Додаток № 3

Додаток №4

Конструкторське бюро № 1. ( представлення проекту автомобіля на газу)

В тридцяті роки 19 століття англічанин Барнет отримав патент на газовий двигун, а 1860 році француз Е. Ленуар побудував двигун, який працював на суміші повітря та газу. Такий вибір пального нікого не здивував – бензин на той час був відсутнім. Про те ця ідея не знайшла свого продовження і надовго була забута. Лише через 100 років після Барнетта, в кінці тридцятих років нашого століття, відновилась ідея про його використання. Тоді з’явились перші газогенераторні автомобілі. Газ утворювався в топці а звідти подавався на двигун.

Газове паливо згоряє краще, тому концентрація оксиду вуглецю у вихлопних газах двигуна у декілька разів менше.

Автомобіль на бензині викидає в атмосферу сірчистий газ, який утворюється від згорання сірчистих компонентів палива, а також тетраетил свинець. В природному газі сірки, як правило, не має, а тому у вихлопних газах двигуна ні сірчистого газу, ні сполук свинцю не має. Двигун, що працює на бензині, викидає порівняно легко окислюючи речовини – етил і етилен, а газовий двигун – метан, який порівняно із всіма вуглеводнями найбільш стійкий до окислення. Тому вуглеводневий викид газового автомобіля менш шкідливий.

Двигун внутрішнього згоряння автомобіля працює по класичному чотирьохтактному циклу. Газова суміш повітря і палива всмоктується в циліндр двигуна, стискується поршнем, запалюється іскрою, давить на поршень і рухає шатунний механізм, а потім викидає із циліндра. Чим сильніше можна стиснути паливо без виникнення детонації, тим більша потужність двигуна. Антидетонаційну можливість палива визначають октановим числом. Чим воно вище, тим краще паливо. Середнє октанове число природного газу – 105 – є недосяжним для будь-яких марок бензину. Як відомо, найбільш широко використовують АІ 92-93, 95 чи 98, що відповідає октановому числу.

Д ВЗ працює на суміші повітря і розпиленого палива. Для запалення суміші потрібна певна концентрація палива. Газ, порівнюючи з бензином горить при менших концентраціях, тобто при більш «бідніших сумішах». У випадку підвищення концентрації газу і збагачення суміші можна добитись збільшення потужності двигуна. Збіднюючі суміш, навпаки, можна понизити потужність. Виникає можливість змінювати склад суміші і тим самим регулювати потужність двигуна: газ як паливо значно краще за бензин піддається регулюванню.

Експлуатація показала, що автомобілі на газу – в півтора-два рази довше працюють без ремонту. При згорянні газу утворюються менше твердих частинок і сажі, що викликають підвищений знос циліндрів і поршнів двигуна. Крім того, масляна пляма довше тримається на металічній поверхні – її не змиває рідке паливо, і, завершуючи, газ практично не викликає корозії металу.

Додаток №5

Конструкторське бюро № 2. ( представляє проект автомобіля на водні)

А втомобілі на водневому паливі умовно можна розділити на три класи.

Перший — це машини зі звичайним двигуном внутрішнього згоряння, який працює на водні або водневій суміші. Такі моделі можуть працювати на чистому водні або 5—10% водню додають до основного палива. В обох випадках ККД двигуна збільшується (у другому випадку приблизно на 20%) і вихлоп стає набагато чистішим (вміст чадного газу (CO) і вуглеводнів (CnHm) зменшується в півтора рази, оксидів нітрогену (NnOm) — до п'яти разів). Такі двигуни й автомобілі були сконструйовані й пройшли всі випробування у нас і за кордоном приблизно ще в 70—80-х роках. Однак, з огляду на витрати і й складності конструкторського плану, цей тип може розглядатися тільки проміжним, перехідним етапом на шляху до третього типу.

Другий — це машини з двома електроносіями, так звані гібридні, їх колеса рухає електропривод, енергію якому постачає акумулятор, що у свою чергу заряджається від високо-економічного двигуна внутрішнього згоряння, що працює на водні або суміші водню з бензином. Це дуже вигідно, адже ККД електродвигуна сягає 90—95% на відміну від бензинового (35%) або дизельного (50%). Таким чином, загальний ККД підвищується до 30%, відповідно знижується витрата палива. Навіть якщо для підзарядки акумулятора використовується бензин, об'єм шкідливих викидів дозволить вкластися в норми «Євро-4» із десятикратним запасом. Але другий тип не можна розглядати завжди як 100 відсотково водневим.

Третій — справжній водневий автомобіль — це машина з електродвигуном, який працює від паливного елемента, що знаходиться в автомобілі. Теоретично ККД паливного елемента, що працює на суміші водень—повітря, може перевищувати 85%. На сьогоднішній день нам вдалося одержати двигуни з ККД близько 75% — це більш ніж удвічі вище відповідного покажчика найкращих двигунів внутрішнього згоряння. В умовах міста такі машини одержать п'яти-шестиразову перевагу над звичайними автомобілями.

Паливний елемент складається з багатьох десятків комірок, кожна приблизно в сантиметр завтовшки. Кожна комірка складається з двох електродів, розділених електролітом. На один електрод (анод) підводиться паливо (водень), на інший (катод) — окисник (кисень повітря). Водень тут не згоряє, хімічна реакція окиснення відбувається при низькій температурі в присутності каталізатора. Мета роботи пристрою, використовуючи цю реакцію, розділити позитивний і негативний заряди в просторі й створити між ними напругу. Тому електроліт, який заповнює простір між електродами, повинен мати здатність пропускати крізь себе протони (тобто йони водню) і не пропускати електрони. На аноді водень розпадається на електрони і протони, далі протони проходять крізь шар електроліту, досягають катода і, з'єднуючись із киснем, утворюють воду.

Міністерство Енергетики порівняло показник викидів парникових газів в повному циклі виробництва і використання палива та витрати нафтопродуктів в 2020 році, враховуючи зростання ефективності та чистий шлях виробництва, в тому числі зростання використання поновлюваної сировини і поглинання вуглецю. Автомобілі на паливних елементах з воднем з біомаси викидають на 90% менше парникових газів, ніж бензин в сучасних транспортних засобах, і на 60% менше парникових газів, ніж гібридний автомобіль на целюлозному етанолі з використанням "національної суміші" електроенергії.

Через різноманітність сировини і можливості виробляти паливо на станції, водень не постраждає від коливання цін, як бензин сьогодні. Наймудріший і ефективніший спосіб переконатися, що паливо буде доступно клієнтам, полягає у впровадженні транспортних засобів і заправних станцій одночасно в кількох конкретних регіонах. При оцінці переходу до водневих автомобілів на паливних елементах Національна науково-дослідна рада повідомила, що можна забезпечити паливом 1,8 млн. автомобілів до 2020 року і 10 млн. автомобілів до 2025 року.