавность движения динамических частей и снижает вибрацию, которая отражается на снижении шума двигателя, в то время как увеличение нагрузки действует противоположно эффекту CN и увеличивает шум. Из рисунка видно, что измеренный уровень звука является суммой этих двух эффектов.Снижение составило 3,9, 7 и 11,67% …

Контекст 5

… Рис. 14 показывает, что концентрации NO x снижаются с увеличением CN, а также с увеличением частоты вращения двигателя. Увеличение оборотов двигателя увеличивает турбулентность внутри камеры сгорания и сокращает время, доступное для образования NO x. Точно так же увеличение CN улучшает горение за счет уменьшения периода задержки, что приводит к полному сжиганию …

Контекст 6

… можно предположить, что этих сокращений недостаточно для снижения NO x до требуемых пределов без использования других методы, такие как рециркуляция выхлопных газов (EGR).Концентрации UBHC снижаются с увеличением частоты вращения двигателя с 1000 до 2250, после этой скорости концентрация начинает увеличиваться, как показано на Рис. 15. Увеличение воздействия CN снижает выбросы UBHC за счет улучшений сгорания и сжигания топлива. …

Контекст 7

… показывает. Увеличение воздействия CN снижает выбросы UBHC за счет улучшений сгорания и сжигания топлива. При увеличении частоты вращения двигателя от средней до высокой увеличивается турбулентность воздушно-топливной смеси, выталкивая часть топлива в щель поршня, где его горение будет затруднено, и это будет отображаться как UBHC.Концентрации CO ведут себя как UBHC, как показано на рисунке 16. По тем же причинам уменьшения и увеличения UBHC, концентрации CO снижаются на 5,67, 15,5 и 30,7% для CN 50, 52 и 55 по сравнению с базовым дизельным топливом. Увеличение CN оказывает большое влияние на снижение CO и UBHC; он также оказывает некоторое влияние на снижение концентрации NO x. скорость повышения давления при горении. Он также был …

[Четырехтактный бензиновый двигатель внутреннего сгорания, разработанный Николаусом А. Отто]

Подробнее об авторских правах и других ограничениях

Для получения рекомендаций по составлению полных цитат обратитесь к Ссылаясь на первоисточники.

  • Консультации по правам : Нет известных ограничений на публикацию.
  • Номер репродукции : LC-USZ62-110412 (ч / б пленка, копия негр.)
  • Телефонный номер : Illus. в TJ770 .N85 [Общие коллекции]
  • Консультации по доступу : —

Получение копий

Если изображение отображается, вы можете скачать его самостоятельно.(Некоторые изображения отображаются только в виде эскизов вне Библиотеке Конгресса США по соображениям прав человека, но у вас есть доступ к изображениям большего размера на сайт.)

Кроме того, вы можете приобрести копии различных типов через Услуги копирования Библиотеки Конгресса.

  1. Если отображается цифровое изображение: Качество цифрового изображения частично зависит от того, был ли он сделан из оригинала или промежуточного звена, такого как копия негатива или прозрачность.Если вышеприведенное поле «Номер воспроизведения» включает номер воспроизведения, который начинается с LC-DIG …, то есть цифровое изображение, сделанное прямо с оригинала и имеет достаточное разрешение для большинства публикационных целей.
  2. Если есть информация, указанная в поле «Номер репродукции» выше: Вы можете использовать номер репродукции, чтобы купить копию в Duplication Services. Это будет составлен из источника, указанного в скобках после номера.

    Если указаны только черно-белые («черно-белые») источники, и вы хотите, чтобы копия показывала цвета или оттенка (при условии, что они есть на оригинале), обычно вы можете приобрести качественную копию оригинал в цвете, указав номер телефона, указанный выше, и включив каталог запись («Об этом элементе») с вашим запросом.

  3. Если в поле «Номер репродукции» выше нет информации: Как правило, вы можете приобрести качественную копию через Службу тиражирования.Укажите номер телефона перечисленных выше, и включите запись каталога («Об этом элементе») в свой запрос.

Прайс-листы, контактная информация и формы заказа доступны на Веб-сайт службы дублирования.

Доступ к оригиналам

Выполните следующие действия, чтобы определить, нужно ли вам заполнять квитанцию ​​о звонках в Распечатках. и Читальный зал фотографий для просмотра оригинала (ов). В некоторых случаях суррогат (замещающее изображение) доступны, часто в виде цифрового изображения, копии или микрофильма.

  1. Оцифрован ли элемент? (Уменьшенное (маленькое) изображение будет видно слева.)

    • Да, товар оцифрован. Пожалуйста, используйте цифровое изображение вместо того, чтобы запрашивать оригинал. Все изображения могут быть просматривать в большом размере, когда вы находитесь в любом читальном зале Библиотеки Конгресса. В некоторых случаях доступны только эскизы (маленькие) изображения, когда вы находитесь за пределами библиотеки Конгресс, поскольку права на товар ограничены или права на него не оценивались. ограничения.
      В целях сохранности мы обычно не обслуживаем оригинальные товары, когда цифровое изображение доступен. Если у вас есть веская причина посмотреть оригинал, проконсультируйтесь со ссылкой библиотекарь. (Иногда оригинал слишком хрупкий, чтобы его можно было использовать. Например, стекло и пленочные фотографические негативы особенно подвержены повреждению. Их также легче увидеть в Интернете, где они представлены в виде положительных изображений.)
    • Нет, товар не оцифрован. Перейдите к # 2.
  2. Указывают ли приведенные выше поля с рекомендациями по доступу или Номер вызова, что существует нецифровой суррогат, типа микрофильмов или копий?

    • Да, существует еще один суррогат. Справочный персонал может направить вас к этому суррогат.
    • Нет, другого суррогата не существует. Перейдите к # 3.
  3. Если вы не видите миниатюру или ссылку на другого суррогата, заполните бланк звонка. Читальный зал эстампов и фотографий. Во многих случаях оригиналы могут быть доставлены в течение нескольких минут. Другие материалы требуют записи на более позднее в тот же день или в будущем. Справочный персонал может посоветуют вам как заполнить квитанцию ​​о звонках, так и когда товар может быть подан.

Чтобы связаться со справочным персоналом в Зале эстампов и фотографий, воспользуйтесь нашей Спросите библиотекаря или позвоните в читальный зал с 8:30 до 5:00 по телефону 202-707-6394 и нажмите 3.

Двигатель внутреннего сгорания

: Сегодня Последние новости, фото, видео о двигателе внутреннего сгорания

zeenews.india.com понимает, что ваша конфиденциальность важна для вас, и мы стремимся быть прозрачными в отношении используемых нами технологий.Эта политика в отношении файлов cookie объясняет, как и почему файлы cookie и другие аналогичные технологии могут храниться на вашем устройстве и открываться с него, когда вы используете или посещаете веб-сайты zeenews.india.com, которые размещают ссылку на эту Политику (совместно именуемые «сайты»). Эту политику использования файлов cookie следует читать вместе с нашей Политикой конфиденциальности.

Продолжая просматривать или использовать наши сайты, вы соглашаетесь с тем, что мы можем хранить и получать доступ к файлам cookie и другим технологиям отслеживания, как описано в этой политике.

Что такое файлы cookie и другие технологии отслеживания?

Файл cookie — это небольшой текстовый файл, который может быть сохранен на вашем устройстве и доступен с вашего устройства, когда вы посещаете один из наших сайтов, если вы согласны.Другие технологии отслеживания работают аналогично файлам cookie и размещают небольшие файлы данных на ваших устройствах или отслеживают активность вашего веб-сайта, чтобы мы могли собирать информацию о том, как вы используете наши сайты. Это позволяет нашим сайтам отличать ваше устройство от устройств других пользователей на наших сайтах. Приведенная ниже информация о файлах cookie также применима к этим другим технологиям отслеживания.


Как наши сайты используют файлы cookie и другие технологии отслеживания?

Zeenews.com используют файлы cookie и другие технологии для хранения информации в вашем веб-браузере или на вашем мобильном телефоне, планшете, компьютере или других устройствах (совместно именуемые «устройства»), которые позволяют нам хранить и получать определенную информацию всякий раз, когда вы используете или взаимодействуете с zeenews.india.com приложения и сайты. Такие файлы cookie и другие технологии помогают нам идентифицировать вас и ваши интересы, запоминать ваши предпочтения и отслеживать использование сайта zeenews.india.com. Мы также используем файлы cookie и другие технологии отслеживания для контроля доступа к определенному контенту на наших сайтах, защиты сайтов, и обрабатывать любые запросы, которые вы нам делаете.
Мы также используем файлы cookie для администрирования наших сайтов и в исследовательских целях, zeenews.india.com также заключил договор со сторонними поставщиками услуг для отслеживания и анализа статистической информации об использовании и объеме информации от пользователей нашего сайта. Эти сторонние поставщики услуг используют постоянные файлы cookie, чтобы помочь нам улучшить взаимодействие с пользователем, управлять контентом нашего сайта и анализировать, как пользователи перемещаются по сайтам и используют их.

Основные и сторонние файлы cookie

Основные файлы cookie

Это те файлы cookie, которые принадлежат нам и которые мы размещаем на вашем устройстве, или файлы cookie, установленные веб-сайтом, который пользователь посещает в данный момент (например,g., файлы cookie, размещенные zeenews.india.com)

Сторонние файлы cookie

Некоторые функции, используемые на этом веб-сайте, могут включать отправку файлов cookie на ваш компьютер третьей стороной. Например, если вы просматриваете или слушаете любой встроенный аудио- или видеоконтент, вам могут быть отправлены файлы cookie с сайта, на котором размещен встроенный контент. Аналогичным образом, если вы делитесь каким-либо контентом на этом веб-сайте через социальные сети (например, нажав кнопку «Нравится» Facebook или кнопку «Твитнуть»), вам могут быть отправлены файлы cookie с этих веб-сайтов.Мы не контролируем настройку этих файлов cookie, поэтому, пожалуйста, посетите веб-сайты этих третьих лиц, чтобы получить дополнительную информацию об их файлах cookie и способах управления ими.

Постоянные файлы cookie
Мы используем постоянные файлы cookie, чтобы вам было удобнее пользоваться сайтами. Это включает в себя запись вашего согласия с нашей политикой в ​​отношении файлов cookie, чтобы удалить сообщение cookie, которое впервые появляется при посещении нашего сайта.
Сессионные файлы cookie
Сессионные файлы cookie являются временными и удаляются с вашего компьютера при закрытии веб-браузера.Мы используем файлы cookie сеанса, чтобы отслеживать использование Интернета, как описано выше.
Вы можете отказаться принимать файлы cookie браузера, активировав соответствующие настройки в своем браузере. Однако, если вы выберете этот параметр, вы не сможете получить доступ к определенным частям сайтов. Если вы не изменили настройки своего браузера так, чтобы он отказывался от файлов cookie, наша система будет проверять, могут ли файлы cookie быть захвачены, когда вы направите свой браузер на наши сайты.
Данные, собранные сайтами и / или с помощью файлов cookie, которые могут быть размещены на вашем компьютере, не будут храниться дольше, чем это необходимо для достижения целей, упомянутых выше.В любом случае такая информация будет храниться в нашей базе данных до тех пор, пока мы не получим от вас явного согласия на удаление всех сохраненных файлов cookie.

Мы классифицируем файлы cookie следующим образом:

Основные файлы cookie

Эти файлы cookie необходимы нашему сайту, чтобы вы могли перемещаться по нему и использовать его функции. Без этих важных файлов cookie мы не сможем предоставлять определенные услуги или функции, и наш сайт не будет работать для вас так гладко, как нам хотелось бы.Эти файлы cookie, например, позволяют нам распознать, что вы создали учетную запись и выполнили вход / выход для доступа к контенту сайта. Они также включают файлы cookie, которые позволяют нам запоминать ваши предыдущие действия в рамках одного сеанса просмотра и защищать наши сайты.

Аналитические / рабочие файлы cookie

Эти файлы cookie используются нами или нашими сторонними поставщиками услуг для анализа того, как используются сайты и как они работают. Например, эти файлы cookie отслеживают, какой контент наиболее часто посещается, вашу историю просмотров и откуда приходят наши посетители.Если вы подписываетесь на информационный бюллетень или иным образом регистрируетесь на Сайтах, эти файлы cookie могут быть связаны с вами.

Функциональные файлы cookie

Эти файлы cookie позволяют нам управлять сайтами в соответствии с вашим выбором. Эти файлы cookie позволяют нам «запоминать вас» между посещениями. Например, мы узнаем ваше имя пользователя и запомним, как вы настроили сайты и услуги, например, путем настройки размера текста, шрифтов, языков и других частей веб-страниц, которые являются изменяемыми и предоставят вам те же настройки во время будущих посещений.

Рекламные файлы cookie

Эти файлы cookie собирают информацию о ваших действиях на наших и других сайтах для предоставления вам целевой рекламы. Мы также можем разрешить нашим сторонним поставщикам услуг использовать файлы cookie на сайтах для тех же целей, которые указаны выше, включая сбор информации о ваших действиях в Интернете с течением времени и на разных веб-сайтах. Сторонние поставщики услуг, которые генерируют эти файлы cookie, например платформы социальных сетей, имеют свои собственные политики конфиденциальности и могут использовать свои файлы cookie для целевой рекламы на других веб-сайтах в зависимости от вашего посещения наших сайтов.

Как мне отказаться или отозвать свое согласие на использование файлов cookie?

Если вы не хотите, чтобы файлы cookie сохранялись на вашем устройстве, вы можете изменить настройки своего интернет-браузера, чтобы отклонить настройку всех или некоторых файлов cookie и предупредить вас, когда файл cookie размещается на вашем устройстве. Для получения дополнительной информации о том, как это сделать, обратитесь к разделу «справка» / «инструмент» или «редактирование» вашего браузера, чтобы узнать о настройках файлов cookie в вашем браузере, который может быть Google Chrome, Safari, Mozilla Firefox и т. Д.
Обратите внимание, что если в настройках вашего браузера уже настроена блокировка всех файлов cookie (включая строго необходимые файлы cookie), вы не сможете получить доступ или использовать все или части или функции наших сайтов.
Если вы хотите удалить ранее сохраненные файлы cookie, вы можете вручную удалить файлы cookie в любое время в настройках вашего браузера. Однако это не помешает сайтам размещать дополнительные файлы cookie на вашем устройстве до тех пор, пока вы не измените настройки своего интернет-браузера, как описано выше.
Для получения дополнительной информации о разработке профилей пользователей и использовании файлов cookie для таргетинга / рекламы посетите сайт www.youronlinechoices.eu, если вы находитесь в Европе, или www.aboutads.info/choices, если находитесь в США.

Свяжитесь с нами

Если у вас есть какие-либо другие вопросы о нашей Политике в отношении файлов cookie, свяжитесь с нами по телефону:
. Если вам требуется какая-либо информация или разъяснения относительно использования вашей личной информации или настоящей политики конфиденциальности, или жалобы в отношении использования вашей личной информации, пожалуйста, напишите нам. на ответ @ zeemedia.esselgroup.com.

Двигатель внутреннего сгорания: динозавр или новорожденный?

Двигатель внутреннего сгорания существует уже довольно давно. Конец 1800-х годов, около 1860 года или около того, а к 1876 году мы стали свидетелями появления 4-тактных или 4-тактных двигателей. Циклы или удары следующие:

Впуск: воздух и топливо попадают в камеру сгорания двигателя.

Сжатие: размеры камеры сгорания уменьшаются из-за движения двигателя, заставляя молекулы воздуха и топлива тесно перемешиваться.

Возгорание: искра воспламеняет топливовоздушную смесь и вызывает взрыв, вызывающий расширение камеры сгорания.

Выхлоп: циклическая функция двигателя заставляет камеру сгорания быстро возвращаться в меньшее состояние, вытесняя отработанное топливо в виде выбросов, таких как диоксид или монооксид углерода.

С учетом всех обстоятельств это кажется довольно простым. Он полезен и был главной движущей силой человечества уже около столетия. Мы видели множество изменений в двигателе с разным расположением поршней / цилиндров, разным расположением коленчатого вала и даже разными источниками топлива.Я считаю, что стоит отметить, что двигатель внутреннего сгорания, хотя и устаревшая технология по сравнению с некоторыми другими средствами выработки энергии, может еще иметь долгую полезную жизнь впереди.

Поколение Fusion кажется «следующим большим достижением» в области стационарной энергетики. Американские источники, похоже, полагают, что к 2030 году у них будет работающий коммерческий термоядерный генератор. Другие лаборатории уже добились определенных успехов в подключении генераторов к сети. Миниатюризация должна произойти, прежде чем они будут доступны для размещения в капоте вашего автомобиля, поэтому подключаемые гибриды или полные электромобили имеют смысл для этого нового прогресса в производстве энергии, но для наиболее удаленных приложений может потребоваться другое топливо. источник для работы только ради полезности.

Один из самых больших опасений, которые я слышал от окружающих меня водителей относительно электромобилей, — это запас хода. «Что произойдет, если я забуду подключить к сети ночью и разрядится, пока я езжу по шоссе?» — это то, над чем я размышлял немного, хотя это было неприменимо ко мне, пока моя супруга не приобрела плагин-гибрид Ford Fusion Energi. Появляется все больше и больше зарядных станций, поэтому проблема становится все меньше и меньше. Многие автомобилисты, которые живут в городских или пригородных районах, вероятно, могут даже перестать беспокоиться и просто подписаться на подписку на ближайшую зарядную станцию, чтобы они могли, так сказать, «заправиться», пока они припаркованы в городе.

Несмотря на то, что многие не боятся этого большого страха, он все еще существует для тех из нас, кто любит ходить по малоизвестным дорогам. Если вам не удастся зарядить свой автомобиль перед поездкой по бездорожью, вам может не хватить удачи и вы окажетесь в дикой местности, пока кто-нибудь не подойдет и не даст вам заряд. Да, то же самое можно сказать и о бензиновых или дизельных вариантах, но в настоящее время заправочные станции по-прежнему гораздо более распространены в «дикой природе», и это не вызывает опасений. Кроме того, время, необходимое для заправки, намного короче, чем обычно была зарядка, хотя изменения в технологии зарядки могут начать склонять чашу весов, поскольку мы начинаем видеть время зарядки в часах с малыми однозначными числами.Если мы сможем получить полную зарядку за один час, в ресторане легко можно будет просто провести распродажу на зарядку вашего автомобиля, пока вы едите.

С моим Challenger, если я опаздываю и не заправился вчера вечером, я могу проехать на Wawa или RaceTrac и долить ее примерно за 5-10 минут, в зависимости от того, как быстро работает помпа, как быстро Я двигаюсь, и если есть линия. Это удобно для меня, потому что у меня не самая лучшая память, и это не дает мне опоздать на работу; по большей части.(Может немного помочь ведущая нога.)

Мы видели, как некоторые люди используют дизельные двигатели для создания многотопливных генераторов, которые могут работать на моторном масле и даже на кулинарном масле, но они все еще имеют некоторую степень ядовитых выхлопов, которые кажутся такими плохими для нашей планеты, даже если они являются возобновляемым ресурсом по сравнению с бензином. Люди в Toyota сейчас пытаются изменить это, создав двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде. Это было бы здорово, потому что почти единственный продукт выхлопа от сжигания водорода с кислородом — это вода.

Я действительно хотел бы видеть это успешным, даже если водородные насосы не будут доступны в течение некоторого времени, потому что это кажется таким выгодным предложением для будущих поколений, но что-то, что может быть немного более многообещающим с более быстрой возможностью стать частным лицом viable производится компанией MayMaan из Майами, Флорида. Они работают со смесью этанола (спирта) и воды, чтобы произвести продукт с низким уровнем выбросов.

Поскольку этанол представляет собой менее сложное органическое соединение, чем бензин или дизельное топливо, он распадается на более мелкие и менее токсичные соединения при горении и по большей части полностью превращается в двуокись углерода и пар при воспламенении.Это значительно снизит потребность в сложных каталитических нейтрализаторах, которые утяжеляют и замедляют выхлопную часть цикла.

Мне нравится этот вариант, потому что в Америке вы можете легко получить лицензию на производство собственного этанола в домашних условиях с помощью перегонного куба до определенного объема, а для целей, не связанных с потреблением человека, лицензия даже не особенно дорога. Это означает, что ваше топливо может быть легко доступно дома, и любой ликеро-водочный завод в мире может производить топливо, а не только большие нефтеперерабатывающие заводы.Это хорошо для окружающей среды и в значительной степени сводит на нет нашу зависимость от неустойчивой и «грязной» нефтяной промышленности, не заставляя нас наращивать производство электроэнергии; что позволяет нам не извлекать из окружающей среды литий и другие редкие элементы. Это в значительной степени просто большая победа для всех.

Я еще не слышал ни одного из этих двигателей с питанием от алкоголя, но надеюсь, что он имеет некоторые гармоники, похожие на сладкую песню сирены моего Hemi V8.

Фрэнк ДиМуччио с детства интересовался автомобильной промышленностью.В старшей школе он проводил свободное время, ремонтируя свою машину, и получил новое удовольствие от работы в гараже. За ним можно следить в Twitter по адресу @ Fdimuccio4, за которым он следит за ежедневными автомобильными новостями.

Лаборатория двигателей внутреннего сгорания — NTNU

Помещения для двигателей внутреннего сгорания расположены на цокольном этаже лаборатории теплотехники в NTNU. Установка была разработана профессором Терезе Левос, членом исследовательской группы Thermo Fluids Research Group.См. Также Группу кинетики горения.

Дизельный двигатель с полной измерительной техникой

Шестицилиндровый двигатель Mercedes объемом 3,2 литра с воспламенением от сжатия установлен в лаборатории, оснащенной водяным тормозом Stuska. Двигатель оснащен турбонагнетателем с изменяемой геометрией и системой впрыска Common Rail под высоким давлением. Двигатель был установлен с полным набором диагностических приборов, запускаемых с использованием оборудования National Instruments и программного обеспечения LabView. Управление двигателем управляется ЭБУ, управляемым пользователем.Давление сгорания в цилиндре, а также частота вращения двигателя, крутящий момент и различные температуры регистрируются во время экспериментов. Выбросы выхлопных газов регистрируются с помощью газоанализатора Horiba вместе с Cambution DMS500 для определения размера и числовой плотности твердых частиц выхлопных газов.

Двигатель используется с различными видами топлива, включая биотопливо 1 поколения st и 2 поколения st , чтобы лучше понять процессы сгорания этих видов топлива в среде воспламенения от сжатия.Ключевое значение и актуальность имеет влияние альтернативных видов топлива на выбросы твердых частиц при сгорании.

Оптически доступная камера сгорания с воспламенением от сжатия / двигатель

В настоящее время разрабатывается и устанавливается в лаборатории оптически доступный двигатель внутреннего сгорания. Буровая установка будет работать как двигатель, но ее также можно описать как машину быстрого сжатия. Установка состоит из большого одноцилиндрового двигателя объемом 1,8 л, соединенного с динамометром переменного тока.Головка двигателя была заменена секцией из нержавеющей стали с внешней камерой сгорания, снабженной сапфировыми окнами. Впрыск осуществляется исследовательской системой Common Rail. Система позволяет получать высокоскоростное изображение горения с оценкой самовоспламенения и образования сажи в цилиндрах для широкого диапазона видов топлива.

Стенд для испытаний впрыска топлива под высоким давлением

В настоящее время в лаборатории устанавливается оптически доступная камера давления, способная работать при максимальном давлении 40 бар, заполненная инертной атмосферой азота при температуре окружающей среды.Камера оснащена форсунками, идентичными используемым в оптической камере сгорания и двигателе Mercedes, и позволяет оценивать профиль массового расхода впрыска с использованием измеренного потока импульса распыляемого топлива.

Оптический доступ также позволяет получить высокоскоростное изображение брызг, чтобы полностью охарактеризовать их в целях моделирования. Камера используется в сочетании с техникой формования силикона и фотографиями, сделанными на сканирующем электронном микроскопе, для точного определения внутренней геометрии топливной форсунки.

Последние достижения в двигателях внутреннего сгорания — топливо

Фотография любезно предоставлена ​​компанией Ford.

Даже при всей шумихе вокруг гибридов, водородных топливных элементов и многочисленных газовых альтернатив производители оригинального оборудования по-прежнему делают ставку на преимущества постоянно совершенствующегося двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Начиная со скромного начала в начале 1800-х годов и заканчивая современными и развитыми кузенами, ICE улучшил не только то, как быстро вы можете добраться из пункта А в пункт Б, но и насколько эффективно это путешествие может быть совершено.

Потребность в топливной эффективности сделала гигантский скачок вперед в середине 1970-х годов во время первого и второго арабских нефтяных эмбарго, когда цены на бензин резко выросли из-за повышения цены на нефть на 400 процентов с 3 до 12 долларов за баррель. С тех пор Detroit Three работали над улучшением двигателя, который продолжает улучшать экономию топлива во время постоянно развивающейся гонки за экологичность.

«Люди часто забывают, что даже если это может быть гибрид или подключаемый гибрид, все эти автомобили все равно нуждаются в двигателе внутреннего сгорания», — сказал Пол Середински, менеджер по глобальным коммуникациям в области технологий трансмиссии Ford Motor Co.«Это одна из основных причин, почему Ford так оптимистичен и почему исследования по-прежнему так сильно сосредоточены на внутреннем сгорании».

Самый последний вариант этого исследования, двигатель OEM 2,7 л EcoBoost, будет впервые применен в новом Ford F-150 с алюминиевым кузовом. Автомобиль получит улучшенный расход топлива на галлон не только за счет новой силовой установки, но и за счет легкого веса 700 фунтов, который идет с переходом на алюминий, стратегию, которую Середински относил к удовлетворению потребностей клиентов в топливной эффективности совершенно другим способом.

Комбинация различных автомобильных технологий — это стратегия, к которой склоняется большинство OEM-производителей, когда речь идет о повышении расхода топлива на галлон. По словам Роджера Кларка, старшего менеджера энергетического центра GM, инженеры General Motors объединяют стратегии транспортных средств и трансмиссии, чтобы оптимизировать и свести к минимуму ненужные детали.

«Прекрасные примеры технологий, которые повышают эффективность транспортного средства, включают добавленные передачи трансмиссии (например, 6-ступенчатую вместо 4-ступенчатой), снижающие рабочую скорость двигателя, позволяющие более низкие числовые передаточные числа осей и, во многих случаях, повышающие производительность и возможности», — сказал Кларк. .Он добавил в список регулируемое фазирование кулачков, прямой впрыск топлива, снижение нагрузки на двигатель, электроусилитель руля, улучшенную аэродинамику автомобиля, повышенную герметичность охлаждающего воздушного потока и снижение сопротивления качению шин.

GM также уделяет повышенное внимание тому, что он называет средствами управления «возможного типа». Например, использование технологии старт / стоп для остановки двигателя на холостом ходу и плавного его перезапуска при отпускании тормоза, а также усовершенствованная зарядка аккумулятора, которая помогает заряжать аккумулятор за счет регенерированной кинетической энергии транспортного средства.

По мнению Криса Коулэнда, директора по развитию и разработке силовых агрегатов SRT в Chrysler, оптимизация существующих технологий сгорания, термодинамики и замены бензина, а также улучшение механических процессов повысит общую эффективность ДВС.

«С точки зрения сжигания топлива мы добавляем технологии, которые позволяют нам работать с максимально близким к стехиометрическому соотношению воздух / топливо без необходимости обогащения топлива для регулирования температуры выхлопных газов», — сказал Коулэнд.«Примером такой технологии являются интегрированные выпускные коллекторы, используемые в двигателе Pentastar».

Масляные насосы с регулируемым рабочим объемом, по словам Коулэнда, также позволяют адаптировать мощность насоса к потребностям двигателя, а не создавать давление и затем рециркулировать избыточную жидкость.

Дизайн с заботой об окружающей среде

Хотя рекуперация тормозной мощности — это то, что большинство водителей относится к определенным типам гибридных автомобилей, некоторые производители оригинального оборудования добавляют ее также и к автомобилям с двигателями внутреннего сгорания, включая BMW.В рамках технологической платформы EfficientDynamics автопроизводителя регенерация энергии торможения была добавлена ​​как для бензиновых, так и для дизельных двигателей BMW.

«Аккумулятор транспортного средства заряжается, когда транспортное средство движется по инерции или замедляется. Состояние заряда аккумулятора постоянно контролируется, и генератор отключается в любое время, когда аккумулятор имеет достаточный заряд и транспортное средство ускоряется», — пояснил Джулиан Аргуэльес. Представитель BMW по продуктам и технологиям в Северной Америке.

Но, что касается BMW, гибриды и электрика, такие как бензин и дизель, имеют особые области применения, от которых они больше всего выигрывают.

«Ни одна технология не является лучшим решением для всех пользователей. Насколько городской пользователь получит выгоду от рекуперативного торможения и движения только на электричестве, усовершенствованный бензиновый или дизельный ДВС — лучший вариант для пригородных и загородных поездок», — сказал Аргуэльес. «Хороший менеджер автопарка должен выбирать лучший автомобиль для каждого случая применения, затраты на топливо или, скорее, затраты на электроэнергию должны быть тщательно проанализированы.«

Другие европейские автопроизводители также используют «зеленый» вариант при обновлении своего взгляда на ДВС. Mercedes-Benz убежден, что не существует единого решения для трансмиссии будущего, но что оно будет включать сочетание различных технологий, включая альтернативные виды топлива, такие как смеси этанола.

«Все наши бензиновые двигатели могут работать на топливе E-25, и на отдельных рынках, где уже есть спрос, мы поддерживаем E-85 или E-100», — сказал Бернхард Хайль, вице-президент группы продуктов трансмиссии легковых автомобилей Mercedes. -Benz Cars Development, Daimler AG.«Наши дизельные двигатели поддерживают биодизельное топливо с максимальной долей смеси 5 процентов на объем. Мы поддерживаем передовые виды биотоплива второго поколения, такие как гидроочищенные растительные масла и BTL (топливо, полученное путем газификации биомассы и синтеза), которое можно использовать для увеличения скорости смешивания. до 25 процентов ».

Существуют и другие, более механические, технологии, которые также улучшают экономию топлива в линейке автомобилей OEM, включая снижение трения всех компонентов (основной двигатель, коробка передач и трансмиссия), более высокий разброс передаточного числа, уменьшение габаритов в сочетании с повышением эффективности доработки наддува и системы сгорания.Хайль также видит постоянный потенциал дизельного двигателя.

«В 2013 году Национальный исследовательский совет (NRC) спросил Daimler, какие возможности экономии топлива можно определить при использовании дизельных двигателей в стандартном автомобиле и маломощном грузовике. На основе сравнительных автомобилей, предоставленных NRC, топливо Можно выделить около 20% экономии для стандартного автомобиля и около 25% для легкого грузовика », — добавил Хайль.

Приближаясь к нему с точки зрения флота

Для менеджеров автопарка улучшения ICE могут быть их лучшим другом, особенно когда речь идет о снижении затрат и улучшении перепродажи, что для многих является их двумя высшими приоритетами.

«Менеджер автопарка должен смотреть на общую картину не только реальной экономии топлива, но и дальности пробега, затрат на техническое обслуживание и амортизации», — сказал Дэйв Коулман, менеджер по автомобилестроению Mazda. «Вы должны привести свой выбор автомобиля в соответствие с реалиями вашего автопарка. Вот почему дальнейшее совершенствование нашего мастерства в области двигателей внутреннего сгорания, безусловно, является разумным шагом в обозримом будущем».

Когда Mazda решила заново изобрести свою версию ДВС, она обратила внимание на две основные области: улавливание большего количества энергии, высвобождаемой при сжигании топлива, и обеспечение передачи всей этой мощности на колеса.

«Самый простой способ сделать это — повысить степень сжатия и бороться с паразитными потерями в каждой части автомобиля», — сказал Коулман.

В то время как Toyota планирует предложить управляющим автопарком многогранное предложение транспортных средств, которое затем можно будет использовать на их территории, чтобы максимально использовать местные источники энергии и эксплуатационные требования к автомобилям, производитель оригинального оборудования также видит преимущества продолжения разработки ДВС.

«Менеджеры автопарков могут воспользоваться преимуществами новейших технологий ICE с более поздними моделями автопарка», — сказал Дэвид Ли, старший администратор по обучению и развитию продуктов Toyota.«Эти автомобили более эффективны, чем их предшественники, что может помочь компенсировать надбавку к стоимости перехода на гибридные автомобили, электромобили или парки автомобилей, работающих на сжатом природном газе».

Кларк из GM советует менеджерам автопарков учитывать их типичные профили использования, пытаясь получить максимальную выгоду от новых технологий ICE.

«Если их использование связано с интенсивным движением по городу с большим количеством остановок, то ДВС с функцией старт / стоп может быть хорошим решением», — сказал Кларк. «Если они часто буксируют тяжелые грузы, особенно на скоростях по шоссе, то вариант с дизельным двигателем будет отличным выбором.«

Все еще впереди

Хотя альтернативные виды топлива, такие как сжатый природный газ, пропановый автогаз и чисто аккумуляторная электрическая энергия, неуклонно продвигаются на рынке транспортных средств, большинство OEM-производителей по-прежнему делают ставку на надежность и эффективность, которые идут вместе с 100-процентным двигателем ICE. плюс-годовая технология.

«ДВС по-прежнему является наиболее эффективной формой выработки движущей силы для легкового автомобиля в соотношении, например, эффективности к стоимости производства, эффективности к массе и эффективности к объему упаковки», — сказал Коулэнд из Chrysler.«Кроме того, современные двигатели требуют минимального планового обслуживания в течение срока службы, превышающего 150 000 миль, и работают на широко доступных источниках топлива».

Ли из Toyota согласился, сославшись на то, что в настоящее время «нет единого мнения о том, что единственная трансмиссия является панацеей от проблемы».

Но, по словам Середински из Ford, работа по дальнейшему повышению эффективности использования топлива ложится не только на плечи производителей оригинального оборудования.

«Последние 30 лет на производителях лежит бремя улучшения трансмиссии, но мы рассматриваем это как системный подход.Это не может быть только производитель; Это должны быть нормы и виды топлива, которые используются для повышения октанового числа », — сказал он.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *