ИННОВАЦИОННЫЙ ПРОЕКТ ГОРОДСКОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА
Команда по робототехнике «Victory» Лицей №1 г. Братск
Ревацкий Андрей
Кунеков Александр
Клещин Илья
Устинов Андрей
Руководитель Лосев Егор Давидович
Содержание введение
Электромобиль появился раньше автомобилей с бензиновым двигателем. Первый электромобиль в виде тележки с электромотором был создан в 1841 году. [1]. Одной из главных проблем в распространении электрического транспорта является ограниченный запас хода. Это связанно с большой массой источников запаса энергии – аккумуляторов, сложностью их зарядки, сравнительно небольшим их ресурсом и т.д. Из-за этих недостатков широкое распространение электромобили с аккумулятором не получили. Троллейбусы, трамваи, электропоезда, поезда метро – используют для своей работы электрическую тягу, но они постоянно подключены к электрической сети. Они могут двигается только строго по определённому оборудованному маршруту. В следствии этого, применение данной модели для честного транспорта практически невозможно.
В связи с ограниченным запасом углеводородного топлива, а также с постоянным увеличением экологической нагрузки на окружаю среду, ведутся поиски новых экологически чистых источников энергии, разработка концепций экологического транспорта и т.д.
Данная работа посвящена поиску источника энергии для экомобиля, позволяющего ему иметь достаточный запас хода для повседневного использования в условиях движения в городе.
1. Двигатели, применяемые в автомобилях
Современные автомобили используют для движения бензиновые и дизельные двигатели.
1.1. Бензиновый двигатель
Бензиновые двигатели [2] — это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило, регулированием потока воздуха, посредством дроссельной заслонки.
Рисунок 1. Бензиновый двигатель автомобиля.
Классификация бензиновых двигателей:
По способу смесеобразования — карбюраторные и инжекторные;
По способу осуществления рабочего цикла — четырёхтактные и двухтактные. По числу цилиндров — одноцилиндровые, двухцилиндровые и многоцилиндровые;
По расположению цилиндров — двигатели с вертикальным или наклонным расположением цилиндров в один ряд (т. н. «рядный» двигатель), V-образные с расположением цилиндров под углом (при расположении цилиндров под углом 180 двигатель называется двигателем с противолежащими цилиндрами, или оппозитным),W-образные, использующие 4 ряда цилиндров, расположенных под углом с 1 коленвалом (у V-образного двигателя 2 ряда цилиндров), звездообразные;
По способу охлаждения — на двигатели с жидкостным или воздушным охлаждением;
По типу смазки смешанный тип (масло смешивается с топливной смесью) и раздельный тип (масло находится в картере)
По степени сжатия. В зависимости от степени сжатия различают двигатели высокого (E=12…18) и низкого (E=4…9) сжатия;
По способу наполнения цилиндра свежим зарядом: двигатели без наддува (атмосферные), у которых впуск воздуха или горючей смеси осуществляется за счет разрежения в цилиндре при всасывающем ходе поршня; двигатели с наддувом, у которых впуск воздуха или горючей смеси в рабочий цилиндр происходит под давлением, создаваемым турбокомпрессором, с целью увеличения заряда воздуха и получения повышенной мощности и КПД двигателя;
По частоте вращения: тихоходные, повышенной частоты вращения, быстроходные;
В двухтактном двигателе рабочий цикл полностью происходит в течение одного оборота коленчатого вала. При этом от цикла четырёхтактного двигателя остаётся толькосжатие и расширение. Впуск и выпуск заменяются продувкой цилиндра вблизи нижней мёртвой точки поршня, при которой свежая рабочая смесь вытесняет отработанные газы из цилиндра.
Более подробно цикл двигателя устроен следующим образом: когда поршень идёт вверх, происходит сжатие рабочей смеси в
Преимущества 4-тактных двигателей:
большая экономичность;
более чистый выхлоп;
не требуется сложная выхлопная система;
меньший шум;
не требуется добавление масла к топливу.
Преимущества двухтактных двигателей:
отсутствие громоздких систем смазки и газораспределения у двухтактных вариантов;
большая мощность в пересчёте на 1 литр рабочего объёма;
проще и дешевле в изготовлении;
проще в ремонте;
отсутствие блока клапанов и распределительного вала;
меньший вес;
лучше разгон.
Достоинства бензинового двигателя: возможность создания автомобиля с большим запасом хода, большая сеть заправочных станций по всему миру.
Недостатки: неэкологичность, низкий КПД 20% [3]