После видео стасяо-сана «Разбираемся с Теслой и другими ЭЛЕКТРОКАРАМИ” возникло много вопросов по его мнению. В данной статье я не ставлю себе целью показать что все однозначно так, или иначе.
Я всего лишь обращу внимание на некоторые моменты…
Начать стоит со слов автора…
«А что такое кпд? Фактически это расшифровывается как коэффициент полезного действия, и это просто условный показатель, который показывает насколько эффективно, совершается то и иное действие, или насколько эффективно передается энергия и так далее.»
Так как показатель условный, то условно можно спорить о цифрах бесконечно. Ведь что считать «точкой отсчета»? Если все наши показатели приблизительны?
Поэтому предлагаю для чистоты разума и нервов считать ВСЕ озвученные цифры в видео стасяо верными!
Конечно это не так, но о цифрах будет немного в конце статьи. Так что любителям поспорить о математике я оставлю возможность порассуждать на эту тему.
Еще одной причиной такого подхода является очевидная трудность сбора объективных данных… т. е. Я знаю где «копать», но на Асафьева работали целой командой, и поэтому для такого же ответа нужен аналогичный подход.
Итак, начнем.
«От угля в девятнадцатом году было выброшено 14 миллиардов 620 миллионов тонн, а всего что использует нефть и ее продукты, это электростанции на нефти, предприятия, вся техника на свете, и так далее…
это 12 миллиардов 250 миллионов тонн! Почти на два с половиной миллиарда меньше чем от угля. И плюс еще докидывайте от всей газовой промышленности 7.5 миллиардов тонн выбросов.
Поэтому все активисты кто орет про то «что автомобили это главный источник СО2 в мире могут смело идти …»
В начале сравнение цифр выбросов СО2 в 2019 году, где кратко поясняется что выбросы по углю и всей нефтяной промышленности отличаются незначительно… но потом «прицепом» идет 7.5 млрд. Тонн СО2 от газовой промышленности, что смешно, так как газ разве не надо считать вместе с нефтью?
В итоге это первая ошибка, ведь считая газ мы понимаем что выбросов от нефтегазовой промышленности (а так ее правильнее называть) будет больше!
Но запомним это сравнение. Далее оно нам еще пригодится.
«Смотрим на эту инфо графику! На момент 2019 года 84.3 % от мировой энергии вырабатывалась за счет сжигания ископаемых. На момент 2000 года от ископаемых мы получали 86.1 % от всей энергии в мире. Т.е. доля чистой энергии повысилась на 1.8 % от общего объема. Серьезное движение к светлому будущему надо заметить.»
Как говорилось в известном выражении «Существуют три вида лжи: ложь, наглая ложь и статистика».
Рассказ о 2% это правда, если не учитывать фактора того что в эти цифры входят все страны. Правильнее было бы применить статистику с учетом количества электромобилей и альтернативной энергетики в каждой стране, и проценты сразу бы стали немного другими.
Так в Норвегии, Дании, Швеции и Финляндии например «зеленая» энергетика занимает намного больший процент в балансе энергетики (и там же ставятся рекорды по продажам электромобилей).
Очень интересный факт — в период с 1900 года до 1919 года доля нефти в мировой энергетике вполне могла составлять те же 2%, если бы можно было бы подсчитать ВСЮ ЭНЕРГЕТИКУ МИРА в то время.
«При этом если посмотреть внимательно сектор зеленой энергии то самый жирный кусок там будет ГЭС. Гидроэлектростанции — 6.4% если быть точным.
От которых сейчас мир начинает отказываться! В смысле погоди почему отказываться? Они хорошие и полезные! Экологи то каким № это дело допускают? А вот именно из-за экологов только из-за нормальных, здравомыслящих, и сворачивают все мировые программы по постройкам гидроэлектростанций.
И правильно делают! Потому что во-первых, их строительство приводит к затоплению пахотных земель, так как ГЭС создает препятствия для протока воды и она встает озерами, а как вы можете догадаться уменьшение количества пахотных земель это не есть хорошо! Во вторых, из-за блокирования потока воды земля нормально не пропитывается питательными веществами от дождевых осадков, и так как карта грунтовых вод сильно меняется, и мало того что пахотные земли затопляются, так еще и та земля которую не затопило при строительстве ГЭС лишается питательных элементов, и отдает меньше урожая и в целом растительности.»
«В третьих блокируется миграция рыб, и они исчезают целыми популяциями»
В целом согласен с эко-выводами, но вот насчет будущего уже описывал мнение ученых в статье «Таяние ледников обеспечит гидроэнергетику в будущем?». Экология в этом плане даже выиграет.
Так же не стоит забывать о потенциале развития малых ГЭС, о которых нам намекают некоторые животные…
«Вот какой кпд у всего этого хозяйства?(электростанции) Да! Верно! Он низкий! Кпд в 35 процентов на современных электростанциях это прям нормальный хороший показатель в среднем по больнице.
В лучшем случае можно получить 60 процентов кпд у парогазовых установок, но их очень мало.
Поэтому для наших расчетов берем средний по больнице кпд 35 — 40 % и вот вам к стати еще график изменения кпд на электростанциях с 2003 по 2013 год! Как мы можем заметить за десять лет кпд никак не поменялся!»
Замечание о кпд ценно хотя бы лишь тем что линия газа все таки поднялась… и это за 10 лет. Что происходило после 2013 года уже вызывает вопросы — неужели прогресс в области электростанций остановился?
А пока запомним что кпд парогазовых установок около 60 %.
«Парни, нам обещают что кпд их моторов варьируется от 80 до 90 % в зависимости от манеры езды. В тестах на экономичность, в тех же самых в которых ставят паспортный расход топлива «Тесла» показала кпд в 94%, но мы с вами знаем что паспортный расход это штука эфемерная и нереальная, в жизни он выше, и с электрокарами то же самое»
«Но возьмем официальные цифры от 80 до 90 %, и возьмем среднюю 85 % кпд у электромотора «Тесла». Прошу заметить что это абсолютно недостижимая цифра для ДВС! Это очень важно!»
КПД электромотора как мы видим подсчитано, но мало что сказано о кпд ДВС. Создается определенная недосказанность в этом вопросе. Ведь как мы помним ранее статсяо говорил о кпд двс 35-40%, а значит можно ошибочно решить что этот показатель как и у мотора «теслы» постоянен, и так же не одинаков с просадкой в 10% как у «Теслы».
Начать стоит с того что кпд в данном случае это показатель до выхода энергии через вал электродвигателя/ДВС. Это важно понимать.
Дальше уже идут потери, которые в случае сравнения ДВС и электромотора у них разные.
В идеальном розовом мире ДВС, где супер вариатор в паре с супер ДВС мог бы стабильно перемещать автомобиль, изменяя передаточное число так, чтоб обороты двигателя всегда были стабильно в точке схождения мощности и момента (это точка где кпд самый высокий), можно было бы говорить о равенстве с электромотором. Разумеется если попутно решить проблемы с понижением кпд из-за торможения двигателя, холостого хода и расходов энергии на прогрев мотора (все эти потери есть и в электромоторе, но они минимальны, плюс еще наличие рекуперации сглаживает эти потери).
«Поэтому берем нашу несчастную цифру 28.35 % энергии которая осталась после зарядки автомобиля, отнимаем еще 15% и по итогу получаем гордые 24% кпд с маленьким хвостиком.
То есть мы с вами получаем что финальная эффективность электрокаров в кпд от изначального получения электроэнергии до перемещения вашей задницы в пространстве 24 %! У вас сначала где-то там сжигается топливо, преобразуется в электроэнергию с потерями, потом доставляется до хранилища с потерями, потом преобразуется с потерями, потом доставляется до вашего дома с потерями, заряжает ваш автомобиль с потерями и электромотор крутит ваши колеса то же с потерями, а ужасный и неэффективный двс, который вот прям тут сам в себе потребляет топливо, и преобразует его в энергию движения имеет кпд 35 — 40 %.»
На вопросе о кпд нужно вспомнить то что изначально я просил вас запомнить. А именно соотношение угольной и нефтяной промышленности и кпд парогазовых электростанций.
Вспомнили?
Начнем с первого… В целом сравнение «угольного» электрокара (такой вывод исходя из источника энергии по стасяо) и бензиново-дизельного автомобиля это не совсем корректно по выбросам и кпд.
Это как сравнивать что лучше и быстрее бьет в голову? Бутылка шампанского? Самогон? Или 5 литров пива? Вроде говорим об одном и том же, но разница сразу ощущается.
Можно вспомнить технологии «угольных» ДВС, и сравнить их с «угольными» электрокарами для более равноправного сравнения.
Во-вторых, вспоминая про парогазовые электростанции нужно обратить внимание на то что вопреки названию гореть там может практически все что угодно. Нефть т. е. Дизель, уголь-биомасса после газификации.
Таким образом заменяя цифру от электростанций на 60% мы видим совсем другую картину.
Ведь главный тренд на отказ от ДВС, но куда по вашему денется вся добыча нефти и газа после такого перехода? Моментально исчезнет, и останется только уголь? Или все же просто поменяет конечный пункт сжигания ради энергии?
С чем я в корне не согласен с некоторыми эко-активистами, это что электромобиль убьет автомобиль на традиционном топливе, а заодно и нефтегазовую промышленность. Нет не убьет! Сожрет изнутри да…
Тут хорошо подойдет аналогия с самкой богомола, поедающей своего незадачливого партнера (это пример лишь дань традиции особого юмора стасяо).
Ведь по сути происходит именно это…
Как указывалось еще в «экологии» нефте-компании активно инвестируют в альтернативную энергетику и электромобили. Ведь процесс перерождения (благодаря смерти самца богомола появляется потомство) лучше контролировать самому… чем допустить хаотичное движение в этом направлении.
Так же можно вспомнить что нефть-газ имеют тенденцию к снижению добычи, но это еще полбеды. Гораздо хуже то что качество углеводородов становится хуже, что удорожает переработку. Сланцевая нефть это не от хорошей жизни, а скорее шаг вперед по инерции. Проще такой «сироп» сжечь на ТЭС чем перерабатывать. Тем более спрос они себе смогут обеспечить, за счет проблем альтернативной энергетики.
«Кпд у современных моторов 35 — 40 % почти в два раза выше чем полный цикл получения энергии и преобразование его в движение у электрокаров. А у современных дизелей у теплоходов кпд 50 — 55 %.»
Не стоит забывать и об обычных ДВС в качестве генератора электроэнергии. Сейчас этот показатель у небольших домашних генераторов может быть ровно в 2 раза меньше чем у больших моторов, но это вовсе не значит что показатель в 50% кпд для небольшого ДВС-генератора недостижим.
Возможен даже парогазовый цикл.
«В энергетике есть такой термин сезонность, это типа не зима весна лето, а кое-что другое… сезонность на электростанциях означает что какой-то тип электростанции или какая-то конкретная электростанция не может выдавать один и тот же объем энергии постоянно.
У всех угольных, нефтяных, газовых и атомных электростанций, а вообще у всех электростанций работающих на топливе понятия сезонность нет как явление. Они могут постоянно и стабильно, не зависимости от времени суток, времени года, погоды, или там ретроградного меркурия выдавать нам электричество.
Есть только предельная мощность, а внутри уже играйся как, хочешь.»
«У всех электростанций которые работают на возобновляемых источниках энергии есть сезонность. Они не могут постоянно, стабильно и прогнозируемо выдавать нам электричество.»
«Плюс надо понимать что потребление энергии это штука нестабильная. Мы потребляем энергию неравномерно.
Днем например когда светит солнце, и мы все либо на работе, либо где-то шляемся по городу потребление одно, а когда вечером все возвращаются домой, включают свет, включают телек -ютубчик, начинают стирать, готовить еду, когда включается вся иллюминация в городе. Потребление совершенно другое. И в случае электростанций на топливе это легко регулируется.»
- Проблема сезонности нет у традиционных ТЭС и АЭС, но есть проблема отсутствия спроса, а точнее снижения потребления ниже оптимального уровня.
- Из-за этого сначала снижается кпд станции, так как она работает на слишком низких нагрузках, а затем возникает опасность полного выключения (а запуск это опять же потеря времени и кпд).
- Разумеется у сезонных солнечных панелей и ветряков такой проблемы нет, и более того потенциальные варианты решений тут уже не раз обсуждались на Хабре.
- V2G.
Электромобили помогут балансировать производство и потребление электроэнергии
- Умная парковка — адаптивное управление навигацией, освещением и зарядными станциями для электромобилей
- Новая коммунальная услуга: электростанция из аккумуляторов
- Из самых простых решений можно применять однонаправленные интеллектуальные зарядные устройства для электромобилей.
В двух словах это о том что электромобиль, так же как и автомобиль большую часть времени проводит в неподвижном состоянии. Поэтому будучи подключенным к умной зарядной станции, которая имеет связь с энергосистемой, батарея электрокара может быть заряжена с учетом необходимости в энергобалансе всей системы при котором в пике потребления батареи не будут заряжаться. Соответственно когда потребление упадет до минимумов заряд продолжится с выгодой для кпд электростанций.
«Все современные моторы давно уже выполняют нормы евро 6, а то и евро 6 Д, и от них выбросов намного меньше чем от электроэнергии которую вы получаете из розетки. Именно это я имел ввиду, когда говорил в документалке что причина тут не в экологии, а в глобальной энергетике.
Аргумент что в городах сейчас вместо воздуха смог и говно, может существовать только от того, что у нас не все двигатели заточены под современные требования норм по выхлопам, автопарк то в основном старый! Между автомобилями 2000-х и автомобилями 2020-х по чистоте выхлопов просто пропасть! Вот какая разница между современными нормами и нормами прошлого! А на электростанциях выбросы не очищаются настолько сильно как в автомобиле! Да там есть системы очистки выбросов, но они не настолько эффективны как в двс с их катализаторами, системами рециркуляции и дожигания отработанных газов и так далее… и поэтому в текущей картине мира электромобили это не решение! Он по общим цифрам в энергетике даже рядом не валялся!»
Нюанс в том что мировой автопарк не состоит в основном из современных автомобилей/двс. Во многом причина этому цена подобных доработок.
Беда так же в том, что даже условно современные моторы сейчас часто заканчивают свою жизнь в странах третьего мира с анти-экологичными доработками, которые снижают стоимость эксплуатации и владения, а также те же евро-нормы. Таким образом изначальный евро 6 в последствии сначала начнет потреблять сверх-нормы топливо из-за несвоевременного обслуживания, а потом и вовсе избавится от «катализаторов» став полноценным евро 0.
Стоит задуматься над вопросом почему при всем совершенстве современных моторов евро 6 мы не видим массового перехода на них? Почему никто не спешит выкидывать/сдавать в металл старые моторы и ставить экологичные?
Разве могло бы что-то остановить этот процесс если бы экономически это было возможно?
Но нет… вы не увидите в мире примеров такого массового перехода. Даже если вспомнить Кубу с ее раритетами или антипод — Швейцарию. Везде это лишь вопрос тюнинга, но никак не экономики.
Всё правда может стать еще хуже с вступлением в силу норм евро 7. Этот стандарт загоняет ДВС в рамки такого удорожания конструкции, что даже сами автокомпании отказываются от дальнейших разработок моторов.
При таких ограничениях проще и выгоднее уже делать только электромобили… или моторы работающие в узком диапазоне оборотов на бензине, так как дизельное эко-дополнение по евро 7 самое дорогое в этом стандарте.
И как обещал немного цифр…
Осторожно! В видео присутствует риторика ненависти ( хейтспич ).
В этом видео кратко рассмотрен вопрос кпд двс с учетом добычи от скважины и до попадания топлива в бак.
P.S. — А вообще грустно все это… после «экологии» ожидал увидеть что то более внятное и интересное про электрокары, а получилось вот «это».
Разница между мотором и двигателем
«Автомобильный мотор, автомобильный двигатель» — оба эти выражения на равных используются в русской речи. «Лодочный двигатель» — звучит несколько непривычно. Словосочетание «реактивный мотор» можно встретить разве что в плохом автоматическом переводе иностранного текста. В чем же различие этих понятий? Попробуем разобраться в вопросе, не углубляясь в академические дебри русского языка.
Мотор
- Двигатель (внутреннего сгорания или электрический)- так определяет это слово толковый словарь Ожегова.
- Сердце или машина — такое толкование слова предлагает словарь воровского жаргона.
- В словаре Ушакова можно обнаружить еще одно значение слова: экипаж, вагон с двигателем, автомобиль.
Термин «мотор» согласно этимологическому словарю русского языка Макса Фасмера заимствован из немецкого языка.
Латинские корни прослеживаются в других европейских языках: немецкий «Моtоr», французский «Moteur», английский «Моtоr».
Наиболее часто слово мотор употребляется в значении электрического двигателя или двигателя внутреннего сгорания: электрический мотор, авиационный мотор, лодочный мотор.
Широко используется при образовании сложных слов: мотопомпа, мотопехота, гидромотор. От слова мотор образованы прилагательные «моторный», «моторизированный».
Двигатель
- Толковый словарь Ожегова выделяет два значения этого термина. Первое — машина, превращающая какой-либо вид энергии в механическую работу. Второе (переносное) — сила, способствующая росту, развитию в какой-либо области.
- В словаре Ушакова можно найти еще одно, толкование: машина, приводящая что-нибудь в движение.
- В других словарях двигатель называется механизмом, агрегатом, силовой машиной, энергосиловой машиной, устройством, но смысл один – преобразование какой-нибудь энергии в механическую энергию или работу.
Слово произошло от глагола «двигать», в современном значении стало употребляться в конце ХVIII века, имеет схожие корни в других восточноевропейских языках. Слово «двигать» отмечается в различных письменных источниках, начиная XI века.
Термин двигатель более распространен в технической литературе. Он охватывает широкую группу понятий, в том числе самые древние и экзотические устройства для приведения в движение чего-либо. Этим словом можно назвать приспособление для движения парусного судна (ветродвигатель), гиревой привод часов-ходиков (гравитационный) или двигатель космической ракеты (реактивный).
Сходство терминов мотор и двигатель
Рассмотренные выше словари определяют данные слова как синонимы.
И, действительно, в большинстве случаев оба эти термина употребляются для обозначения устройства, приводящего в движение какой-либо механизм.
Если слово применяется для обозначения энергетической установки транспортного средства, промышленного оборудования или бытового устройства, то эти понятия являются равнозначными, а смысловые нюансы незначительными.
Рассмотрим некоторые случаи, когда один из терминов можно заменить другим, без искажения смысла и нарушения стилистики речи:
- Относится к электрической машине: электромотор, электродвигатель.
- Относится к двигателю внутреннего сгорания: бензиновый мотор (двигатель).
- Обозначает силовую установку механического транспортного средства: автомобильный мотор (двигатель).
- Является приводным устройством для станка, ручного инструмента, бытовой техники: мотор (двигатель) токарного станка.
Различия, особенности употребления
Рассматривая случаи употребления того и другого термина, можно сделать такие наблюдения:
- В технической литературе электрическая силовая машина в большинстве случаев называется двигатель. Например: электродвигатель постоянного тока, асинхронный двигатель.
- В художественной литературе, в стихах, текстах песен чаще встречается слово мотор.
- Двигатель включает более широкую группу понятий, тогда как мотор это преимущественно электродвигатель или ДВС.
- Силовую установку, смонтированную на транспортном средстве, обычно называют двигатель, а отдельный агрегат – мотор.
- Для обозначения машин небольшой мощности чаще используют слово мотор. Мотор пылесоса, лодочный мотор.
- Для мощных устройств используются термины двигатель, силовой агрегат.
Несколько примеров, когда замена одного термина другим будет выглядеть неуместно:
- Реактивный, ветровой, паровой двигатель.
- Моторная лодка, моторный завод, моторный отсек автомобиля.
- Сердце — пламенный мотор, реклама — двигатель торговли.
- Моторчик, микродвигатель.
Любопытные факты
Интересно, что в английском языке тоже есть два термина для обозначения «сердца» автомобиля: «motor» и «engine». В настоящее время эти понятия стали синонимами, а в XV веке словом engine называли орудие пыток, ловушку, а также хитрость или злой умысел.
Самые большие двигатели устанавливается на океанских судах. Самыми большими двигателями являются судовые! Они достигают мощности свыше 100000 л.с., цилиндр имеет диаметр около 1 метра.
Мы привыкли, что мотор непрерывно вращается, но, оказывается, есть особый двигатель, который может поворачиваться на определенный угол (шаг). Шаговый двигатель применяется, например, в электронных стрелочных часах.
Краткий итог
Это исследование не претендует на исключительную глубину и научность, но позволяет сделать определенные выводы. С технической точки зрения сложно выделить какие-то характерные особенности в понятиях мотор и двигатель. Различия заключаются, прежде всего, в особенностях употребления этих слов в текстах различных стилей и назначений.
Слово мотор, пришедшее в русский язык на заре автомобилестроения постепенно становится менее употребительным, а двигатель, как более универсальное понятие, встречается все чаще, особенно в специальной литературе и в профессиональной речи.
В чём отличие двигателя от мотора
Здравствуйте Уважаемые подписчики и читатели моего канала! Сегодня мы обратимся к терминологии.
Дело в том, что я часто слышу как одни с пеной у рта доказывают, что правильно говорить мотор, а вторые в ответ, уже замахиваясь, кричат, что двигатель. Так кто же из них прав, а кто нет? Сегодня наконец-то поставим точку в этом вопросе.
Итак, начнём…
Мотор
На фото мотор-редуктор
Словарь Ожегова толкует слово мотор как двигатель внутреннего сгорания или электрический двигатель.
Что интересно, на воровском жаргоне слово мотор означает сердце или автомобиль (в этом случае заменить слово «мотор» на слово «двигатель» не получится, иначе вас не поймут, если вы конечно общаетесь используя такой сленг).
Само слово «мотор» было заимствовано из немецкого языка. Чаще всего слово мотор применяют при обозначении ДВС или электрического двигателя. Например: лодочный мотор, авиационный мотор.
Также от слова мотор есть прилагательные «моторизированный» и «моторный».
Двигатель
- Согласно словарю Ожегова существует два значения этого слова: прямое и переносное.
- Прямое звучит так — машина, превращающая какой-либо вид энергии в механическую работу.
- Переносное — сила, которая способствует развитию или росту в какой-либо области.
- Слово двигатель образовано от глагола «двигать».
Термин «двигатель» наиболее часто встречается в технической литературе. Также в литературе это слово можно встретить при обозначении даже древних устройств, предназначенных для приведения в движение что-либо.
Сходство терминов мотор и двигатель
По своей сути слова «двигатель» и «мотор» являются синонимами. Оба они обозначают устройство, которое что-либо приводит в движение. В автомобильной, промышленной и бытовой сфере эти слова обозначают одно и то же.
Приведём несколько примеров, когда эти слова взаимозаменяемы:
Электромотор, электродвигатель.Бензиновый (дизельный) мотор, бензиновый (дизельный) двигатель.Двигатель (мотор) токарного станка.
Различия, особенности употребления
В определённых случаях и словосочетаниях эти слова не являются взаимозаменяемыми. Вот они:
В технической литературе чаще встречается слово двигатель (асинхронный двигатель, двигатель постоянного тока).В песнях и стихах чаще можно заметить слово мотор.Мотор в большинстве случаев обозначает электродвигатель или ДВС, тогда как двигатель включает в себя более широкий спектр понятий.
ДВС, установленный на автомобиле чаще называют двигателем, тогда как отдельно стоящий агрегат чаще мотор.Если мощность маленькая, то употребляется слово мотор (лодочный мотор, мотор пылесоса). А если мощность высокая то двигатель (реактивный двигатель).
Несколько примеров, когда нельзя заменять одно слово другим, так как это будет неуместно:
- Сердце — пламенный мотор, реклама — двигатель торговли.
- Моторная лодка, моторный отсек автомобиля.
- Реактивный, паровой двигатель.
- Моторчик, микродвигатель.
Несколько интересных фактов
Самые мощные и гигантские по размерам двигатели установлены на океанских судах. Они имеют мощность свыше 100000 л.с.!!! А цилиндр имеет диаметр около 1 метра.
В английском языке также два термина для обозначения «сердца» автомобиля: «motor» и «engine» (всеми нами знакомый Check Engine). Сейчас эти слова — синонимы, но в XV веке словом engine называли орудие для пыток, ловушку, или злой умысел.
Вывод
Абсолютно без разницы как вы называете силовой агрегат в автомобиле. Будь то мотор или двигатель — сути это не меняет. Эти слова — синонимы! И обозначают одно и то же. Поэтому не нужно, пожалуйста, спорить как правильно говорить.
Примечание. Эта статья носит исключительно информативный характер и не является пособием или руководством как делать правильно и что выбрать. Проще говоря, я просто делюсь с вами своими мыслями и никого ни к чему не принуждаю! 😉
Отличия мотора от двигателя. В чём отличие между двигателем, и мотором? К основным видам автомобильных двигателей относятся
В качестве электропривода порталов и исполнительных узлов фрезерно-гравировальных станков с чпу и оборудования для плазменной резки с ЧПУ применяются шаговые двигатели и сервоприводы. Что лучше: шаговый двигатель или сервопривод, и в каких случаях применение того или иного электропривода экономически и технически оправданно, рассмотрим в данной статье.
Устройство шагового привода
Шаговый привод состоит из синхронной электрической машины и управляющего контроллера. Последний обеспечивает подачу управляющих сигналов на обмотки двигателя и их попеременное включение в соответствии с заданной программой.
Шаговый двигатель — электрическая машина, преобразующая управляющие сигналы в перемещение вала на определенный угол и фиксацию его в заданном положении. Количество шагов таких электродвигателей составляет от 100 до 400, угол шага — от 0,9-3,6°.
Что общего между ними
Эти два понятия очень схожи в написании, но принцип действия и конструкция таких механизмов разные. И всё же у них есть общие особенности:
Автомобильный зарядник: как выбрать зарядное устройство
- У обоих этих устройств одна цель – создание движения. Оба обязательно производят его. Это может быть поступательное перемещение чего-то, вращение вала (оси) или сразу то и другое.
- Оба устройства служат для преобразования одного вида энергии в другой. Парус собирает и трансформирует силу ветра в поступательное движение судна. Электродвигатель, потребляя электрическую энергию, создаёт вращение, которое потом используется в других частях механизма.
Принцип работы шагового двигателя
Состоит это электромеханическое устройство из статора, где размещены катушки возбуждения, и вращающейся части с постоянными магнитами или обмотками. Такая конструкция ротора обеспечивает его фиксацию после отработки управляющей команды.
На статоре расположено несколько обмоток. При подаче напряжения на катушку, под воздействием магнитного поля ротор поворачивается на определенный угол в соответствии с пространственным положением обмотки.
При ее обесточивании и подаче управляющего сигнала на другую катушку вращающаяся часть электродвигателя занимает другую позицию. Каждый поворот вала соответствует углу шага.
При обратной последовательности подачи напряжения на катушки ротор вращается в противоположном направлении.
Для поворота ротора на меньший угол одновременно включаются 2 обмотки. Количество шагов ограничено и зависит от числа полюсов статора электромотора. Для обеспечения плавного вращения ротора на катушки статора подают разные токи, разность которых определяет положение ротора. Такой способ управления позволяет снизить дискретность и увеличить количество шагов до 400.
К числу недостатков шаговых двигателей можно отнести довольно низкую скорость, пропуск шагов при высокой (выше расчетной) нагрузке на валу, снижение момента при высокой частоте вращения и большое время разгона.
Преимущества и недостатки рядных 6-цилиндровых моторов
В 21 веке популярность шестицилиндровых рядных моторов начала стремительно падать. Они фактически вымерли, поскольку появились более эффективные и производительные V-образные аналоги. Отсюда у многих возникает закономерный вопрос, касающийся того, чем отличаются между собой эти ДВС, и действительно ли у рядного мотора нет шансов против V-образного двигателя.
Рядный 6-цилиндровый мотор
Каждый из вас уже понял, что основное отличие заключается в расположении цилиндров. В случае с рядными (R) они располагаются в одну линию (In Line) или ряд, а при V-компоновке стоят друг напротив друга, внешне создавая букву V.
Не стоит делать поспешные выводы, сразу делая V моторы очевидными фаворитами в этом противостоянии. Стоит взглянуть на основные достоинства, а также перечислить недостатки каждого из двигателей.
К сильным сторонам рядных ДВС специалисты относят следующие моменты:
- В случае с рядной компоновкой получается достаточно простая и надёжная конструкция. Это не зависит от числа цилиндров.
- Изготовление блока более простое, здесь не требуется второй комплект ГБЦ и распределительных валов, чего не скажешь о V-образных конкурентах.
- Вместо того, чтобы применять 4 коротких распредвала, в рядных шестёрках используют 2 длинных вала.
- Рядники проще в ремонте и обслуживании, поскольку доступ к основным узлам, таким как свечи зажигания или высоковольтные провода лёгкий и открытый.
- С рядными моторами любят работать практически все автомеханики, поскольку никаких существенных сложностей с их ремонтом или плановым обслуживанием нет.
- Одним из ключевых достоинств справедливо считается балансировка ДВС.
Уравновешивание происходит за счёт правильного рабочего цикла. Фактически балансировка достигается возвратно-поступательными движениями поршней. Это не требует сложных дополнительных решений. Рядные ДВС плавно набирают обороты, не вызывают сильных вибраций.
Но не всё так идеально, как может показаться на первый взгляд после изучения преимуществ. В действительности работа и конструкция рядного двигателя имеет ряд причин, из-за которых популярность такого движка резко снизилась с появлением более современных V6.
- Одной из главных проблем считается размещение. Большое число цилиндров не позволяет разместить их в один ряд в подкапотном пространстве многих автомобилей.
- При поперечном размещении рядника не остаётся пространства для приводов и трансмиссии, без которых не обойтись в автомобилях с передним приводом.
- Такие ДВС не могут похвастаться универсальностью, из-за чего автопроизводители от них отказываются. Куда выгоднее сделать V6, который можно разместить под капотом нескольких моделей.
- Слабой стороной считается жёсткость длинного рядника. Коленвалы и распредвалы длинные, из-за чего они могут прогибаться при вращении.
- Жёсткость блока цилиндров у рядных ДВС уступает V6.
- Рядные шестёрки плохо влияют на центр тяжести транспортного средства из-за своего более высокого расположения.
Но пока всё равно нельзя однозначно заявлять о том, какой двигатель в итоге лучше, сравнивая между собой рядный и V-образный силовой агрегат.
Устройство сервопривода
Сервопривод состоит из синхронного двигателя, датчика скорости и положения, а также управляющего контроллера. Основная разница между шаговым двигателем и сервоприводом состоит в наличии обратной связи по положению, скорости, моменту на валу ротора.
Электропривод такого типа построен на базе следящей схемы автоматического регулирования. При несоответствии скорости или другой величины контроллер будет подавать сигналы на отработку, пока требуемый параметр или положение вала не будет соответствовать заданному. В качестве датчика обратной связи используют абсолютные и относительные энкодеры различных типов и конструкций.
Отличия коллекторного и бесколлекторного двигателя
Привод коллекторного типа отличается от БД как конструктивными особенностями (см. рис 5.), так и принципом работы.
Как прокачать топливную систему дизеля? 3 способа
Рис. 5. А – коллекторный двигатель, В – бесколлекторный
Рассмотрим конструктивные отличия. Из рисунка 5 видно, что ротор (1 на рис. 5) двигателя коллекторного типа, в отличие от бесколлекторного, имеет катушки, у которых простая схема намотки, а постоянные магниты (как правило, два) установлены на статоре (2 на рис. 5). Помимо этого на валу установлен коллектор, к которому подключаются щетки, подающие напряжение на обмотки якоря.
Кратко расскажем о принципе работы коллекторных машин. Когда на одну из катушек подается напряжение, происходит ее возбуждение, и образуется магнитное поле. Оно вступает во взаимодействие с постоянными магнитами, это заставляет проворачиваться якорь и размещенный на нем коллектор. В результате питание подается на другую обмотку и цикл повторяется.
Частота вращения якоря такой конструкции напрямую зависит от интенсивности магнитного поля, которое, в свою очередь, прямо пропорционально напряжению.
То есть, чтобы увеличить или уменьшить обороты, достаточно повысить или снизить уровень питания. А для реверса необходимо переключить полярность.
Такой способ управления не требует специального контролера, поскольку регулятор хода можно сделать на базе переменного резистора, а обычный переключатель будет работать как инвертор.
Конструктивные особенности двигателей бесколлекторного типа мы рассматривали в предыдущем разделе. Как вы помните, их подключение требует наличия специального контролера, без которого они просто не будут работать. По этой же причине эти двигатели не могут использоваться как генератор.
Стоит также отметить, что в некоторых приводах данного типа для более эффективного управления отслеживаются положения ротора при помощи датчиков Холла. Это существенно улучшает характеристики бесколлекторных двигателей, но приводит к удорожанию и так недешевой конструкции.
Принцип действия сервопривода
Управляющее устройство в соответствии с заданной программой подает напряжение на сервопривод, который соединен с порталом станка. Двигатель перемещает рабочий орган. При этом энкодер вырабатывает импульсы, поступающие на контроллер. Подсчет их числа осуществляет управляющее устройство.
Количество импульсов пропорционально перемещению портала. При достижении рабочим органом заданного положения на электромотор перестает поступать напряжение. Портал фиксируется.
Пока число импульсов, зафиксированных контроллером с датчика, не достигнет запрограммированной величины, двигатель будет осуществлять перемещение рабочего органа.
Шаговый сервопривод можно также настроить на поддержание постоянной частоты вращения вне зависимости от нагрузки или постоянного момента при разной скорости.
К достоинствам сервоприводов относятся точность позиционирования, динамика разгона и отсутствие снижения момента при высоких скоростях. Ограничивает применение сервопривода, как правило, достаточно большая стоимость.
Пройти тест
Чем отличается сервопривод от шагового двигателя?
| Критерий сравнения | Шаговые двигатели | Сервоприводы |
| Эксплуатационный ресурс | Шаговые электромоторы не имеют коллекторного узла, подверженного износу. Также они не имеют частей, нуждающихся в регулярном техобслуживании и замене | Коллекторные серводвигатели необходимо регулярно обслуживать. Максимальный срок службы коллекторного узла — 5000 часов непрерывной работы. При этом бесщеточные сервомоторы не уступают в надежности шаговым двигателям |
| Точность перемещений исполнительного органа | Современные шаговые электродвигатели обеспечивают перемещение рабочей части с точностью до 0,01 мм.Отличие шагового двигателя от сервопривода заключается в пропуске шагов при высокой (выше расчетной) нагрузке, что значительно снижает качество обработки | Сервопривод для поворотного стола фрезерного станка или портала другого оборудования обеспечивает точность до 0,002 мкм.Позиционирование по следящей схеме обеспечивает высокое качество обработки независимо от нагрузки |
| Время разгона и скорость перемещения портала | Максимальная скорость перемещения рабочих органов при использовании шагового электропривода — 25 м.Время разгона — 120 об/мин за секунду | Сервопривод может перемещать портал со скоростью более 60 м/мин.Время разгона составляет до 1000 об/мин за 0,2 секунды |
| Реакция на принудительную остановку | Шаговые двигатели хорошо переносят механические перегрузки и не выходят из строя при аварийных остановках | Сервоприводы необходимо оснащать дополнительной защитой, отключающей электромотор при принудительной остановке портала. В противном случае обмотки электрической машины могут сгореть |
| Стоимость | За счет простоты конструкции шаговый двигатель имеет относительно невысокую цену | За счет датчиков обратной связи (энкодеров) и более сложной схемы регулирования сервопривод считается дорогостоящим оборудованием |
Отличия мотора от двигателя. В чём отличие между двигателем, и мотором? Стоимость приобретения и обслуживания
- На фото мотор-редуктор
- Словарь Ожегова толкует слово мотор как двигатель внутреннего сгорания или электрический двигатель.
- Что интересно, на воровском жаргоне слово мотор означает сердце или автомобиль (в этом случае заменить слово “мотор” на слово “двигатель” не получится, иначе вас не поймут, если вы конечно общаетесь используя такой сленг).
Само слово “мотор” было заимствовано из немецкого языка. Чаще всего слово мотор применяют при обозначении ДВС или электрического двигателя. Например: лодочный мотор, авиационный мотор.
7 больших плюсов и 5 относительных минусов Cadillac Escalade
Также от слова мотор есть прилагательные “моторизированный” и “моторный”.
Различия, особенности употребления
Рассматривая случаи употребления того и другого термина, можно сделать такие наблюдения:
- В технической литературе электрическая силовая машина в большинстве случаев называется двигатель. Например: электродвигатель постоянного тока, асинхронный двигатель.
- В художественной литературе, в стихах, текстах песен чаще встречается слово мотор.
- Двигатель включает более широкую группу понятий, тогда как мотор это преимущественно электродвигатель или ДВС.
- Силовую установку, смонтированную на транспортном средстве, обычно называют двигатель, а отдельный агрегат – мотор.
- Для обозначения машин небольшой мощности чаще используют слово мотор. Мотор пылесоса, лодочный мотор.
- Для мощных устройств используются термины двигатель, силовой агрегат.
Несколько примеров, когда замена одного термина другим будет выглядеть неуместно:
- Реактивный, ветровой, паровой двигатель.
- Моторная лодка, моторный завод, моторный отсек автомобиля.
- Сердце — пламенный мотор, реклама — двигатель торговли.
- Моторчик, микродвигатель.
Сходство терминов мотор и двигатель
По своей сути слова “двигатель” и “мотор” являются синонимами. Оба они обозначают устройство, которое что-либо приводит в движение. В автомобильной, промышленной и бытовой сфере эти слова обозначают одно и то же.
Приведём несколько примеров, когда эти слова взаимозаменяемы:
Электромотор, электродвигатель.
Бензиновый (дизельный) мотор, бензиновый (дизельный) двигатель.
Двигатель (мотор) токарного станка.
Двигатель
- Толковый словарь Ожегова выделяет два значения этого термина. Первое — машина, превращающая какой-либо вид энергии в механическую работу. Второе (переносное) — сила, способствующая росту, развитию в какой-либо области.
- В словаре Ушакова можно найти еще одно, толкование: машина, приводящая что-нибудь в движение.
- В других словарях двигатель называется механизмом, агрегатом, силовой машиной, энергосиловой машиной, устройством, но смысл один – преобразование какой-нибудь энергии в механическую энергию или работу.
Слово произошло от глагола «двигать», в современном значении стало употребляться в конце ХVIII века, имеет схожие корни в других восточноевропейских языках.
Слово «двигать» отмечается в различных письменных источниках, начиная XI века.
Термин двигатель более распространен в технической литературе. Он охватывает широкую группу понятий, в том числе самые древние и экзотические устройства для приведения в движение чего-либо. Этим словом можно назвать приспособление для движения парусного судна (ветродвигатель), гиревой привод часов-ходиков (гравитационный) или двигатель космической ракеты (реактивный).
Выхлопные газы
В плане экологии дизельные автомобили так же впереди. Систему выхлопа с каждым годом совершенствуют и доводят до норм Евро-4 и Евро-5. Современные модели стали оснащать сажевым фильтром, который дополнительно очищает выхлопные газы.
Значение слова «двигатель»
1.
Машина, превращающая какой-л. вид энергии в механическую энергию.Паровой двигатель. Двигатель внутреннего сгорания. Реактивный двигатель. Двигатель механизмов экскаватора. Двигатель бурового станка.2.чего. Сила, побуждающая к чему-л., содействующая росту, развитию чего-л.
— Я понимаю науку как могущественный двигатель прогресса.
Эртель, Гарденины.
Источник (печатная версия):
Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999;(электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
- Дви́гатель — устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую работу. Термин мотор заимствован в первой половине XIX века из немецкого языка (нем. Motor — двигатель) и преимущественно им называют электрические двигатели и двигатели внутреннего сгорания.
Двигатели подразделяют на первичные и вторичные. К первичным относят непосредственно преобразующие природные энергетические ресурсы в механическую работу, а ко вторичным — преобразующие энергию, выработанную или накопленную другими источниками.
К первичным двигателям (ПД) относятся ветряное колесо, использующее силу ветра, водяное колесо и гиревой механизм — их приводит в действие сила гравитации (падающая вода и сила притяжения), тепловые двигатели — в них химическая энергия топлива или ядерная энергия преобразуются в другие виды энергии. Ко вторичным двигателям (ВД) относятся электрические, пневматические и гидравлические двигатели.
ДВИ’ГАТЕЛЬ
, я,м.1. Машина, приводящая что-н. в движение; механизм, преобразующий какой-н. вид энергии в механическую работу (тех.).
Д. внутреннего сгорания. Электрический д.2.
Сила, способствующая прогрессу в какой-н. области (книжн.).
Народное образование является двигателем науки и культуры.
Источник:
«Толковый словарь русского языка» под редакцией Д. Н. Ушакова (1935-1940);(электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
дви́гатель
1. техн. устройство, преобразующее какой-либо вид энергии (химическую, электрическую) в механическое движение ◆ Авиационные моторы могут давать в рабочих цилиндрах до 20 и более взрывов в секунду. Известен даже двигатель
с сотнею оборотов, или 50 взрывами в секунду. Циолковский, «Звездолёт», 1932 г.
2. перен. внутренний механизм, движущая сила явления; то, что способствует его развитию и активности ◆ Падёт на грудь заботы камень, // Свободу рук скуёт нужда, // И гаснет вдохновенья пламень, // Могучий двигатель
труда. И. С. Никитин, «Бывают светлые мгновенья…», 1851 г. ◆ Лень — двигатель прогресса.
Несколько интересных фактов
Самые мощные и гигантские по размерам двигатели установлены на океанских судах. Они имеют мощность свыше 100000 л.с.!!! А цилиндр имеет диаметр около 1 метра.
В английском языке также два термина для обозначения «сердца» автомобиля: «motor» и «engine» (всеми нами знакомый Check Engine). Сейчас эти слова — синонимы, но в XV веке словом engine называли орудие для пыток, ловушку, или злой умысел.
Вывод
Абсолютно без разницы как вы называете силовой агрегат в автомобиле. Будь то мотор или двигатель — сути это не меняет. Эти слова — синонимы! И обозначают одно и то же. Поэтому не нужно, пожалуйста, спорить как правильно говорить.
Примечание. Эта статья носит исключительно информативный характер и не является пособием или руководством как делать правильно и что выбрать. Проще говоря, я просто делюсь с вами своими мыслями и никого ни к чему не принуждаю!
( 2 оценки, среднее 4 из 5 )
Что важнее: лошадиная сила или крутящий момент? — DRIVE2
Бороздил просторы интернета и наткнулся на такую интересную статью. Поскольку до конца так и понимал в чем же отличие между этими двумя параметрами, решил почитать.
И вы знаете, я таки понял в чем смысл мощности и момента! Настолько просто и понятно в статье всё написано.
Решил посмотреть ещё статейки на эту тему, но другие были более громоздкие и запутанные, что я решил не захламлять себе голову ненужной информацией и на этом закрыть для себя данный вопрос. А если кому то интересно, может ознакомиться с этой статьей ниже или по ссылке:
Сама статья
Основная выжимка из статьи:Мощность мотора – величина не постоянная, а зависящая, прежде всего, от оборотов двигателя. Рядом со значениями максимальной мощности всегда указываются обороты, при которых она достигается. Наибольшую мощность современные моторы выдают в среднем при 5500–6500 об/мин. Hо кто ездит в таких режимах? В обычной городской езде тахометр показывает 2500–3000 об/мин.
Не сложно представить, что если свой максимум двигатель достигает, к примеру, при 6000 оборотах, то при 3000 оборотах мощность будет вдвое меньше. Поэтому чтобы быстро ускориться, вы должны держать обороты двигателя в диапазоне, где находится максимальная мощность. Вот почему часто приходится переходить на передачу вниз, тем самым увеличивая обороты двигателя.
Теперь представим, что нужно совершить обгон. Тут как нельзя, кстати, пришлись бы все лошадиные силы мотора, чтобы максимально ускориться. Hо к сожалению, нельзя сразу весь «табун» (допустим мощность автомобиля 100 л. с.) мобилизировать. Двигатель должен раскрутиться до 6000 об/мин., при которых в вашем pаспоpяжении окажутся все 100 «лошадей». Для этого мотору нужно время.
Вот здесь-то и играет решающую роль крутящий момент.
Мощность двигателя – это энергия, вырабатываемая двигателем. Эта энергия преобразуется в крутящий момент на выходном валу двигателя, изменяется в его коробке и редукторе ведущего моста (если он есть) и попадает на колеса.Таким образом, крутящий момент – это то, что на самом деле толкает машину вперед, а мощность – это то, что этот крутящий момент производит.
Даже при маломощном двигателе, мы сможем тронуться и вести груз за счет подбора передаточного отношения в коробке передач на малой скорости.
Но затем нам захочется ехать быстрее, а для этого нужно, чтобы был достаточный крутящий момент во всем диапазоне скоростей, что достигается подбором шестерен на всех передачах в коробке передач и запасом мощности двигателя.
Крутящий момент – это сила, умноженная на плечо ее приложения, которую может «предоставить» двигатель автомобилю для преодоления тех или иных сопротивлений движению. Сила измеряется в ньютонах, рычаг – в метрах.
Чтобы было совсем понятно, приведем такой пример: 1 Н·м – это сила, с которой 0,1 кг давят на конец рычага длиной 1 м. В двигателе внутреннего сгорания роль рычага исполняет кривошип коленвала, через который и создается крутящий момент.
Именно от него зависит время достижения двигателем максимальной мощности, а значит и динамика разгона. Образно говоря, крутящий момент это «пастух», который «сгоняет» в единую упряжку все лошадиные силы мотора. Чем больше крутящий момент, тем быстрее двигатель набирает обороты, и тем скорее собирается воедино вся мощь мотора, и, соответственно, тем лучше ускоряется автомобиль.
Второй важный нюанс – обороты, на которых мотор развивает максимальный крутящий момент. Если, к примеру, максимум выдается при 4000 об/мин, то нужно некоторое время, чтобы pаскpутить двигатель. Здесь-то и теряется время, столь важное при том же обгоне.
Другое дело, если максимальный момент двигатель выдает, скажем, при 2000 об/мин. Тогда нет проблем, вы просто давите на газ, и машина сразу набирает ход, не теряя времени на pаскpутку мотора.
Получается, что главное в крутящем моменте не только его величина, но и обороты, при которых она достигается. Чем они меньше, тем лучше.Как правило, большим запасом крутящего момента отличаются многоцилиндpовые моторы, двигатели с наддувом.
Абсолютными лидерами по крутящему моменту являются дизели, а особенно тракторные. Некоторые из них достигают своего максимума уже с 1500 об/мин. Такие двигатели называют «тяговитыми».
Когда говорят, что двигатель «хорошо тянет внизу», это значит, что пик крутящего момента приходится на невысокие обороты, например, 1500–2000 об/мин.
Бензиновые двигатели по сравнению с дизельными развивают не самый большой крутящий момент. К тому же максимального значения он достигает только на средних оборотах (в районе 4000–4500).
Зато бензиновые моторы могут раскручиваться до 7000–8000 об/мин, что позволяет им развивать довольно большую мощность. Ведь согласно вышеприведенному утверждению, мощность зависит от количества оборотов.
По этой же причине дизельные двигатели (развивают не более 5000 об/мин) проигрывают в максимальной мощности бензиновым собратьям.
Максимальная мощность двигателя прежде всего определяет максимальную скорость автомобиля. А крутящий момент – быстроту достижения мотором этой максимальной мощности. Золотое правило механики: выигрывая в крутящем моменте, проигрываем в частоте вращения.
При стартах на ускорение бензиновый двигатель у дизеля выиграет, так как последнему придется чаще переключать передачи, поскольку пик крутящего момента достигается моментально (вот оно, превосходство момента!), а это дает секундные замедления оборотов и соответственно скорости.
Ради справедливости отметим, что такая ситуация будет наблюдаться на гонках по прямой. В обыденности же бензиновому двигателю придется держать обороты на максимуме, чтобы «погоняться» с дизелем.
Или, скажем, на шоссе, двигаясь со скоростью 100 км/ч, «дизелю» для ускорения не потребуется переключение, а бензиновому нужна передача пониже.
Кстати, вышеприведенные примеры касаются только двигателей внутреннего сгорания. У электродвигателей или, скажем, паровых все с точностью до наоборот: чем меньше крутящий момент, тем выше мощность.
Поэтому в наше время популярностью пользуются гибридные, бензиново-электрические силовые установки: там где двигатель внутреннего сгорания бессилен, в работу включается электромотор и наоборот.
А общий вывод такой: крутящий момент – это то, что на самом деле толкает машину вперед, а мощность – это то, что этот крутящий момент производит.
Так что платим за лошадиные силы, а ездим на моменте!
Загрузка...
