Двигатель, пожалуй, можно назвать самой важной частью автомобиля. Ведь без двигателя автомобиль не сдвинется с места, но и без колес тоже далеко не уедешь, поэтому не будем делить автомобильные системы по важности, а просто попробуем узнать чуточку больше, об автомобильном двигателе.

Двигатель - это силовая установка, источник энергии автомобиля. Он используется для того чтобы машина могла выполнять свою основную функцию - перевозку грузов и пассажиров, но кроме этого, энергия, вырабатываемая двигателем, используется для обеспечения функционирования всех вспомогательных систем, например для работы кондиционера.

Впрочем, все вспомогательные системы, как правило, работают от электричества, вырабатываемого генератором или забираемой от аккумуляторов. А вот генератор как раз приводится в действие с помощью двигателя, передавая ему механическую энергию вращения вала.

Для обеспечения движения автомобиля так же используется механическая энергия вала двигателя, которая передается от двигателя на колеса через трансмиссию.

То есть, по сути, двигатель нужен для того, чтобы преобразовать какой-либо вид энергии в механическую энергию вращения вала, которая через систему механических связей передается на колеса, заставляя автомобиль двигаться.

Двигатель внутреннего сгорания

Когда мы говорим о двигателе автомобиля, то чаще всего представляем себе двигатель внутреннего сгорания , в качестве топлива для которого используется бензин, дизельное топливо, газ, а в последнее время пробуют и водород.

В двигателе внутреннего сгорания, как несложно догадаться, происходит преобразование энергии, выделяемой при сгорании легковоспламеняющихся веществ в механическую энергию. Конструкции двигателей внутреннего сгорания могут отличаться, бывают поршневые двигатели, роторные и газотурбинные.

Но принцип их работы остается неизменным. Энергия, выделяемая при сгорании топлива, в конечном итоге преобразуется в механическую энергию вращения вала двигателя и через систему механических связей передается на колеса, заставляя их вращаться.

Основной недостаток двигателей внутреннего сгорания их неэкологичность. При сжигании топлива выделяется много вредных веществ. Исключение в этом составляет водород, продуктом горения которого является обыкновенная вода, но проблема с его использованием на сегодняшний день заключается в дороговизне, хотя вероятно, что в будущем это будет основной вид топлива.

Но двигатели внутреннего сгорания - не единственные автомобильные двигатели.

Электро-двигатель

Существуют машины, которые используют в качестве исходной энергии - электричество. Наиболее популярный и близкий к автомобилю вид транспорта, работающий на электричестве - это всем известный троллейбус.

Но полноценным автомобилем его не назовешь, поскольку двигаться троллейбус может только лишь вдоль натянутых проводов, от которых он запитывается электричеством.

Но вы наверняка слышали о машинах, которые называются электромобилями. Электромобили - это автомобили, в которых в качестве силового агрегата используется электродвигатель.

Электродвигатель, как вы понимаете, работает от электрической энергии, которую он получает, как правило, от аккумуляторных батарей.

Электромобили, по сравнению с автомобилями, использующими двигатели внутреннего сгорания, имеют массу преимуществ.

Они экологичны, практически бесшумны (что не всегда плюс), быстро набирают скорость, им не нужна коробка скоростей можно даже обойтись без трансмиссии, если поставить двигатели на каждое из колес. То есть такие автомобили могли бы быть намного дешевле, чем автомобили с ДВС, если бы стали массовыми.

Но есть два существенных момента, которые очень сильно ограничивают применение электродвигателей на современных автомобилях. До сих пор не придумали аккумуляторов, которые бы могли запасти в себе достаточное количество электрической энергии.

То есть запас хода электромобиля сегодня ограничен несколькими десятками километров. Если не включать фары, магнитолу, кондиционер, то можно и до сотни километров проехать, но все равно это очень мало. Примерно в 5-6 раз меньше, чем на одной заправке бензином. Впрочем, над этим разработчики постоянно работают и возможно, что когда вы читаете эти строки, уже существует электромобиль с запасом хода более 500 км.

Но даже малый запас хода был бы не так страшен, если бы не время, требуемое на перезарядку аккумуляторов. Если заправка бензином, дизтопливом или газом занимает 5-10 минут, то аккумуляторы придется заряжать часов 12, а то и сутки.

Поэтому, пока электромобили могут использоваться лишь для непродолжительных поездок по городу, после чего всю ночь на зарядке.

Гибридные силовые агрегаты

Но преимущество электродвигателей над ДВС настолько велико, что желание их использовать хотя бы частично привело к появлению гибридных силовых установок, которые сегодня достаточно активно используются на автомобилях.

Гибридные силовые установки - это объединенные на одном автомобиле двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель (как правило, их 4, по одному на каждое колесо). Такие автомобили называют гибридными .

Существуют три схемы гибридных установок.

В первой энергия ДВС используется исключительно для выработки электрической энергии при помощи генератора. А уже от генератора энергия передается на зарядку аккумуляторов и на электродвигатели, обеспечивающие вращение колес.

Но более популярна другая схема. Во второй схеме привод на колеса осуществляется как от ДВС, так и от электродвигателей. ДВС и электродвигатели могут использоваться как самостоятельно, так и вместе.

Третий вариант - это сочетание первого и второго.

Вот такие они двигатели автомобиля, разнообразные и неоднозначные. Более подробно свойства, принцип работы, детали мы разберем в будущих публикациях.

Транспортные средства представляют собой устройства, предназначенные для перемещения из одного места в другое людей, различных грузов и разнообразного установленного на транспортном средстве оборудования. Виды транспорта классифицируются в зависимости от среды, в которой функционирует транспортное средство и осуществляется перевозка. Различают водные, наземные, воздушные, подземные и космические транспортные средства. Также существуют комбинированные транспортные средства, способные передвигаться в нескольких средах - амфибии, аэропланы, некоторые виды транспорта на воздушной подушке.

Виды водных транспортных средств

К водным видам транспорта относятся транспортные средства, осуществляющие перевозки по воде - рекам, океанам, каналам, морям, водохранилищам и озерам. Основным видом транспорта для воды является судно. В зависимости от глубины водоема водный транспорт делится на следующие виды:

• речной - паромы, баржи, речные трамваи, суда на воздушных подушках;
• морской - круизные лайнеры, тяжеловозы, танкеры, контейнеровозы.

К минусам водных транспортных средств можно отнести их низкую скорость, сезонность навигации и возможность прямого межконтинентального сообщения, а к плюсам - большую вместительность и низкую минимальную стоимость транспортировки.

Виды грузовых транспортных средств

Грузовым транспортом может считаться транспортное средство, передвигающееся в любой среде. Существуют грузовые самолеты, грузовые суда, грузовые поезда и разнообразный наземный колесный грузовой транспорт. Различаются следующие виды наземных грузовых автомашин:

• Грузовые автомобили, объединенные с кузовом - бортовые грузовики, фургоны, темрофургоны;
• Самоходные тягачи, предназначенные для буксировки прицепной техники и прицепов;
• Прицепы без собственных двигателей, которые предназначены для сцепки с тягачом в составе автопоезда;
• Полуприцепы со сцепным устройством - тентованные, бортовые, платформы, тралы, рефрижераторы, самосвалы.

Виды специальных транспортных средств

К категории специальных транспортных средств относится транспорт, используемый для целей, отличных от гражданских, или имеющий специальное оборудование. Существуют следующие виды специальных транспортных средств:

• Автомобили, мотоциклы и автобусы оперативных служб полиции;
• Автомобили скорой медицинской помощи;
• Машины городского коммунального хозяйства - снегоуборочная техника, поливальные машины;
• Войсковой транспорт (бронетранспортеры, боевые машины и другое);
• Машины МЧС, пожарные автомобили;
• Внутрипроизводственный транспорт, использующийся на крупных предприятиях.

Основные виды транспортных средств

Кроме среды перемещения, транспорт различается по функциональному назначению. Выделяют общий транспорт (общественный), личный транспорт и транспорт специального назначения (технологический и военный). Также транспортные средства можно классифицировать на несколько различных видов по используемым источникам энергии на следующие категории:

• транспорт с электрическим двигателем;
• транспорт с тепловым двигателем;
• транспорт с гибридным двигателем;
• транспорт без собственного двигателя - парусный и приводимый в движение мускульной силой.

К современным и перспективным видам транспорта можно отнести транспортные средства на магнитной подушке и автоматический транспорт без водителя.

К специализированным (от лат. specialis - особый и species - раз­новидность) относятся те виды транспорта, которые ориентиро­ваны на определенную номенклатуру грузов или особые условия перевозки грузов или пассажиров.

За рубежом употребляется термин «нетрадиционные виды транс­порта», под которым подразумевают виды транспорта, не имею­щие широкого распространения или появившиеся сравнительно недавно, хотя идея об их создании могла появиться давно, но ее техническая реализация проходила достаточно долгий путь.

Появление нетрадиционных (или новых) видов транспорта связано с развитием технического прогресса, позволяющего постепенно устранять такие недостатки традиционных видов транс­порта, как низкая скорость движения, недостаточная эколо­гическая чистота, значительные издержки, малая провозная способность, недостаточный комфорт и др., а также реализовы­вать новые достижения науки и техники в условиях растущих транс­портных потребностей, связанных с ростом производства, городов, повышенной подвижностью населения, развивающимся туризмом и т. п. Развитие новых видов транспорта было вызвано, в частно­сти в России, необходимостью освоения районов Крайнего Севе­ра и Западной Сибири с суровым климатом и сложными услови­ями эксплуатации известных видов транспорта.

Основными признаками специализированных видов транспор­та являются модернизация или принципиальное изменение дви­гателя, движителя и способа взаимодействия с опорной поверх­ностью.

Новые принципы движения- с помощью воздушной подушки и электромагнитного подвешивания - в настоящее время используются на различных видах транспорта, в том числе на про­мышленном.

Основные технико-эксплуатационные особенности и достоинства таких систем:

отсутствие трения между подвижным составом и путевым по­лотном, что позволяет повысить скорость, уменьшить мощность тяги и решить некоторые вопросы экологии. Максимальная ско­рость при использовании воздушной подушки - 422 км/ч, средняя скорость - 100-200 км/ч, а с турбореактивным двигателем - до 360 км/ч. Провозная способ­ность - от 3 до 20 тыс.чел./ч в каждом направлении. Проек­ты с применением магнитного подвешивания позволят поезду проделать путь от Москвы до Санкт-Петербурга за 0,5 ч (сейчac скоростной отечественный поезд проходит это расстояние за 4,5 ч).

Самоходные и несамоходные транспортные средства на воздушной подушке при перевозке тяжеловесных грузов из-за частичной разгрузки колес не разрушают слабые дорожные покрытия и искусственные сооружения (прежде всего мосты) и не требуют их укрепления. Подъемно-транспортные средства на воздушной подушке широко применяются в цехах и на строи­тельных площадках, особенно за рубежом, для перемещения тя­желовесного крупногабаритного оборудования.

На морском транспорте эксплуатируются причалы на воздуш­ной подушке, например в порту Архангельска работает причал грузоподъемностью 40 т.

Наибольшее распространение в России получили суда на воз­душной подушке на реках небольшой глубины, в том числе скеговые суда - с частичным отрывом от водной поверхности и суда амфибийного типа, которые могут перемещаться по воде (с полным отрывом корпуса), болотистой местности, надо льдом со скоростью 90-125 км/ч. Скеговые суда не полностью отрываются от водной поверхности из-за погружения бортовых ограждений воздушной подушки в воду. Амфибийные суда благо­даря возможности выхода на пологий берег и старта с него могут использоваться для транспортировки грузов на побережье, не обо­рудованное причалами. Амфибии существуют на автомобильном, водном и воздушном (гидросамолет, аэросани) видах транспорта.

Сконструированное в России надводное транспортное средство на воздушной подушке - экраноплан («летающее крыло», рис.) развивает скорость до 300 км/ч. Экраноплан - это эксперимен­тальный летательный аппарат, который на малой высоте использует эффект близости к крылу самолета поверхности земли или роды (экран), заключающийся в уплотнении воздуха - образова­нии воздушной подушки. В результате возникает дополнительная подъемная сила, которая и поддерживает аппарат в воздухе. Это явление назвали экранным эффектом. В ближайшем будущем экранопланы будут выполнять регулярные коммерческие рейсы в труднодоступных районах земного шара.

Относительные недостатки воздушной подушки: производит значительный шум (до 130 дБ), требует ровного дорожного по­лотна, ее создание достаточно дорогостоящее.

Специализированный пневмо- и гидротранспорт необходим при перевозке твердых и жидких не нефтяных грузов. Есть проекты транспортировки руды, железорудных концентратов и других грузов на значительные расстояния в США, Канаде и других странах. В городах этот вид транспорта используется для транспортировки бытовых отходов, а также для транспортировки книг в крупных библиотеках.

Более 100 лет назад В. И. Шуберский выдвинул идею о кинети­ческой энергии маховика, на основе которой в Швейцарии в конце 1960-х гг. были сконструированы аналоги автобуса - жиробусы (гиробусы) - вид аккумуляторного безрельсового транспорта, движущегося за счет кинетической энергии, накопленной в ма­ховике. Зарядка осуществляется на остановках при поднятии спе­циальной штанги. Жиробус используется для перевозки пассажи­ров на короткие расстояния. Получил некоторое распространение электрожиробус, оборудованный маховым агрегатом, состоящим из асинхронного двигателя-генератора, сочлененного с махови­ком, и тяговых электродвигателей.

Интересные проекты существуют в мире по применению трубо­проводного транспорта для перевозки пассажиров. Прообразом такой технологии является метрополитен.

Рис. Экраноплан - самолет будущего

Идея монорельсового транспорта с использованием автоматизи­рованного и полуавтоматизированного управления находит все боль­шее применение на локальных территориях (например, аэропор­ты для перемещения пассажиров, багажа, почты). Системы могут быть с фиксированными остановками или по вызову, т.е. индиви­дуального пользования. Примером является система Аиртранс в аэропорту Далласа (США), где работают 10 маршрутов с провоз­ной способностью 9 тыс. чел./ч, 6 тыс. единиц багажа и 32 т почтовых отправлений. Аналогичные системы распространяются в Анг­лии, Франции, Японии и других странах. Наибольшие удобства создают системы кабинного типа, позволяющие пассажирам си­деть. Системы эксплуатируются с 1973 г. (первой была система POP в США).

Экологические проблемы, связанные с экономией топливных ресурсов, привели к созданию парусных судов, использующих энергию ветра для движения. Так, в Японии в 1980 г. стали строить суда каботажного плавания дедвейтом 1 800т и скоростью 12 уз­лов с двумя парусами площадью по 100м 2 , высотой 12,5м при ширине 8 м. Такая конструкция позволяет экономить до 38% топ­лива. При площади паруса 320 м 2 , дедвейте 26 тыс. т и компью­терном управлении расход топлива был сокращен наполовину. В нашей стране построены учебные парусные суда, например па­русник «Мир».

Одновременно с парусом может применяться двигатель для повышения скорости или маневренности при безветрии, для про­хода сложных участков, при швартовке.

Средства транспортные - это устройства, используемые для перевозки по дорогам грузов либо оборудования, установленных на нем, или людей. Данное определение дает вполне исчерпывающее представление о ТС. Однако на практике зачастую этого бывает недостаточно. Более полную информацию о ТС содержат ПДД.

Общие сведения

Условно выделяют рельсовые и безрельсовые средств. Существует также разделение на несамоходные и самоходные. Движение транспортных средств в последнем случае обеспечивается за счет работы мотора. В ПДД, однако, присутствует другая классификация. В соответствии с правилами, выделяют механические и немеханические виды транспортных средств. Эти категории имеют принципиальные отличия.

Механические ТС

Основным их признаком выступает наличие двигателя. Механические средства (транспортные) - это грузовые и легковые автомобили, мотоциклы. К ним также относят самоходные машины и тракторы. Двигатель может быть любым: водородным, бензиновым, газовым, дизельным и пр. Еще одним критерием таких ТС является их предназначение. Они должны эксплуатироваться только на дороге.

Немеханические ТС

К ним в первую очередь относят велосипеды. Ими являются ТС, за исключением инвалидных колясок, имеющие как минимум 2 колеса и приводящиеся в движение мускульной энергией граждан, управляющие ими. Для этого могут использоваться педали или рукоятки. На велосипеды могут устанавливаться двигатели. Их максимальная не превышает 0.25 кВт. При этом они автоматически отключаются при скорости больше 25 км/ч. Все указанные параметры позволяют относить велосипеды к категории немеханических ТС.

Особая категория

Мопеды - механические средства (транспортные). Это обуславливается наличием ДВС или электродвигателя. Между тем, мопеды включены в категорию немеханических ТС. Объясняется это тем, что максимальная их конструктивная скорость не превышает 50 км/ч, а рабочий объем мотора - 50 м 3 (или номинальная мощность при продолжительной нагрузке более 0.25 и менее 4 кВт). Аналогичным образом определяются и другие средства транспортные. Это в первую очередь скутеры, мокики и прочие аналогичные ТС с двигателями.

Важный момент

Управление транспортным средством, относящимся к категории немеханических, не требует наличия водительского удостоверения. Сами ТС при этом не проходят регистрацию, для них не предусмотрены знаки (номера). Между тем, не следует забывать, что лица, владеющие ими, являются водителями. В этой связи управление транспортным средством немеханического типа должно осуществляться в соответствии с ПДД.

Максимальная разрешенная масса

Она характеризует вес ТС с грузом, пассажирами и водителем. Разрешенная масса устанавливается изготовителем и считается максимально допустимой. Разберемся в терминологии. Максимальной считается предельно допустимая масса ТС с пассажирами, грузом и водителем. Превышение установленного показателя запрещено. Обусловлено это тем, что при высокой нагрузке (большей, чем предусмотрено изготовителем) корпус машины, тормозная система, двигатель, подвеска, рулевая часть не смогут функционировать нормально. Соответственно, возникает риск создания аварийной ситуации. Максимальная разрешенная масса является в определенной степени теоретическим показателем, который прописывается в ПТС и свидетельстве о регистрации. Зачастую многие путают ее с фактическим весом ТС. Ключевым отличием этих параметров выступает то, что разрешенная масса устанавливается раз и навсегда. При этом фактический вес может постоянно меняться. Однако в любом случае его величина не должна превышать разрешенную массу.

Вес как критерий разграничения

По разрешенной массе проводится классификация ТС. Грузовые автомобили разделяются по данному показателю на 2 категории. Первая включает в себя ТС с разрешенной массой не больше 3.5 т, вторая - больше 3.5 т. Указанная цифра выступает в качестве своеобразного индикатора размеров автомобилей. В этой связи грузовые автомобили, разрешенная масса которых меньше 3.5 т, включены в категорию, в которую входят и легковые машины.

Разрешенная масса сцепленных ТС

В качестве максимально допустимого веса транспортных средств, перемещающихся как одно целое, принимают совокупность их весовых параметров. Чтобы уяснить это положение, целесообразно обратиться к понятиям "прицеп" и "автопоезд". Первым является ТС, которое не оборудовано мотором и используется для перемещения в составе с транспортным средством механического типа. Автопоездом именуются устройства, которые сцеплены с прицепом. Соответственно, если в составе присутствует несколько ТС, в том числе не имеющие двигателей, общая разрешенная масса будет соответствовать сумме их допустимого веса, предусмотренного изготовителями.

Маршрутное ТС

Оно представляет собой техническое транспортное средство, предназначенное для общественного пользования. В эту категорию входят автобусы, трамваи, троллейбусы. Их основная функция состоит в перевозке людей по установленному маршруту с остановками на обозначенных местах. Такие ТС определяются следующими критериями:

Специфика

Необходимо отметить, что одним из ключевых критериев маршрутных ТС является наличие рабочего графика движения. Почему этот признак особо выделяется в определении? Дело в том, что пока ТС не находится на маршруте, оно общественным транспортом не будет являться. Например, пассажирская ГАЗЕЛЬ, едущая в гараж или на место парковки после смены, является обычным ТС. Для общественного транспорта действуют определенные послабления и привилегии. Например, водитель маршрутного ТС может игнорировать действие ряда запрещающих или Для этого предусматриваются специальные полосы. Они выделяются особой разметкой и знаками.

Договор купли-продажи транспортного средства

У многих владельцев ТС возникает необходимость реализовать свой автомобиль. При этом оформляется договор продажи транспортного средства. Приведем несколько рекомендаций по правильному его составлению. Документ заполняется от руки или на компьютере. Особое внимание следует уделить ключевым условиям. Договор должен содержать номер. К примеру, 01/2016. Впоследствии этот номер будет указываться в ПТС. В документ вписывается место и дата совершения сделки. Обязательно указываются паспортные данные продавца и покупателя. Сведения об автомобиле также должны присутствовать в документе. Их переписывают из свидетельства и ПТС. Стоимость автомобиля устанавливается самими участниками сделки. Сумма прописывается цифрами и словами. Непосредственно перед подписанием владелец передает ключи и документы, а покупатель - деньги. Кроме договора оформляется также акт приема ТС.

Приложения

Продавец должен предоставить:

1. Оригинал ПТС.
2. Св-во о регистрации машины.
3. Паспорт гражданина РФ.

Покупатель предъявляет:

1. Документ, по которому удостоверяется его личность.
2. Полис ОСАГО.

В первую очередь следует убедиться, что ТС:

1. Не выступает в качестве предмета залога.
2. Не является кредитным.
3. Не имеет штрафов.
4. Не ограничено в регистрационных действиях.
5. Не арестовано.

Дополнительно

После подписания договора новый собственник указывается в ПТС. В десятидневный срок с момента совершения сделки покупатель должен поставить автомобиль на учет. По окончании установленного периода бывший владелец может проверить факт В этой ситуации прежнему собственнику пригодится подписанный договор. Транспортного средства у гражданина нет, но оно числится за ним - что делать в этом случае? Бывший собственник вправе прекратить регистрацию, предъявив в ГИБДД соответствующее соглашение. Если на дату совершения сделки действие полиса не закончилось, гражданин праве вернуть по нему деньги. При этом следует учитывать, что исчисление неиспользованных дней начинается с календарного числа, следующего за днем расторжения страхового соглашения.

Аренда транспортных средств

Она регламентируется положениями ГК. В Кодексе предусмотрено два типа аренды: с и без экипажа. Определения их даются в ст. 632 и 642. В качестве предмета соглашения выступают исключительно ТС, предназначенные для перевозки багажа, пассажиров и грузов. Аренда транспортных средств с экипажем предполагает два обязательства. Одно связано непосредственно с предоставлением ТС в пользование. Второе касается оказания услуг экипажем. Отличия нормативного регулирования указанных типов сделок заключаются в следующем. Обязанности по эксплуатации ТС, предоставляемого без экипажа, вменяются арендодателю. Во втором случае их выполняет арендатор. Оплата, которая вносится пользователем, именуется фрахтом. Экипаж ТС, которое предоставлено в аренду, оказывается в подчинении одновременно арендатора и арендодателя. Ответственность за причинение ущерба третьим лицам распределяется в зависимости от ряда обстоятельств. Так, если ТС предоставлено без экипажа, ее несет арендатор. Он может освобождаться от ответственности, если докажет, что вред явился следствием действий потерпевшего или При аренде машины с экипажем за ущерб отвечает арендодатель.

Заключение

В настоящее время существует огромное количество транспортных средств самых разных видов. Между тем, вне зависимости от категории ТС, водители обязаны соблюдать ПДД. В правилах установлены требования, касающиеся не только непосредственного перемещения по дорогам, но и регистрации и эксплуатации машин. Водителям необходимо помнить, что ТС выступает не только как средство передвижения, но и как источник опасности. В этой связи состоянию объекта необходимо уделять особое внимание. Для предупреждения аварийных ситуаций рекомендуется своевременно проводить диагностику машины. При совершении сделок следует внимательно изучать документы, которые предоставляет продавец. Приобретателю, в свою очередь, необходимо своевременно зарегистрировать ТС.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования российской федерации

Волгоградский государственный технический университет

Контрольная работа

Перспективные транспортные двигатели

Выполнил: Московой С.А.

Проверил: доц. Шумский С.Н.

Волгоград 2013

Введение

Значительную роль в использовании природных энергетических источников играют транспортные средства, потребляющие около трети всей добываемой в мире нефти, причем из всех видов транспорта наиболее энергоемким является автомобильный. Использование в автомобилях углеводородных топлив нефтяного происхождения сопровождается выбросом в атмосферу огромного количества вредных веществ. В результате на автомобильный транспорт приходится от 39 до 63% загрязнения окружающей среды, масштабы которой глобальны - воздух, суша и вода.

Традиционный подход к решению энерго-экологических проблем автомобилизации заключается в улучшении конструкции существующих двигателей внутреннего сгорания и создании более совершенных энергосиловых установок нового типа при использовании более или менее обычных углеводородных топлив. В первом случае основное внимание уделяется повышению экономичности и снижению токсичности автомобилей путем сложной коррекции рабочего процесса в двигателе с целью обеспечения максимальной полноты сгорания топлива на всех рабочих режимах. двигатель топливо энергосиловой

Новые транспортные двигатели, разработанные к настоящему времени, включают электрические силовые установки и тепловые двигатели внутреннего и внешнего сгорания с нетрадиционными рабочими процессами.

К последним относят поршневые двигатели с послойным распределением заряда, газотурбинные, паровые и роторные двигатели, а также двигатели Стирлинга.

Некоторые из этих двигателей, в частности двигатели Стирлинга, в принципе могут обеспечить возможность создания малотоксичного автомобиля на обычных топливах, удовлетворяющего будущим жестким нормам.

Большой интерес представляют электрические силовые установки использующие электрохимические источники энергии - аккумуляторные батареи и топливные элементы.

Двигатели, используемые в большинстве видов транспорта на сегодняшний день

Тренд на либерализацию, обеспечивший конкуренцию на транспорте, в том числе и конкуренцию между разными видами транспорта, заставляет непрерывно искать технические и организационные решения, меняющие к лучшему облик транспортного мира. За последний десяток лет транспортные средства изменились чуть ли не на столько, сколько за предыдущие двадцать-тридцать лет.

Причины, которые заставляют меняться старые виды транспорта это давление со стороны, как потребителей, так и политиков за:

Мобильность (способность доставки от двери к двери;

Экономичность (прежде всего КПД по топливу);

Экологическую чистоту;

Безопасность.

Выполнение всех этих требований весьма противоречиво. Так, утяжеление транспортного средства обычно повышает его безопасность для пассажиров и водителя, но ухудшает безопасность для других (более тяжелый транспорт причинит при столкновении больше ущерба) и увеличивает расход топлива, что ведет к ухудшению характеристик экономичности и экологичности. В системах общественного транспорта большая экономичность означает снижение мобильности, до остановок приходится добираться.

В большинстве видов транспорта работает тот или иной двигатель, и на сегодняшний день в большинстве случаев это

Дизель,

Двигатель внутреннего сгорания,

Электродвигатель,

Турбореактивный двигатель.

Электродвигатель по своим характеристикам лучше многих других приводов у него и устойчивость к переменным нагрузкам лучше, и обороты регулируются лучше (поэтому не нужно сложных систем передачи), и КПД лучше, и устроен он попроще (в нем, например, меньше движущихся частей, что ведет к большей наработке на отказ), к тому же он обходится дешевле (поэтому его можно ставить, например, на каждое колесо, а не иметь один на все колеса).

Другое дело, что электричество на борту является крайне дорогим источником энергии. Батарейки можно вообще не рассматривать, аккумуляторы на сегодня невероятно тяжелы и долго заряжаются, а заряда у них хватает на немного. Выходом является получения бортового двигательного электропитания из углеводородного топлива либо используя топливные элементы, либо гибридные решения.

Топливные элементы в качестве топлива используют водородсодержащее сырье в пределе это чистый водород (и тогда на выхлопе у них чистая вода), но есть варианты на метиловом спирте, природном газе, бензине и даже дизельном топливе. Их установочная стоимость пока еще довольно велика до $5000 за Квт мощности, а то и больше. Чисто водородные топливные элементы являются и самыми чистыми, но для них неоткуда брать водород: стоимость водородной заправочной инфраструктуры сильно превышает стоимость сегодняшней инфраструктуры заправки углеводородами (продуктами нефтепереработки и газом). Поэтому на краткосрочную перспективу более популярны так называемые гибридные схемы, когда транспорт имеет как обычный двигатель, так и электрический.

Гибридные схемы воплощают в себе преимущества двух миров: мира обычных двигателей для получения электроэнергии и электродвигателя, используемого для привода колес. Обычный двигатель (дизель, внутреннего сгорания или даже газовая турбина) работает в оптимальном равномерном режиме и заряжает бортовой аккумулятор относительно небольшой емкости (много ниже, чем в электромобилях). А электродвигатель крутит колеса, работая в рваном режиме, зависящем от условий движения (ускорений и торможений, подъемов, грузоподъемности и т.д.). В результате динамические характеристики транспорта от использования электропривода существенно улучшаются с одной стороны, а экономичность и экологичность улучшаются из-за того, что обычный двигатель работает в оптимальном режиме.

Гибридных автомобили

Гибридные схемы бывают самые разные: от одновременной синхронизированной компьютером работы электромотора и обычного двигателя на одном валу до полностью независимых газотурбинного двигателя, работающего на генератор и специальных электродвигателей, вмонтированных прямо в колеса. Все эти решения уже есть на рынке и конкурируют. Вопрос лишь в том, что иметь на борту сразу несколько мощных двигателей с высоким КПД (обычный, электрический мотор-генератор (как правило генератор тоже, использующий рекуперацию при торможениях), и иногда отдельный электрический генератор) всегда дороже, нежели иметь просто один двигатель. Преимуществом же являются лучшие ходовые характеристики, более низкий расход топлива и низкотоксичный выхлоп.

На данный момент преимущества гибридных автомобилей больше всего проявляются в тяжелых решениях грузовиках и автобусах, в которых экономия на топливе и экологические ограничения могут быть сильнее, нежели в легковых автомобилях. Поэтому основная конкуренция гибридных схем разгорается в этом секторе, а главным конкурентом пока остаются дизели.

Начиная с какого-то порога распространения гибридов произойдет их лавинообразное массовое внедрение: из-за политических изменений цены топлива. Сегодня в большинстве стран мира финансирование инфраструктуры автодорог происходит путем акциза на топливо. Новые автомобили будут потреблять минимум вдвое меньше топлива, следовательно для сохранения того же уровня финансирования инфраструктуры их должно или стать вдвое больше (но тогда и инфраструктуры должно быть профинансировано больше), или акциз должен увеличиться вдвое. Топливо при этом неминуемо подорожает, и для обычных автомобилей станет непомерно дорогим. Стоимость же собственно гибридных автомобилей упадет из-за эффектов масштаба производства. Поэтому начиная с какого-то момента внедрение гибридных автомобилей вместо неожиданно ставших дорогими в эксплуатации обычных пойдет лавинообразно ежели только не изменится текущая политика по финансированию дорожной инфраструктуры.

Государство подталкивает к гибридизации транспорта и постоянным ужесточением экологических норм. Начиная с какого-то момента обеспечить требуемую государством экологическую чистоту двигателя, работающего в тяжелых условиях изменяющейся дорожной нагрузки, становится очень дорого. Выходом является использование гибридной схемы, в которой двигатель работает в постоянно оптимальном режиме, в том числе и оптимальном с точки зрения минимизации вредных выхлопов. Гибридная схема позволяет использовать также газотурбинные двигатели, которые обеспечивают еще большую экологическую чистоту.

Рынок готовится к вторжению гибридных автомобилей: на рынке уже есть отдельно специализированные электродвигатели до 350kW (применяются в тяжелых трейлерах и автобусах), новые типы электрифицированных колес с единой системой компьютерного управления, специализированные транспортные турбины и т.д.

Железнодорожники оценили гибридную схему много раньше: поскольку им всегда была нужна большая тяговая мощность, то тепловозы представляют собой да, правильно, мощные гибридные тягачи, только поставленные на рельсы.

Важно отметить, что появление автомобилей-тепловозов означает переход к единой электроэнергетике и транспорту. Автомобиль или тепловоз с электроприводом это передвижная электростанция относительно большой мощности: гибридные энергоустановки для автобусов и трейлеров имеют пиковую мощность до 350kW, тепловозов более 1Мвт. Десяток таких трейлеров или пара тепловозов, отдыхающих между поездками, могут составить конкуренцию какой-нибудь резервной электростанции в районе и уж точно воплощают идею распределенной генерации.

Осталось только откорректировать законодательство так, чтобы не мешать развитию распределенной генерации обязательным подчинением каждого небольшого генератора командам Системного Оператора. Тогда технологии смогут развиваться и быстро сделают выгодной совместную работу гибридного и электротранспорта и энергосистемы.

Эта связь энергетики и транспорта существовала всегда, сейчас она просто становится более очевидной. Так, Единая Европа так же, как и многие другие страны, имеет единое Министерство энергетики и транспорта, возглавляемое одним министром.

Отдельно можно рассматривать быстро становящийся популярным линейный двигатель в поездах на магнитной подушке. Но схемы движения на магнитной подушке все еще крайне дороги, и этот вариант вряд ли станет популярным.

Требования к новому виду транспорта

Очевидно, что исторически возникла потребность в новом виде транспортной инфраструктуры, которая придет вслед за авиацией.

Новый транспорт должен обладать развитой инфраструктурой, предполагающей его повсеместность. Ежели эта инфраструктура не будет повсеместной, то не будет выполнено свойство мобильности.

Главным требованием к новому виду транспорта является возможность инкрементальности его финансирования: возможность принимать деньги из многих источников, каждый из которых вкладывается в свой проект. Это означает, что новый вид транспорта должен задаваться как множество стандартов, обеспечивающих совместимость его путевой и подвижной инфраструктуры, управления движением и т.д. Тогда можно обозначить две основных конкуренции:

Конкуренция наборов стандартов, собственно и задающих новый транспорт.

Конкуренция поставщиков элементов путевой инфраструктуры и подвижного состава в рамках одного набора стандартов.

Большинство нынешних проектов транспорта будущего не удовлетворяют условию инкрементальности инвестирования один производитель поставляет и дорожное полотно, и проводит строительные работы, и поставляет подвижной состав для разработанного им же набора стандартов. Поэтому у большинства современных проектов-кандидатов на транспорт будущего не будет продолжения, они умирают вместе с каждым очередным огромным траншем их финансирования.

Почему сотовые телефоны выиграли у обычных проводных АТС? Инвестиции оператора в одну-две соты были меньше, нежели инвестиции в постройку обычной АТС и устройства кабельной канализации. Эти инвестиции сразу начинали работать, обслуживая вначале небольшое число потребителей а число сот можно было наращивать в тех местах, где рост потребителей был выше, но не раньше момента исчерпания пропускной способности начальной соты. Оборудование сот поставлялось сразу многими производителями, что обеспечивало их низкую стоимость но слипалось в единую общемировую телефонную сеть. То же происходило с интернет-провайдерами: большинство провайдеров мира устанавливали маленькие комплекты оборудования, которые слипались в общемировую сеть Интернет. Для инфраструктурных проектов важна не столько стоимость конечной инфраструктуры, сколько возможность ее инкрементального построения как технического, так и организационно-финансового.

Нельзя говорить, что единый поставщик транспортного решения будущего обеспечит взаимоувязку всех частей огромного нового проекта. Проект, претендующий на то, чтобы стать новым видом транспорта, должен развиваться как новый рынок, а не быть построен плановым порядком. Плановым порядком могут делаться большие проекты, но не виды транспорта это явно не один проект, а нечто большее.

Новый вид транспорта сможет выигрывать у уже существующих только в том случае, если обеспечит более эффективное использование земли и материалов для построения его инфраструктуры, нежели уже существующие. Отсюда такой большой интерес к монорельсам на опорах - как минимум, их стоимость меньше на стоимость освобожденной под ними земли.

Монорельсовые линии в различных проектах стоят сейчас от $3.5 до $40млн. за километр пути. Уменьшение их материалоемкости требует принципиально новых решений. Так, можно указать на струнный транспорт Юницкого, использующий для получения подвесного двурельсового пути некрученые натянутые парные тросы, стянутые по несколько штук каким-либо наполнителем (например, бетоном) в напряженную конструкцию. Стоимость такого пути - $2.5-$3.5 за километр при неменьшей надежности, нежели у монорельса.

Еще одно принципиальное требование это максимальное использование существующей капиллярной автодорожной структуры для удешевления стоимости последней мили при перевозках от-двери-до-двери. Это удобство от двери к двери и отсутствие пересадок и делает личные автомобили вне конкуренции в глазах населения, несмотря на многочисленные попытки привить любовь к общественному транспорту. Это требование может быть переформулировано следующим образом: транспорт будущего должен одновременно принадлежать к двум видам, а не одному виду.

Фактически все сегодняшние так любимые муниципалитетами большие проекты новых видов общественного транспорта являются одновидовыми, что доказывает их полную бесперспективность в качестве нового популярного транспорта будущего. Потребитель хочет иметь собственный экипаж, подъезжающий прямо к дому и находящийся около дома сколько угодно времени для удобства посадки и высадки (хотя вот гараж для такого экипажа может быть расположен и в другом месте). Пользоваться общественным транспортом потребитель не хочет, если есть возможность иметь свое собственное средство передвижения и гарантируется отсутствие пробок. И задача рынка удовлетворить эту его потребность.

Двухвидовый транспорт предполагает как возможность скоростного (200-300км/час) движения в режиме динамических составляемых поездов на подвесных направляющих новой транспортной инфраструктуры, так и езду по обычным автодорогам. Вполне возможно, что они будут получать электропитание от транспортной инфраструктуры новых магистралей и переходить на собственные электробатареи или гибридные двигатели при передвижении по необорудованной автодороге/улице. Правда, движение по автодорогам/улицам будет не требовать такой уж большой мощности двигателя и запаса топлива, какая требуется при езде по шоссе.

Наиболее известной концепцией одновидового транспорта является персональный городской общественный транспорт. Согласно этой концепции люди поодиночке или группами до 4-х человек садятся на специальных остановках в отдельные четырехместные кабинки, задают конечную станцию, и автоматика двигает эти кабинки по направляющим, объединяя в динамические поезда на длинных магистральных перегонах. Главным недостатком этой концепции является именно то, что это вариация именно общественного транспорта, проигрывающая в конкуренции частному автомобилю, доставляющему до двери и пассажира, и его семейство, и сопуствующие грузы. Подробнее материалы дискуссии о двухвидовости против одновидовости транспорта будущего (как и обсуждение возможных технических и организационных решений) можно почитать на http://faculty. washington.edu/jbs/itrans/

Требования двувидовости отменяют также прогноз о том, что будущее транспорта за небольшими персональными самолетами. Этот прогноз уже не оправдался с вертолетами (которым тоже предрекали распространенность чуть ли не автомобильную), а уж о самолетах (в том числе с вертикальным взлетом/посадкой) пока и говорить не приходится. Дело тут не только в сложности управления движением тысяч и тысяч быстролетящих вне всякой дорожной структуры бортов, но и в производимом при взлете/посадке/пролете шуме, а также получающейся стоимости проезда. А двувидовые проекты летающих автомобилей, реализующих режим от двери до двери практически повсеместно заморожены ввиду полной бесперспективности.

Важным требованием к новому виду транспорта является скорость обычно эту скорость определяют в 250-350км/час. Дело в том, что люди тратят на перемещение в среднем примерно один час в день. Эта цифра не слишком зависит от страны (отличаясь существенно только в Калифорнии там люди проводят в день в пути два часа, ибо они и едят и делают детей и вообще почти живут в автомобиле) и не зависит от лет, когда проводятся замеры. Это удивительно, но человечество не меняет своих привычек тратить на передвижение около часа в день, существенно увеличив свою мобильность преимущественно за счет увеличения скорости передвижения. И назад в лошадность, пешеходность и велосипедность возврата уже нет. Поэтому весьма маловероятно, что транспортом будущего будут являться устройства типа двухколесного электромобиля Segway крошечной платформы, которая может развивать в условиях города скорость до 20 км/час (скорость бегущего человека). Да, это поможет в условиях нынешних городских пробок, но сама идея нового транспорта возникает как раз из необходимости найти технологический выход из покрытия всей земли автомобильными дорогами.

Наиболее близко к требуемым скоростям подошли проекты скоростных железных дорог и дорог на магнитной подушке, но их цена остается крайне велика, к тому же они обладают всеми недостатками общественного транспорта: добраться до точки посадки и от точки высадки занимает времени (и нервов) много больше, нежели сам переезд.

Заключение

Основное финансирование сегодняшние проекты транспорта будущего получают от государства.

Одним из первых таких проектов был проект по созданию летательного аппарата тяжелее воздуха, который обошелся налогоплательщикам США в $70 000 и закончился ничем. С этим проектом конкурировали браться Райт, которые и смастерили первый летающий самолет, обошедшийся им в $2500. Последний шумный транспортный проект, закончившийся столь же бесславной растратой денег налогоплательщиков сверхзвуковой лайнер Конкорд, не окупишвий две трети своей стоимости и так и не создавший массового рынка сверхзвуковой пассажирской авиации. Увы, но государство не слишком большой помощник в создании транспортной инфраструктуры будущего:

чиновники проводят финансовую и регуляторную политику, которые позволяют выживать неэффективным технологиям и безбедно существовать плохим менеджерам и инженерам;

предписанные государством тарифы (в силу неверного понимания естественной монопольности любого транспорта) делают прибыль независимой от результатов работы, не стимулируют поиск новых технологий и взятие на себя технологических и финансовых рисков. В результате частный капитал либо не слишком стремится поучаствовать, либо его участие менее эффективно, чем было бы участие капитала в условиях свободных цен и рыночной конкуренции.

Государство обильно финансирует разработки нового транспорта, ибо чиновники якобы знают о технологиях лучше, чем бизнесмены:

распределяют деньги на исследования

дают льготы, субсидии и организовывают кросс-финансирование некоторых технологий

нарушают подход регулирования безопасности и экологичности по результатам (performance-based) и непосредственно предписывают использование тех или иных технологий.

На сегодня, единственный реализованный проект поезда на магнитной подушке существует в свободной экономической зоне Шанхай. Трасса, построенная на государственные деньги немецким консорциумом Transrapid International (в который входят Adtranz, Siemens и Tyssen) пролегает от делового центра Шанхая аэропорта Пудон. По общему признанию, проект имел скорее идеологическое, чем транспортное значение и воспринимается больше как аттракцион, чем как средство передвижения. В общей сложности, этот проект обошелся в 1.2 миллиарда долларов инвестиции, которые никогда не окупятся.

В итоге государство выбирает технологии:

дорогие, ибо рыночный успех неважен (выручает не просто возможность установить любые тарифы, а возможность последующего их субсидирования)

крупномасштабные доступны крупные суммы денег, а успешность некому контролировать

с одним собственником затрудняет поиск денег для роста проекта. Кроме того, один собственник это отсутствие конкуренции.

закрытыми стандартами присоединения затрудняет рост проекта, отсутствие конкуренции обеспечивает стагнацию

с заранее завышенными затратами, в силу распространенности коррупции

с непонятной экономической эффективностью (чаще всего во имя национальной безопасности или социальной стабильности).

Каким бы ни был транспорт будущего, он обязательно будет оборудован средствами распределенного управления движением борт-инфраструктура. На каждом борту будет стоять черный ящик для понимания того, что произошло во время аварии, на каждом борту будет оборудование выдачи сигнала бедствия, на каждом борту будет электронное навигационное оборудование, средства предотвращения столкновений и т.д. Сейчас идет переоборудование водного и воздушного транспорта, обсуждается переоборудование автотранспорта.

Из новинок можно будет указать на возможность формирования поездов из отдельных транспортных средств. Этот режим автопоезда электронной сцепки используется, например, для одновременного ускорения группы машин при старте после светофора на одноуровневом пересечении дорог (повышает пропускную способность магистрали в 3-5 раз) или для снижения аэродинамического сопротивления группы машин при движении по автостраде с соответствующим снижением расхода топлива.

Cписок использованной литературы

1. Транспортная система / Сундуков Е.Ю. - 961245/28; Заявл.27.12.96/Изобретения (Заявки и патенты). - 1998. - № 36.

2. Новый городской транспорт - автомобиль на рельсах: MEMBRANA - 2002 - №1.

3. Аксенов И.Я. Единая транспортная система: Учеб. для вузов - М: Высш. шк., 199.

4. Гулиа Н.В., Юрков С. Новая концепция электромобиля: Наука и техника 2000 - №2.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) широко применяются во всех областях народного хозяйства и являются практически единственным источником энергии в автомобилях. Расчет рабочего цикла, динамики, деталей и систем двигателей внутреннего сгорания.

курсовая работа , добавлен 07.03.2008


Классификация топлив. Принцип работы тепловых двигателей, поршневых двигателей внутреннего сгорания, двигателей с принудительным воспламенением, самовоспламенением и с непрерывным сгоранием топлива. Турбокомпрессорные воздушно-реактивные двигатели.

презентация , добавлен 16.09.2012


Принципы работы двигателей внутреннего сгорания. Классификация видов авиационных двигателей. Строение винтомоторных двигателей. Звездообразные четырехтактные двигатели. Классификация поршневых двигателей. Конструкция ракетно-прямоточного двигателя.

реферат , добавлен 30.12.2011


Классификация судовых двигателей внутреннего сгорания, их маркировка. Обобщённый идеальный цикл поршневых двигателей и термодинамический коэффициент различных циклов. Термохимия процесса сгорания. Кинематика и динамика кривошипно-шатунного механизма.

учебное пособие , добавлен 21.11.2012


Классификация, особенности конструкции и эксплуатационные свойства двигателей внутреннего сгорания, их обслуживание и ремонт. Принцип работы четырехцилиндровых и одноцилиндровых бензиновых двигателей в современных автомобилях малого и среднего класса.

курсовая работа , добавлен 28.11.2014


Организация и технология обкатки двигателей внутреннего сгорания. Виды расчетов производственной программы. Анализ существующих конструкций и приспособлений для обкатки и испытания двигателей внутреннего сгорания. Охрана труда и техника безопасности.

курсовая работа , добавлен 14.03.2011


Принцип действия двигателей внутреннего сгорания. Мощность механических потерь. Удельный индикаторный расход топлива. Подача воздушной смеси с помощью дросселя. Перспективы развития двигателестроения. Механические потери в современных двигателях.

реферат , добавлен 29.01.2012


История вопроса и пути совершенствования методов прямого сжигания твердых топлив в поршневых двигателях внутреннего сгорания. Теоретические аспекты выгорания твердого топлива в рабочем пространстве двигателя при его сжигании объемным и слоевым способом.

книга , добавлен 17.04.2010


Применение на автомобилях и тракторах в качестве источника механической энергии двигателей внутреннего сгорания. Тепловой расчёт двигателя как ступень в процессе проектирования и создания двигателя. Выполнение расчета для прототипа двигателя марки MAN.

курсовая работа , добавлен 10.01.2011


Годовая программа производственного участка по ремонту двигателей внутреннего сгорания. Режим работы участка. Годовые фонды времени рабочих и оборудования. Расчет количества технологического производственного оборудования. Потребность в энергоресурсах.

Главная » Кузовные работы » Механическое транспортное средство – основные виды. Доклад: Понятие и виды двигателей Государство обильно финансирует разработки нового транспорта, ибо чиновники якобы знают о технологиях лучше, чем бизнесмены