10.5. Парові двигуни

На початку нинішнього століття парові двигуни широко використо­вувалися на перших автомобілях. Однак цим двигунам були властиві такі недоліки: великі маса і габаритні розміри, ускладнений запуск, ве­лика витрата води, складність регулювання. Ці та інші недоліки привели до того, що парові двигуни були повністю замінені на автомобілях швидкопрогресуючими поршневими ДВЗ.

Останнім часом знову з'являється інтерес до парових двигунів, і вони часто розглядаються як один із можливих конкурентів поршневих ДВЗ при застосуванні на автомобілях. Пояснюється це декількома при­чинами. По-перше, за роки, що минули, техніка котлобудування зробила великий крок уперед. Розроблені однотрубні і плоскі котли з малою кіль­кістю робочої рідини, що забезпечує зменшення маси і габаритних роз­мірів парових двигунів, легкий і надійний запуск, а також зменшення не­безпеки вибуху котла. Якщо для запуску перших парових двигунів необхідно було більше ЗО хв, то для сучасних двигунів цей процес скорочено до 15 с. Сучасні парові двигуни потребують дозаправки водою лише через 500 км пробігу. По-друге, за своїми масовими показниками та па­ливною економічністю ці двигуни наблизились до поршневих ДВЗ. Пи­тома маса сучасного парового двигуна навіть дещо нижча, ніж дизеля, хоча значно перевищує масу бензинового ДВЗ. Однак необхідно враху­вати, що більш сприятливе протікання кривої крутного моменту парово­го двигуна при зміні частоти обертання дозволяє використовувати на автомобілях такі двигуни з потужністю на ЗО...50% нижчою, ніж бензино­ві ДВЗ. Паливна економічність парових двигунів дещо гірша поршневих бензинових ДВЗ і знаходиться на рівні роторних ДВЗ. Токсичність на по­рядок нижча порівняно з поршневими ДВЗ.

10.6. Електричні двигуни

Відомо, що електродвигуни на транспорті використовуються давно. Ще в першій половині XIX століття були побудовані екіпажі, що руха­лись за допомогою електричної тяги. У подальшому з появою поршне­вих ДВЗ електродвигуни перестали використовуватися на автомобіль­ному транспорті. Широке застосування електродвигунів на автомобілях визначається, перш за все, досконалістю джерел електроенергії. Зараз найбільш реальним для цього є використання акумуляторів. Відомі де­кілька типів акумуляторних батарей. Оцінкою їх досконалості з точки зору використання на автомобілі може бути питома енергія, тобто кіль­кість енергії, яку отримують при розрядженні (як правило, приймається час розрядження п'ять годин), з одиниці маси батареї. Вважається, що широке використання електромобілів можливе при наявності батарей питомою енергією 100 Вт∙год/кг. Найбільш розповсюджені зараз свинце­ві акумулятори мають питому енергію до 40 Вт∙год/кг. У нікелькадмієвих акумуляторах цей показник дорівнює 50 Вт∙год/кг, але вони значно до­рожчі свинцевих. Перспективними вважаються срібно-цинкові акумуля­тори, у яких питома енергія досягає 200 Вт∙год/кг, однак вартість їх в декілька разів вища свинцевих.

Останнім часом розроблені хлорно-літієві та сірчано-натрієві аку­мулятори, в яких питома енергія дорівнює 250...300 Вт∙год/кг, однак працюють вони при підвищених температурах (500...600 °С) і ще знахо­дяться на стадії експериментальних досліджень. Таким чином, широке застосування «чистих» електромобілів зараз ще стримується такими недоліками: обмежений запас ходу та невисока швидкість автомобіля.

Перспективними вважаються автомобілі з комбінованим приводом, у яких використовується ДВЗ малої потужності, що працює в сталому режимі, та буферна акумуляторна батарея. При необхідності тягові елект­родвигуни одержують енергію, що виробляється ДВЗ і від акумуляторів. На нетягових режимах проходить зарядження акумуляторів від ДВЗ.

Цікавим є комбінований привід легкового автомобіля з бензиновим ДВЗ і акумулятором, при використанні якого в межах населеного пункту застосовують батареї, а за межами населеного пункту привід здійсню­ється від ДВЗ, що значно збільшує запас ходу.

Крім акумуляторів як джерела електроенергії, на транспорті можуть застосовуватися паливні елементи. У паливних елементах електрична енергія одержується у результаті окислення палива.