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
Преждевременный энтузиазм
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…
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
Бензин, дизель, гибрид или электродвигатель? Что лучше?
Бензин, дизель, гибрид или электродвигатель? Что лучше? 06.11.2020 15:13
Определиться с маркой, моделью и уж тем более типом силового агрегата — для многих большая проблема. Помимо привычных дизеля и бензина, на рынке появились неизвестные гибридные и полностью электрические авто, которые выглядят как обычные, но по своей природе сильно отличаются.
- Чтобы помочь разобраться рядовому потребителю, разберем современные моторы по следующим критериям:
- • Эффективность (КПД);
• Надежность (стойкость к поломкам);
• Экономичность (расход топлива, содержание);
• Ремонтопригодность (возможность ремонта в случае поломки); - • Ну и, конечно же, экологичность (степень загрязнения окружающей среды).
Бензиновый двигатель
Начнем с самого древнего — бензинового двигателя внутреннего сгорания. Наиболее популярный в Мире мотор, работающий от энергии, полученной в результате воспламенения топливной смеси и преобразованной во вращательно-поступательное движение.
Преимущества
• Надежность и приличный ресурс. Некоторые агрегаты служат своим владельцам десятилетиями, а пробег порой достигает миллиона км.
• Мощность.
ДВС всегда считались самыми мощными, однако уже сегодня есть электрокары, способные составить им достойную конкуренцию.
• Простое обслуживание.
При том, что бензиновые моторы серьезно эволюционировали, их по-прежнему несложно обслуживать, даже у себя в гараже.
• Экономичность. «Аппетит» нового поколения моторов все время снижается и некоторые экземпляры могут похвастаться невероятной экономичностью (3-4 л. топлива на 100 км).
Основные недостатки
• КПД. У бензинового «движка» низкий коэффициент полезного действия, примерно 20-25%. То есть, польза от сгорания топлива, которая конвертируется в энергию, необходимую для движения всего 20-25%, остальные 80-75% — это просто потери, бесцельно сгоревшее топливо.
Энергия уходит на обогрев, трение и многое другое, что нельзя исключить из-за конструктивных особенностей ДВС.
• Расход топлива. Небольшой расход — редкость для бензиновых моторов. На дорогах по-прежнему много тех, кто «ест» топливо в больших количествах.
Внедорожники, микроавтобусы и большие премиум-седаны, все еще имеют расход выше 10 л. на 100 км.
• Экологичность. С этим у современные ДВС есть некоторые проблемы. Автопроизводители зажаты в жесткие «эко-рамки», при этом выхлопные газы все еще остаются одним из главных источников загрязнения атмосферы.
Дизельный двигатель
Относится к классу двигателей внутреннего сгорания, имеет ряд преимуществ перед бензиновым собратом, широко применяется на большегрузной технике. Изначально дизеля создавались для большой техники и тяжелой работы. Но спустя около ста лет, они приглянулись автогигантам.
Преимущества дизельных моторов
• Высокий КПД. Он гораздо выше по сравнению с бензиновым мотором и составляет от 30 до 50%.
• Недорогое топливо. Солярка всегда была дешевле бензина и когда дизельные моторы только появлялись на легковых авто, их обладатели, по сути, ездили «бесплатно.
Но, после начала массового производства двигателей на тяжелом топливе по всему Миру, появился неслыханный спрос на ДТ, что привело к повышению его стоимости. Но при всех прочих, он по-прежнему дешевле бензина.
• Низкий расход топлива. Помимо того, что дизельные моторы «кушают» дешевое топливо, при равных объемах, (дизельный 2.0 и бензиновый 2.
0), у первого будет расход ниже, чем у второго. Выходит, двойная выгода: в стоимости за литр, а также в расходе на 100 км.
• Мощность. Дизеля имеют прекрасную «тяговитость», со старта они могут оставить позади бензиновых собратьев за счет крутящего момента.
Минусы дизелей
• Качество топлива. Форсунки — «Ахиллесова пята», причем в наших широтах эта проблема очень актуальна из-за низкого качества топлива.
• Дорогое обслуживание и ремонт. Неисправность ТНВД или форсунок — самое плохое, что может случиться с дизелями.
Стоимость ремонта будет высокой, а если это премиум бренд, то речь о тысячах и даже десятках тысяч у. е.
• Дорогое производство. Дизеля за счет конструктивных особенностей требуют больше производственных мощностей, поэтому их себестоимость выше, что сказывается на итоговом ценнике.
• Зимние проблемы. В климатах, где зимы суровые, дизеля — не лучший выбор. По своей природе ДТ содержит большое количество парафинов, которые зимой замерзают, доставляя массу неприятностей.
Еще один «камень в огород» — длительный прогрев салона, без «систем-помощников», сам по себе дизель зимой очень долго греется.
• Загрязнение ОС. Как и бензиновые моторы, дизеля загрязняют окружающую среду. Особенно это касается старых моделей, которые не имеют систем очистки выхлопа. Но, прогресс не стоит на месте и новые моторы демонстрируют отличные показатели.
Гибридный мотор
Когда эко-нормы ужесточились, а экологи массово забили тревогу, по всему Миру стали появляться альтернативы ДВС. Гибридная установка, состоящая из двигателя внутреннего сгорания и электромотора сама по себе не нова. Еще в 30-х годах подобные решения применялись на железных дорогах и на большегрузном транспорте. Технология непроста, но понятна.
На ЖД, дизельный мотор работает как генератор, вырабатывая ток, электродвигатель преобразует эту энергию в крутящий момент и передает колесам. В серийных авто все несколько иначе. ДВС и электротяга работают по очереди, или одновременно.
Например, до 40 км/час авто двигается исключительно на электротяге, а после этой отметки переходит на работу от ДВС, попутно заряжая батарею.
Преимущества гибридов
• Экономичность. На малых и средних скоростях гибриды демонстрируют неплохие показатели экономии. Они в два, а иногда даже в три раза экономичнее бензиновых моторов.
• Хороший КПД и отдача. Новые разработки и различные инновации позволяют гибридам обеспечивать хорошую производительность и при этом экономить топливо.
• Экологичность. Не сложно догадаться, что частичное использование электродвигателя существенно снижает уровень вредных выбросов. Поэтому гибрид обычно экологичнее бензиновых и дизельных моторов.
Минусы
• Сложное устройство. Гибриды все еще остаются чем-то неизведанным для большинства «сервисменов». Найти хорошего мастера, способного выполнить качественное ТО или диагностику, очень непросто.
• Стоимость обслуживания.
Из-за дефицита знаний и кадров, способных выполнить обслуживание и ремонт, содержать гибрид выходит дорого. Мастера, которые берутся за работу знают об этом, поэтому не стесняются ставить «космические» ценники за работу.
• Высокая себестоимость. Супер-технологии требуют больших затрат на производство, поэтому купить гибрид намного дороже по сравнению с аналогичным авто с дизельной или бензиновой установкой.
Электродвигатель (электромобиль)
В это трудно поверить, но 120 лет назад количество электромобилей составляло порядка 40% от всех авто, еще 40% транспорта имело паровой двигатель и только 20% от общего количества техники имели ДВС.
Уже тогда электрокары без труда разгонялись до 100 км/час и проезжали на одном заряде более 100 км. Возникает вопрос: «Почему первые электромобили вымерли как динозавры?».
Ответ, на самом деле прост — слишком дорого, слишком сложно и немного не ко времени!
Во времена, когда нефти было как воды в реках, никто подумать не мог, что когда-нибудь она начнет заканчиваться, и какие-то электромобили, со сложной конструкцией, требующие больших затрат при производстве, станут будущим автопрома. Тогда никто не хотел развивать убыточное направление, оставив это потомкам.
Преимущества электромоторов
• КПД порядка 90%. Здесь что-либо добавить сложно, по сравнению с ДВС, такой КПД — просто фантастика.
• Недорогое ТО. По большому счету обслуживать нечего, это как мотор в «стиралке» — либо работает, либо нет.
Если выходит из строя, то только из-за неправильной эксплуатации или перебоев в сети.
• Солидный ресурс. При условии бережной эксплуатации электромоторы служат долго и могут похвастаться приличным ресурсом.
• Экономия.
Зарядить батарею выходит дешевле, нежели заправить полный бак, по итогу получаем экономию.
• Экология. Очевидно, что данный агрегат наиболее экологичен из всех, но есть нюансы. Например, электроэнергию, которая питает эти авто нередко получают путем сжигания угля, мазута, газа и т. д., поэтому абсолютно чистой эту энергию не назовешь.
Выходит, что ОС загрязняется пусть и не самими электрокарами, но теми, кто обеспечивает их питанием. Также следует учесть процесс создания и утилизации батарей для них.
При создании батарей в атмосферу попадает много вредных выбросов, а распад старых источников питания будет длиться тысячи лет, серьезно отравляя при этом окружающую среду.
Недостатки
• Стоимость. Цена электрокаров все еще высока и для многих неподъемная.
• Вес батарей достаточно большой, а срок их службы оставляет желать лучшего.
• На одном заряде, автомобили по-прежнему могут проехать не так много (200 км в среднем).
• Долгая зарядка. Для частичной подзарядки нужно около 40 минут, для полноценной зарядки — 7-10 часов.
• Дорогой ремонт. Если из строя выйдет электромотор или батарея, ремонт может оказаться настолько дорогим, что владелец скорее откажется от авто или продаст его вместо того, чтобы чинить.
Что в итоге?
Будущее, безусловно, за электрокарами, все больше производителей отказываются от ДВС в пользу электротяги. Но сегодня, цена авто с таким мотором достаточно велика, поэтому выгодной альтернативой по-прежнему остаются гибриды, а также дизели.
- Дополнительная информация:
- Капитальный ремонт двигателя: просто о сложном
- Механика, автомат, вариатор, робот: в чем разница и что лучше выбрать?
- Как узнать модель двигателя без VIN номера автомобиля?
Почему вместо карбюратора на современных автомобилях применяется инжектор?
В настоящее время уже невозможно приобрести новый автомобиль с карбюраторным двигателем. Их сейчас попросту не производят. Место карбюратора в машинах занял инжектор, который гораздо лучше и эффективнее справляется с возложенными на него задачами.
Благодаря этому, автомобили стали более мощными, менее прожорливыми и не такими вредными для экологии. Не обошел стороной инжектор спорт. Гоночные автомобили уже долгое время комплектуются только инжекторными моторами.
Рассмотрим подробнее принцип работы инжектора, а также историю его появления.
Инжекторные двигатели
Возникновение
На самом деле, инжекторный двигатель изобрели еще в первой половине прошлого века. А экспериментальные конструкции появились и вовсе в первом десятилетии тысяча девятисотых годов.
Над созданием и запуском в серийное производство надежной системы питания для самолетов трудились авиационные инженеры, которые еще тогда поняли, что устройство карбюраторных систем далеко не совершенно.
К завершению Второй мировой войны на истребителях и бомбардировщиках устанавливался инжекторный двигатель с механическим впрыском топлива.
Вскоре и автопроизводители стали обращать внимание на инжектор. Одними из первых стали применять системы впрыска в производстве своих автомобилей инженеры немецкой компании Мерседес Бенц и итальянской Альфа Ромео. Потом обратил внимание на инжектор спорт, поскольку инжекторный двигатель имел значительно более высокую мощность, чем аналогичного объема карбюраторный мотор.
Устройство
Инжектор представляет собой устройство для непосредственного впрыска топлива в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. Инжекторные системы подразделяются на два типа:
- Центральный впрыск или моновпрыск;
- Распределенный впрыск.
Моновпрыск предусматривает подачу топлива во все цилиндры силового агрегата посредством одной форсунки. На сегодняшний день такое устройство не пользуется популярностью у автопроизводителей. Оно является менее эффективным, чем система распределенного впрыска.
Двигатель инжекторного типа
Распределенный впрыск, в свою очередь, бывает:
- Одновременный. Когда все форсунки впрыскивают топливо в цилиндры двигателя одномоментно;
- Фазированный. В этом случае каждая отдельная форсунка впрыскивает топливо непосредственно перед тактом впуска.
- Попарно-параллельный. Он имеет место исключительно в момент запуска двигателя.
- Прямой или непосредственный. В этом случае впрыск происходит непосредственно в камеры сгорания.
Как работает инжектор? Принцип работы инжектора основан на считывании сигналов микропроцессора, который получает сигналы с различных датчиков. Этот микропроцессор и определяет необходимое количество топлива, которое необходимо подать в цилиндры в каждый конкретный момент времени.
Устройство любого инжектора предполагает наличие:
- Электронного блока управления;
- Электрического бензонасоса;
- Форсунок;
- Датчиков;
- Регуляторов давления.
Инжектор работает по следующей схеме. Датчик массового расхода воздуха анализирует количество воздуха, которое поступает в двигатель. Эти данные мгновенно передаются в блок управления.
Кроме того, туда же поступают такие показатели, как температура мотора, скорость вращения коленчатого вала, степень открытия дроссельной заслонки, а также другие параметры. Микропроцессор проводит анализ полученной информации и рассчитывает необходимое количество топлива, которое должно быть направлено в цилиндры.
После этого на форсунки подается электрический разряд определенной длительности. Они открываются и впрыскивают топливо во впускной коллектор.
Наиболее сложное устройство системы имеет электронный блок управления, который выполняет все вычисления. В него заложена специальная программа, анализирующая все аспекты работы двигателя, а также внешние условия. Эта программа пишется специально под конкретный двигатель.
В процессе эксплуатации автомобиля ее можно обновлять или даже изменять для достижения большей мощности в определенном диапазоне оборотов двигателя. Если настроить программное обеспечение определенным образом, то можно получить так называемый инжектор спорт. Мотор станет более мощным на высоких оборотах двигателя, однако тяга на низах существенно снизится.
Кроме того, существенно возрастет расход топлива. Однако для тех, кто участвует в гонках, это не играет большой роли.
Для работы инжектора крайне важно такое устройство, как каталитический нейтрализатор. Не менее важен и датчик кислорода или лямбда-зонд. Каталитический нейтрализатор предназначен для дожигания несгоревшего топлива, которое вылетает из камер сгорания вместе с выхлопными газами.
После нескольких заправок некачественным бензином это устройство может выйти из строя. Кроме того, нейтрализатор может прийти в негодность после длительной езды на обогащенной смеси. Это может произойти в результате неисправности датчика кислорода, а также из-за неисправной системы зажигания.
Датчик кислорода предназначен для передачи информации о составе выхлопных газов электронному блоку управления. Из этой информации блок управления делает вывод о состоянии смеси и корректирует количество подаваемого в цилиндры двигателя топлива.
Для диагностики и ремонта инжектора требуется специальное оборудование, поэтому самостоятельно найти причину неисправности и устранить ее практически невозможно. Необходимо обращаться на хорошо оборудованные станции технического обслуживания.
Предприниматель заверяет, что сможет заменять ДВС на электродвигатель в любой модели — Авто Onlíner
Резидент Технопарка Купаловского университета (Гродно) Сергей Жильцов уверяет, что его компания может заниматься преобразованием существующего транспорта в электрокары. По его словам, это можно осуществить с помощью универсальных установочных комплектов. То есть он говорит о возможности заменить ДВС, топливную, выхлопную и другие системы на батарею в каждом автомобиле.
Предприятие работает в двух направлениях. Первое — разработка и производство системы типовых съемных аккумуляторов для малого транспорта, такого как скутеры и трициклы, предназначенного в основном для служб доставки.
Второе — преобразование дизельных и бензиновых автомобилей в электрические с помощью замены двигателя внутреннего сгорания электрическим двигателем и сопутствующими блоками, включая батарею. Ориентируются в первую очередь на коммерческий транспорт.
Заявляют о четырех- — пятикратной экономии в разрезе 6—7 лет эксплуатации модернизированного транспорта.
Жильцов уверяет, замена 25 ГАЗов (из восьмидесяти) в автопарке одного крупного предприятия окупится в течение двух лет:
— В Европе подобные стартапы существуют с 2015 года и успешно себя зарекомендовали. Но там работают с конкретными моделями. Мы же используем универсальные решения, такая разработка подойдет для 80 процентов машин на автомобильном рынке. Часть деталей печатается на 3D-принтере, часть производится на станках.
Чтобы купить в Германии новый Mercedes eSprinter, нужно отдать 130 000 евро. В год выпуска этого авто молодой немецкий стартап начал привозить в Германию «Газели» Next и переоборудовать их в электрокары. Конечная сумма продукта составила 80 000 евро. Нам ничто не мешает модернизировать среднетоннажные МАЗы и не только использовать их в Беларуси, но и поставлять за рубеж по примеру немцев.
Сергей убеждает, что его предприятие готово обеспечить отечественный рынок необходимым количеством преобразованного транспорта. ЖКХ не против переоборудовать часть своего транспорта в электрический.
Региональные перевозчики ждут решений, которые позволят проехать на одном заряде порядка 350 километров.
Были переговоры со службами такси, они не так активно интересуются технологией, но некоторых привлекает низкая стоимость пробега.
Необычное условие: все комплекты отдаются в лизинг, и после окончания срока службы владелец должен вернуть их на предприятие. «Средний срок службы аккумулятора — около 8 лет, — говорит мужчина.
— По истечении этого времени батарею еще можно использовать, например, для складской техники. В таком режиме блок может работать еще 6—8 лет, а после служить в частных домовладениях, обеспечивая накопление и отдачу от солнечных батарей и ветряков.
В таком режиме аккумулятор может работать еще около 6—8 лет».
Бизнес-модель Жильцова предусматривает работу по франшизе: «Купив ее, СТО смогут продавать, устанавливать и обслуживать универсальные комплекты. Мы нацелены на то, чтобы в каждом областном городе был центр обслуживания и установки».
- Заехал за линию разметки, и взорвалась шина. Как наказали водителя?
- Хроника коронавируса в Беларуси и мире. Все главные новости и статьи здесь
- Самые оперативные новости о пандемии и не только в новом сообществе Onliner в Viber. Подключайтесь
- Auto.Onliner в Telegram: обстановка на дорогах и только самые важные новости
- Быстрая связь с редакцией: пишите нам в Viber!
А не спеши ты двс хоронить: настоящее и будущее двигателя внутреннего сгорания
Электрическая розетка стала символом прогресса. Стенды большинства автокомпаний на прошедшем в январе Детройтском автосалоне буквально били током, а любое упоминание о старом добром ДВС звучало дурным тоном. Так что же — двигатель внутреннего сгорания с треском накрылся капотом? Не спешите с соболезнованиями. По-крайней мере там же, в Детройте, представитель Toyota Коеи Сага на вопрос репортеров о том, когда ДВС, наконец, выйдет из игры, простодушно ответил: «Никогда! Когда кончится нефть, человечество будет заправлять его водородом».
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Аналитики американского Департамента энергетики DOE считают, что ДВС может попыхтеть еще несколько десятилетий. Причем прирост эффективности бензиновых и дизельных двигателей к 2020 году может составить 30%, а к 2030-му — 50%. Технологии, которые помогут добиться этих результатов, тестируются уже сегодня.
Вездесущее пламя
В далеком 1978 году группа ученых японского института Clean Engine Research, пытавшихся оптимизировать процесс сгорания топлива в двухтактных мотоциклетных моторах, случайно зафиксировала необычный феномен, названный HCCI (Homogeneous charge compression ignition).
При достижении определенного давления в камере бензинового двухтактника возгорание топливовоздушного заряда происходило без искры свечи зажигания. Но самое интересное — вместо привычного зажигания смеси около свечи и последующего распространения пламени на периферию в камере одновременно возникало огромное количество микроочагов возгорания.
Как следствие, смесь сгорала при более низкой, чем обычно, температуре, очень быстро и практически полностью. Имеющийся в то время математический аппарат и уровень развития термодинамики не позволили понять причины возникновения феномена HCCI, и его посчитали курьезом.
Через 20 лет в арсенале инженеров появились мощные средства компьютерного моделирования, которые помогли приоткрыть завесу тайны над HCCI. Работы в этой области в конце 1990-х годов начались в Германии (Mercedes-Benz, Volkswagen), Японии (Nissan) и Америке (General Motors).
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Американский инженер Джон Заяц предложил собственную концепцию ДВС, близкую к двигателю с раздельным циклом Scuderi. Изобретатель утверждает, что его двигатель на 15% экономичнее дизеля и на 30% — бензинового аналога по мощности.
В двигателе Заяца воздух из цилиндра сжатия попадает в камеру, в которой создается повышенное давление топливной смеси, на 40% больше обычного уровня для бензиновых моторов. Камера, её форма, принцип работы, дизайн и материалы для изготовления защищены 19 патентами. Воздух в ней смешивается с топливом и возгорается.
Процесс сгорания смеси по времени намного продолжительней, чем в обычном ДВС. Внутри камеры создается особая среда – «горячая стена», которая является фактически аккумулятором энергии – неизменная температура и давление в ней сохраняются в 10-100 раз дольше, чем в камере сгорания обычного мотора. Затем раскаленные газы через специальный клапан попадают в рабочий цилиндр.
Простота, минимимальное количество деталей и эффективность разработки Zajac Motors привлекли пристальное внимание автогигантов. В 2009 году у Заяца появились серьезные партнеры – General Motors и канадская Magna.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Для образования однородного топливовоздушного облака с предельно низкой плотностью в состав смеси вводятся горячие отработанные газы. Они быстро разогревают этот коктейль, облегчая его перемешивание внутри камеры.
Если в условиях классического прямого впрыска топливо распыляется в виде аэрозоля, то в HCCI смесь представляет собой мельчайший туман. Когда поршень сжимает смесь до определенного объема, температура подскакивает до точки самовоспламенения.
Сгорание HCCI характерно отсутствием открытого пламени и более низкой, чем у дизельных двигателей, температурой. В результате доля сгоревшего топлива вырастает до 95−97% в сравнении с 75% в циклах Отто и Дизеля.
Причем на богатых смесях HCCI не работает — ему нужны почти гомеопатические доли топлива, на 30 и более процентов беднее, чем у лучших современных ДВС.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Тем не менее отработанная технология HCCI — пока еще дело будущего. Термодинамика процесса чрезвычайно сложна и требует от ученых решения массы проблем.
Главные из них — неустойчивая работа на холостых и максимальных оборотах, неконтролируемая детонация остатков смеси и неравномерность распределения топливовоздушного облака в камере. Правда, в последние месяцы хорошие новости появляются ободряюще регулярно.
Специалисты General Motors сообщают, что сумели обуздать стихию на малых оборотах, а британские инженеры из Lotus заявляют, что построили работающий прототип супердвигателя Omnivore, «снизу доверху» поддерживающий процесс HCCI.
По мнению вице-президента компании Bosch Хеннинга Шнайдера, автомобили с расходом топлива в пределах 3 л на 100 км, оснащенные ДВС с технологией HCCI, станут серийными уже в 2015 году.
У Volkswagen подход более осторожный — компания разрабатывает новый двигатель, работающий с использованием свечей зажигания при полной нагрузке и на холостом ходу, а в среднем диапазоне оборотов — в режиме HCCI. Инженеры Nissan также не стоят на месте — недавно они объявили о создании мощного софта, позволяющего создать компьютерную модель феномена HCCI, и уже начали работать над собственным супердвигателем.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Разделение труда
В пасхальное утро 2001 года инженер Кармело Скудери собрал в своем доме все семейство и торжественно сообщил, что разработал ДВС нового типа, который перевернет мир.
Детальное описание технологии поместилось в нескольких рукописных блокнотах — старик не жаловал компьютер и все свои расчеты делал на логарифмической линейке. В 2002 году Кармело, только начав консультации с учеными Университета Саутвест, умер от инфаркта.
Дело отца взяли в свои руки дети Скудери, и спустя всего восемь лет действующий прототип двигателя с разделенным циклом (Split-Cycle Combustion SCC) был представлен на Всемирном конгрессе Общества автомобильных инженеров SAE в Детройте. Надо сказать, что концепция разделенного цикла не нова.
Еще в 1891 году американская компания Backus Water Motor Company выпускала малыми сериями такие моторы, но они не получили распространения, и идея сто лет пролежала на полке.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
В двигателе Отто каждый поршень последовательно совершает такты всасывания, сжатия, рабочего хода и выпуска.
В разработке Скудери обязанности по-братски делятся между парными цилиндрами: один предназначен для впуска и сжатия, другой — для рабочего такта и выпуска отработанных газов.
Цилиндры соединяются между собой каналами с клапанным механизмом, по которым сжатая топливовоздушная смесь поступает в рабочий цилиндр. Двигатель Скудери состоит из двух таких пар.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
В цикле Отто рабочий ход происходит на каждом втором обороте коленчатого вала, в двигателе Скудери — на каждом.
Разделение функций цилиндров позволяет более эффективно использовать каждый из них, например, увеличить ход рабочего поршня и длительность сгорания топлива, не превышая допустимой степени сжатия топлива.
Зажигание смеси происходит после того, как рабочий поршень начинает двигаться вниз, в отличие от обычного двигателя с опережением зажигания. Расчеты показывают, что разделение цикла дает гораздо более высокую степень сжатия смеси и быстрое и полное ее сгорание.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
В камере сгорания двигателя с системой HCCI (Homogeneous charge compression ignition) одновременно возникает огромное количество микроочагов возгорания. Экологические характеристики HCCI впечатляют.
Если процесс сгорания солярки в дизельных двигателях вызывает повышенное образование сажи и окисей азота, то более «холодному» HCCI эти болячки неведомы.
По словам Херманна Миддендорфа, руководителя проекта по разработке суперкомпактных бензиновых моторов EA111 компании Volkswagen, агрегаты типа HCCI смогут обойтись без дорогостоящего катализатора.
Сыновья Кармело усовершенствовали конструкцию мотора, добавив к ней баллон со сжатым воздухом. Воздух поступает в рабочий цилиндр, улучшая процесс сгорания смеси.
При этом отработанные газы мотора Скудери содержат на 80% меньше углекислого газа и окисей азота, чем у традиционных четырехтактников.
КПД мотора Скудери на 5−10% выше, чем у самых продвинутых современных дизельных турбоагрегатов. Добавление наддува увеличивает разрыв по КПД до 25−50%.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
В 2008 году двигатель SCC привлек внимание нескольких крупных автопроизводителей, включая PSA Peugeot Сitroёn и Honda, которые подписали со Scuderi Group соглашения о доступе к изучению патентованной технологии.
Немецкий Daimler и итальянский Fiat также публично подтвердили высокий интерес к мотору Скудери. Компания Robert Bosch заключила контракт со Scuderi Group на разработку компонентов к SCC в надежде, что однажды эта технология станет серийной.
А выдающийся специалист по термодинамике из Массачусетского технологического института профессор Джон Хейвуд назвал разделенный цикл сгорания реальной альтернативой HCCI.
Наладить сборку таких ДВС в промышленных масштабах на существующих заводах несложно — никаких экзотических материалов и нестандартных технологических операций для этого не требуется.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Всеядный двухтактник
Многие специалисты по ДВС сегодня делают ставку на механизм изменяемой степени сжатия VCR (Variable Compression Rate).
Еще в марте 2000-го инженеры Saab представили прототип автомобиля с экспериментальным бензиновым двигателем 1,6 л с технологией SVC (Saab Variable Compression). Этот мотор выдавал 228 л.с.
и 305 Н•м крутящего момента, потребляя при этом на 30% меньше топлива, чем обычные аналоги по мощности.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
За прошедшие десять лет технология VCR сделала огромный шаг вперед. Французская компания MCE объявила недавно о создании двигателя MCE-5VCR. Степень сжатия в нем изменяется в пределах от 7:1 до 20:1, а расход топлива 1,5-литрового мотора на 30% ниже, чем у аналогов.
Американская Envera разрабатывает 4-цилиндровый бензиновый VCR объемом 1,85 л со степенью сжатия от 8,5:1 до 18:1. Работа финансируется Департаментом энергетики США. Целевая мощность мотора составляет 300 л.с.- почти 162 л.с. на 1л объема.
Расчетный максимальный крутящий момент превышает 400 Н•м при 4000 оборотах вала. Ключевой элемент конструкции — гидравлический актуатор, который поворачивает эксцентрик, связанный с коленвалом двигателя.
Качание эксцентрика поднимает и опускает вал относительно головки блока цилиндров, изменяя степень сжатия от 8,5 до 18:1.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Дальше всех в разработке технологии VCR продвинулась знаменитая Lotus Engineering. На Женевском автосалоне в марте 2009 года британцы представили свой концептуальный ДВС Omnivore («Всеядный»).
Двухтактный бензиновый мотор с прямым впрыском топлива и изменяемой степенью сжатия от 10:1 до 40:1, по заявлению инженеров Lotus, способен переваривать любое жидкое топливо и при этом экономичен и экологически чист.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Omnivore — это моноблок с цельнолитыми блоком и головкой. Рабочий объем мотора — всего 0,5 л. Одно из главных преимуществ моноблока — отсутствие выработки диаметра цилиндра. В обычных ДВС износ происходит из-за микронных движений болтов в местах крепления головки к блоку.
Инновационный улавливающий клапан CTV (Charge Trapping Valve) в выпускном тракте позволяет варьировать время открытия выпускного клапана в широком диапазоне. Система впрыска FlexDI с давлением 6,5 атм для Omnivore создана австралийской компанией Orbital. Она позволяет готовить сбалансированную смесь внутри цилиндра независимо от вида топлива.
Такая смесь является базовой для режима HCCI, а система управления впрыском — основой для управления параметрами HCCI.
Механизм изменения степени сжатия Omnivore представляет собой подвижную шайбу в верхней части цилиндра, движущуюся за счет вращения пары эксцентриков. В нижней позиции шайбы степень сжатия достигает 40:1.
В шайбу интегрирован один из инжекторов FlexDI, а второй, неподвижный, встроен в корпус цилиндра.
Испытания продемонстрировали надежную работу Omnivore в режиме HCCI во всем диапазоне оборотов, при этом он с солидным зазором уложился в рамки нормативов Евро-6.
Почему британцы взялись за двухтактную конфигурацию? «Lotus Engineering, как и многие другие автокомпании, долго придерживалась четырехтактных концепций. Это следствие исторического доминирования таких агрегатов.
Проблема таких ДВС — неэффективное сжигание топлива на частичных и экстремальных нагрузках. Двухтактники не страдают этим недугом и потому крайне интересны для автоиндустрии. Кроме того, они не требуют компактизации», — поясняет Джейми Тернер, главный инженер Lotus Engineering.
По оценкам Lotus, коммерциализация Omnivore займет еще полтора-два года.
Загрузка...
