Что такое двс в авто: Ремонт ДВС и КПП — Автоблог 24premier.ru

Содержание

Ремонт ДВС и КПП

Компания «АЛЬЯНС ТРАКС» профессионально занимается комплексной диагностикой и ремонтом любой сложности ДВС и КПП.

Ремонт двигателей внутреннего сгорания

К сожалению, двигатель любого автомобиля имеет ограниченный срок службы. Неизбежно наступает момент, когда появляется излишняя шумность мотора, стуки, падение мощности. Как правило, это сопровождается характерным сизым цветом дыма, увеличенным расходом моторного масла, нестабильной работой или плохим пуском.

Наиболее популярными причинами выхода из строя двигателя являются — плохое качество топлива, агрессивная манера вождения, превышение максимальной грузоподъемности, климатические условия, несоблюдение сроков регламентного обслуживания или его качества и конечно, естественный износ.

Для предотвращения крупных поломок и обеспечения безопасности автомобиля и водителя советуем немедленно обратиться в технический центр для проведения диагностических работ.

По результатам диагностики и дефектовки определяется размер ущерба двигателя, при необходимости — ремонта, в том числе капитального.

Ремонт ДВС может быть:

«текущим» — устранение мелких неисправностей;
«средним» — частичная разборка/сборка двигателя без снятия + замена или восстановление поврежденных деталей;
«капитальным», включающим в себя снятие/установку двигателя, разборку, детальную диагностику, ремонт или восстановление всех поврежденных и изношенных элементов.

Любой ремонт двигателя значительно дешевле, чем замена ДВС, услуги эвакуатора и простой транспорта из-за снятия автомобиля с рейса.

Ремонт КПП

Вторым по значимости агрегатом в автомобиле является коробка переключения передач.

Стоит отметить, что управление транспортным средством с неисправностями в КПП в первую очередь небезопасно для водителя и участников дорожного движения.

Наиболее популярными показателями неисправной работы являются:

помехи во время переключения передач,
шумы во время движения,
нагрев,
следы масла или самопроизвольные выключения передачи в КПП.

При том, выход из строя одной из деталей может вызвать цепную реакцию и привести к серьезным поломкам.

В нашем сервисном центре:

Применяется только самое современное диагностическое оборудование и специальный инструмент;
Все работы по ремонту ДВС и КПП проводят опытные сотрудники, прошедшие обучение на различных заводах;
Широкий ассортимент запасных частей позволяет проводить работы в самые кратчайшие сроки;
На все виды работ распространяется гарантия.

Подробную информацию вы можете получить по телефону +7 (495) 543-94-49. Или оставьте заявку записаться на сервис.

Что это — ДВС в автомобиле?

Двигатель внутреннего сгорания в автомобилях – это самая главная составляющая. Если бы ДВС не был изобретен, тогда бы отрасль автомобилестроения, скорее всего, остановилась бы на колесе и не развилась дальше до современных масштабов. Двигатель сделал настоящую революцию. Давайте поговорим о том, что такое ДВС, о его истории, устройстве и принципе действия.

Первые попытки к созданию агрегата, подобного двигателю внутреннего сгорания, начались в 18 веке. Многие изобретатели со всего мира долго пытались создать механизм, в котором бы энергия от сгорания топлива могла бы превращаться в механическую.

Первый двигатель

Первыми о том, что такое ДВС и как его построить, задумались братья Ньепс из Франции. Они изобрели и собрали устройство, которое назвали «пирэолофор». Топливом в данном моторе выступала угольная пыль, но при всей эффективности данный механизм не получил особого признания в науке и остался только в виде чертежей. «Пирэолофор» имел очень несовершенную конструкцию. Он отличался высокими рабочими температурами и огромным расходом топлива при относительно низкой эффективности. Также этот агрегат потреблял много масла. Но уже тогда данный двигатель устанавливался на первые, еще не совершенные трехколесные машины.

Вторая попытка

В 1864 году Зигфрид Маркус, который занимался различными изобретениями, показал миру первый одноцилиндровый карбюраторный мотор. Он приводился в действие от энергии сгорания продуктов нефтепереработки. Этот ДВС был способен развивать существенную на тот момент скорость – 10 миль в час.

Двухцилиндровый мотор Брайтона

В 1873 году инженер Джордж Брайтон на основе уже существующих разработок создал двухцилиндровый ДВС. В самом начале мотор функционировал на керосине, а затем его перевели на бензин. Среди недостатков этого аппарата выделяли слишком крупные размеры.

Двигатель Отто

В 1876 году был сделан большой шаг в истории ДВС. Николас Отто сумел создать технически сложный агрегат, который максимально эффективно преобразовывал энергию сгорания нефтепродуктов в механическую энергию. В 1883 году французский инженер Деламар создает мотор, где в качестве топлива мог бы использоваться природный газ. Однако это изобретение также не нашло отклик и существует только на бумаге в виде чертежей.

Громкое имя в истории автомобилестроения

В 1815 году о том, что такое ДВС и как его можно использовать, задумался Готтлиб Даймлер. Он не просто создал эффективный двигатель, а наладил производство прототипа современного агрегата с вертикальным расположением цилиндров и карбюраторным впрыском.

Это первый на тот момент компактный механизм, который затем поспособствовал развитию автомобилестроения.

Общие определения о ДВС

О том, что такое ДВС в машине, знают, наверное, все. Но основная особенность любого механизма внутреннего сгорания в том, что топливная смесь поджигается непосредственно в рабочей камере, а не в каких-нибудь внешних носителях.В процессе работы двигателя выделяется химическая и тепловая энергия, которая преобразуется в механическую. О том, что такое ДВС, рассказывают в школьном курсе физики, а принцип работы основывается на эффекте от теплового расширения газов, образовавшихся в процессе сгорания горючей смеси под давлением в камере сгорания.

Виды ДВС

Можно выделить поршневые ДВС. Они наиболее эффективные. Это подтвердит человек, который имеет навыки обслуживания и ремонта двигателей, – машинист ДВС. Что это такое? Устройство данного мотора следующее: камера сгорания расположена внутри цилиндра, тепловая энергия превращается в механическую при помощи шатунно-поршневого кривошипного механизма, энергия передается коленчатому валу. Существует несколько видов поршневых двигателей. Сначала отметим карбюраторные ДВС. Здесь топливная смесь приготавливается в карбюраторе, а затем впрыскивается в камеру сгорания от электрической искры. Это хорошая возможность узнать, что такое ДВС в машине. Инжекторный двигатель подает смесь непосредственно во впускной коллектор при помощи специальных форсунок. Все процессы в таком моторе контролируются электроникой. Воспламенение происходит от свечи.

Существуют также и дизельные агрегаты. Тем, кто не знал, что такое ДВС в машине, стоит познакомиться с этим типом мотора подробнее. Здесь топливная смесь поджигается без использования свечей. Воспламеняется она за счет сжатия воздуха, который в результате нагревается до температур, превышающих значения горения смеси. Топливо впрыскивается при помощи специальных форсунок.

Роторно-поршневой двигатель – это довольно интересный агрегат. Что такое ДВС в автомобиле данного типа? Сейчас такое устройство встречается достаточно редко. В этом механизме тепловая энергия от сгорания превращается в механическую при помощи рабочих газов, которые вращают ротор в рабочей камере. Механизм имеет особенную форму, профиль и двигается по «планетарной» траектории непосредственно внутри рабочей камеры. Последняя имеет также особую конфигурацию – «8», а функции ее – ГРМ, поршневая группа и коленчатый вал. Сейчас все знают, что такое ДВС в авто уже практически не используется.

Существуют и газотурбинные двигатели. Здесь энергия превращается в механическую при помощи вращения ротора, который заставляет двигаться вал турбины. В ходе доработок и экспериментов ученые и инженеры со всего мира определили, что самый эффективный, надежный, неприхотливый, а также экономичный в плане горючего и масла – это поршневой ДВС.

Прочие виды двигателей, кроме поршневого, остались далеко в истории. Рассматривая вопрос о том, что такое ДВС в машине, стоит отметить, что роторно-поршневой мотор изготавливает сейчас только концерн Mazda. На Chrysler было собрано несколько газотурбированных моторов, однако это было очень давно, и никто из серьезных автопроизводителей не оценил эти агрегаты. В СССР газотурбированные двигатели использовали на некоторых танках и военных кораблях. Однако затем от технологии и вовсе отказались.

Как устроен ДВС

Для тех, кто не знает, что такое двигатель ДВС, рассмотрим устройство этого механизма. В корпусе мотора объединяются сразу несколько важных узлов. Это блок цилиндров – внутри воспламеняется смесь бензина и воздуха, а затем газы заставляют поршни двигаться. Кривошипно-шатунная группа передает энергию на коленвал.

Механизм ГРМ служит для обеспечения открытия или закрытия впускных и выпускных клапанов в нужный момент. Он нужен для того, чтобы впустить смесь в цилиндры и выпустить отработанные газы. Также ДВС оснащен системой подачи топлива, зажигания смеси и удаления выхлопных газов.

Принцип работы ДВС

Каждый, кто стакивается с автомобилем, обязан знать, что такое двигатель ДВС и как он работает. Когда владелец автомобиля поворачивает ключ в замке зажигания, стартер вращает коленчатый вал. Поршень под действием коленчатого вала приводится в движение. Когда он достигнет своего нижнего положения, то переходит к движению в ВМТ. Затем в камеру сгорания подается смесь горючего и воздуха. Когда поршень движется вверх, смесь сжимается. В момент, когда он достигнет своего верхнего крайнего положения, искра, сгенерированная свечей, подожжет горючую смесь. Происходит взрыв, и выделяющиеся газы с большой силой толкают поршень обратно вниз. В этот момент откроется выпускной клапан. Через него горячие отработанные газы выходят из цилиндра в атмосферу. Когда поршень снова пройдет нижнюю мертвую точку, он вновь отправится в верхнюю. За это время коленвал совершит один оборот. Когда поршень начнет новое движение, откроется впускной клапан и впустит в цилиндр очередную порцию горючей смеси. Последняя займет собой весь объем отработанных газов. Далее весь описанный процесс начнется заново. Так как работа поршня в этих примитивных двигателях ограничена лишь двумя тактами, то он совершает меньше движений, чем четырехтактных двигатель. Также снижаются потери энергии на трение. Но в процессе работы выделяется много тепла, и такие моторы сильнее греются.

Необходимо использовать масло ДВС. Что это такое? Это специальная маслянистая жидкость, изготовленная из углеводородов, которая снижает трение в поверхностях. В двухтактном моторе поршень также выполняет функцию механизма ГРМ, открывая и закрывания клапаны. Главный недостаток этой системы – неэффективный газообмен в сравнении с четырехтактным агрегатом.

Заключение

Вот что такое ДВС в машине. Это тот механизм, который приводит в движение тяжелый автомобиль. Сегодня это принимается как должное, а ведь в свое время ДВС считался величайшим прорывом.

Великобритания запретит автомобили с ДВС в 2030 году — ДРАЙВ

На Туманном Альбионе уже давно идут дискуссии о запрете продажи автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями. Ранее обсуждалось, что бан начнётся с 2040-го, а в феврале нынешнего года дату приблизили на пять лет. Однако случится всё ещё раньше.

Закат эры автомобилей с двигателями внутреннего сгорания близится. Губернатор Калифорнии Гэвин Ньюсом объявил, что с 2035 года в самом богатом штате Америки прекратятся продажи новых машин и лёгкого комтранса с ДВС, а с 2045-го бан распространится на средние и тяжёлые грузовики. В 2030-м от реализации новых автомобилей с бензиновыми и дизельными моторами планируют отказаться в Германии, Нидерландах и Дании, ещё через пять лет такая же участь ждёт легковушки на территории канадской провинции Квебек, а в 2040-м — во Франции. Теперь в этом списке появилась и Великобритания.

В этом году доля электрокаров на рынке новых автомобилей составляет всего 5,5%, а на машины, оснащённые только ДВС, приходится 73,6%. К слову, самый популярный электрический автомобиль современности — Tesla Model 3. На данный момент продано свыше 645 тысяч штук. Далее идут Nissan Leaf и Tesla Model S — 490 000 и 305 000 соответственно.

Как пишет издание Financial Times, на этой неделе премьер-министр Великобритании Борис Джонсон объявит о том, что с 2030 года на территории Соединённого Королевства перестанут продавать новые автомобили, оснащённые исключительно двигателями внутреннего сгорания. Моделями с гибридными силовыми установками можно будет торговать на пять лет дольше. Ранее же было оглашено, что в ближайшие годы правительство Великобритании вложит 500 млн фунтов стерлингов в развитие национальной сети зарядных станций. Сейчас таких насчитывается около 30 тысяч.

Какой ресурс у двигателя: иномарки и отечественные авто

Как правило, вопросом, какой ресурс у двигателя того или иного автомобиля, задаются водители, которые планируют приобрести машину на вторичном рынке. Другими словами, данная тема больше волнует покупателей подержанных автомобилей. Вполне логично, что после приобретения авто б/у далеко не каждый захочет тратиться на капитальный ремонт двигателя через 30-50 тыс. км. пробега.

По этой причине желательно знать, сколько в среднем способен выходить тот или иной двигатель, то есть когда агрегат нужно ремонтировать с учетом особенностей и практической эксплуатации. В этой статье мы поговорим о том, какой ресурс закладывают производители современных ДВС, а также сколько такие двигатели выхаживают у среднестатистического водителя.

Содержание статьи

Средний срок службы современных моторов

Начнем с того, что еще продолжает оставаться на слуху информация о сверхнадежных двигателях старых иномарок, для которых при должном обслуживании и уходе вполне реальной цифрой до капремонта была отметка в миллион километров.

С учетом ряда изменений в мировой политике, глобализации производства и постоянного ужесточения экологических норм, крупные зарубежные автопроизводители больше не стремятся разрабатывать и оснащать свои автомобили такими надежными двигателями (миллионниками и даже полумиллионниками).

Причина проста – чтобы «намотать» такой солидный пробег, среднестатистическому водителю с годовым пробегом около 30 тыс. км. нужно будет ездить на одной машине не менее 15 лет, чтобы пройти 500 000 км. За это время автомобиль безнадежно устареет в плане оснащения и безопасности, силовой агрегат больше не будет вписываться в актуальные экологические стандарты и т.п.

Если же по какой-либо причине владелец не расстается с машиной и продолжает ее эксплуатировать, тогда источником дополнительной прибыли являются продажи запчастей. Другими словами, сокращать ресурс моторов и других узлов также выгодно в экономическом плане.

С учетом данной информации становится понятно, что для большинства современных иномарок усредненной цифрой ресурса ДВС можно считать отметку около 300-350 тыс. км. Что касается отечественного автопрома, показатель составляет около 150-200 тыс. км.

При этом важно понимать, что на ресурс двигателя огромное влияние также оказывает целый ряд индивидуальных условий. В одних случаях силовой агрегат может с легкостью пройти и 500-600 тыс., тогда как в других капремонт необходимо делать уже через 100 тыс.

При этом другие владельцы предпочитают лить самую дешевую смазку, меняя масло даже позже определенного регламентом интервала. Становится понятно, что ресурс силового агрегата сильно зависит не только от качества изготовления мотора, но и от самого водителя.

Также важно понимать, что современный двигатель стал мощнее и одновременно экономичнее своих предшественников. Это значит, что силовой агрегат форсируют всеми доступными способами (турбонаддув, изменение фаз газораспределения и т. п.) при этом рабочий объем не увеличивается.

За последнее время моторы стали намного более оборотистыми, технологичными и сложными, увеличилась степень сжатия, была повышена температура термостатирования, двигатели стали работать на сверхобедненных смесях (например, моторы GDI) в целях максимальной экономии топлива и т.п.

Параллельно с этим снизился вес силового агрегата, более прочные материалы (например, чугун) уступили место облегченным алюминиевым сплавам, на поверхности стали наносится особые покрытия (Никасил, Алюсил и т.д).

Другими словами, с небольшого по объему агрегата сегодня снимается максимум мощности и крутящего момента. Вполне очевидно, что такой ДВС постоянно испытывает большие нагрузки, причем даже в штатных режимах. Если сравнить двигатели нового поколения со старыми моторами с большим рабочим объемом, предшественники потребляли больше топлива, однако были менее тепло и механически нагруженными, в их конструкции использовались проверенные временем прочные материалы, что и обеспечивало увеличенный ресурс.

Хотя сегодня технологии производства деталей и точность изготовления и сборки шагнули далеко вперед, общие мировые тенденции все равно подтолкнули авто производителей к выпуску так называемых «одноразовых» моторов, которые должны отработать заявленный гарантийный период (100-150 тыс. км. пробега), после чего еще пройти отрезок, который как раз и упирается в среднюю отметку около 300 тыс.

Отметим, что данное утверждение справедливо для атмосферных двигателей. Если говорить о турбированных версиях (особенно бензиновых ДВС), большая мощность при скромном рабочем объеме сокращает их ресурс как минимум на треть, то есть до 200 тысяч километров до ремонта. Что касается турбодизелей, средней отметкой для них можно считать показатель около 300-350 тыс. км.

Еще важно понимать, что дальнейший ремонт «одноразового» двигателя может быть даже не предусмотрен заводом-изготовителем (нет возможности расточить блок цилиндров, в каталогах запчастей отсутствуют ремонтные поршни, кольца и т. д). Конечно, в ряде случаев вопрос решается гильзовкой блока у квалифицированных специалистов, однако сумма восстановления агрегата получается довольно значительной.

Плучается, полностью и качественно отремонтировать современный двигатель с большим пробегом может оказаться экономически нецелесообразным решением, так как стоимость ремонта может дойти до 30-40% от общей стоимости всего подержанного авто.

Полезные советы

Итак, с учетом приведенной выше информации становится понятно, что атмосферный бензиновый мотор современной иномарки имеет средний ресурс около 300 тыс. км. При этом уход, грамотная эксплуатация и своевременное профессиональное обслуживание позволяет продлить жизнь двигателя до 400-450 тыс. км.

Исключением можно считать разве что маленькие форсированные ДВС. Например, трехцилиндровые агрегаты на компактных малолитражках с объемом около 1.0 литра служат, в среднем, 150-180 тыс. км. Дело в том, что такие моторы часто перекручивают, чтобы не отставать от потока и динамично поддерживать заданный темп.

Если говорить о турбированных бензиновых двигателях, в этом случае пробег от 130-160 тыс. км. уже является поводом к серьезным размышлениям при покупке подержанного автомобиля. Однако на турбодизели это не распространяется, так дизельный мотор изначально имеет больший ресурс по сравнению с бензиновым.

Теперь давайте рассмотрим ресурсы двигателей иномарок, таблица наглядно иллюстрирует средние показатели срока службы двигателей на отечественных авто и машинах иностранного производства различных брендов.

Ваз	150-200 тыс.км.
Nissan/Mazda/Mitsubishi	250-500 тыс.км.
Toyota	350-550 тыс.км.
Hyundai/Kia	Opel/ Chevrolet	200-300 тыс.км.
Peugeot/Renault	250-400 тыс.км.
Mercedes/BMW	300-600 тыс.км.
VW/Audi/Skoda	250-550 тыс.км.
Ford	300-500 тыс.км.

Также стоит отдельно упомянуть бренд Subaru. Оппозитные моторы этого производителя способны проходить, в среднем, 250-350 тыс. Также заслуживает внимания и роторный двигатель Mazda, который служит всего 50-100 тыс. км.

Напоследок хотелось бы отметить, что приведенные выше данные являются средним показателем. На практике часто можно встретить модели ВАЗ (например, 2110, Калина, Приора), пробег которых составляет 250 тыс. км. и двигатель не нуждается в ремонте.

Также наглядным примером являются как бюджетные модели Renault Logan, Chevrolet Aveo/Lacetti, ЗАЗ Lanos и Hyundai Accent/Solaris, так и более дорогие Mitsubishi Lancer, Mazda 3-6, BMW 3-5 серии, VW Polo/Golf или Toyota Corolla, где пробеги составляют по 250-350 тыс. км и двигатель работает без явных проблем.

Как видно, при должном уходе и обслуживании практически любой современный атмосферный бензиновый мотор с рабочим объемом от 1.4 до 1.8 литра пройдет около 250-300 тыс. км. При этом чем проще силовая установка конструктивно, а также во многих случаях чем меньше мощности было снято с каждого «кубика» объема, тем больше окажется ресурс ДВС.

Другими словами, простой двигатель будет дольше ходить до серьезного ремонта при грамотной эксплуатации по сравнению с высокотехнологичным форсированным атмосферным или турбированным силовым агрегатом. При выборе подержанного автомобиля данную особенность также необходимо обязательно учитывать.

Первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания / Блог АвтоТО — Обслуживание автомобиля

Запись опубликована 27.11.2014 автором Александр Кононенко.

Все знают немецкую марку автомобилей Mercedes-Benz, но далеко не все знают, что именно основатели этого всемирно известного бренда и являются теми, кто стоял у истоков современного автомобилестроения.

Трехколесный автомобиль Бенца — прадедушка современных авто

В 1885 году Карл Бенц создал трехколесное транспортное средство со стационарным двигателем внутреннего сгорания 1. 7 л. и 2-х ступенчатой механической коробкой передач. Мотор располагался горизонтально и имел водяное охлаждение. Сам автомобиль был заднеприводным, имел простую конструкцию дифференциала. Модель имела мощность в 2.5 л.с. и могла развить максимальную скорость 19 км/час. Благодаря чему несколькими годами позже автомобиль Бенца добился успеха на гонках London-to-Brighton Run.

Стоит отметить, что в конструкции авто присутствовали передовые решения того времени:

Это было явно прорывом! Поэтому уже в 1890 году автомобиль Бенца выходит в серийное производство и имеет ошеломительный успех. Через три года этот конструктор являет миру 4-х колесный автомобиль, который был функциональней и комфортней трехколесного предшественника. А в 1903 году Карл Бенц предлагает миру 4-х цилиндровый рядный двигатель, который стал прототипом всех современных автомобильных моторов.

Первый Mercedes Даймлера — это начало эпохи комфортных и быстрых авто

Если Карл Бенц — это родоначальник автомобилей с моторами внутреннего сгорания, то Готлиб Даймлер — это человек, который стал родоначальником автомобилей высокого качества. Его модель авто Mercedes, названный в честь его дочери, вышла в свет в 1900 году и стала классическим прообразом всех автомобилей, выходивших до 40-х годов ХХ века. До этой модели Даймлер совместно с Вильгельмом Майбахом в 1889 году создали автомобиль, который смог преодолеть барьер в 80 км/час. Новинка хоть и имела впечатляющие результаты, но в серийное производства так и не попала. В 1895 году Даймлером запущен в серийное производство его автомобиль Daimler. И в 1900 году вышла вышеописанная модель Mercedes, которая оснащалась:

четырех колесной базой;
двигателем внутреннего сгорания в 35 л.с;
была возможность переключения передач;
сотовым радиатором;
зажиганием от магнита низкого напряжения;
низко расположенной штампованной рамой;
механическим приводом впускных клапанов.

Автомобиль получился надежным и комфортным. Приобрести его желала вся тогдашняя аристократия. В том числе и императорский двор Австро-Венгрии, Великобритании, Российской империи.

В продолжение темы. Автомобиль ХХ века

И для тех, кто ищет автозапчасти.

Автомобиль с двигателем внутреннего сгорания — обзор

3.1 Все старое снова новое: поездка на электромобиле во времени

Кажется, что умные деньги делают ставку на электромобили. Крупные автомобильные компании производят или разрабатывают модели электромобилей, правительства субсидируют исследования и продажи, а Уоррен Баффет инвестировал в китайского производителя электромобилей BYD. Генеральный директор Tesla Motors признан бизнесменом года по версии журнала Fortune в 2013 году, а модель S — автомобилем года. Электромобили, аккумуляторные батареи и технологии V2G, похоже, набирают обороты.Platt et al. обсудите последствия в главе 17. Однако история электротранспорта, ориентированная на пользователя, предполагает другую историю.

Длительное доминирование автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) не было очевидным в начале двадцатого века. Увлечение велосипедами 1870-х годов привело к появлению более совершенных дорог, проложивших путь для автомобилей; во-первых, только как опасные игрушки для богатых детей, примерно до 1908 года, когда электрический стартер и Ford Model T принесли автомобилестроению безопасность, удобство и доступность.В Америке около 1908 года электрические и паровые транспортные средства были так же распространены, как и автомобили внутреннего сгорания, включая такси, мотоциклы, грузовики и автобусы. Многие считали тихий чистый электромобиль идеальным «городским автомобилем», а шумный, закопченный и вонючий ICE лучше подходил для длительных загородных поездок, и «Эдисон искренне верил, что ICE — это не что иное, как мостовая технология, которая в конечном итоге приведет к созданию электромобиля». ³⁰ (рисунок 3).

Рисунок 3. Эдисон и электромобиль.

Эдисон, самый успешный изобретатель Америки, и Генри Форд, самый успешный бизнесмен Америки, вместе разработали электромобиль. В конце концов, отсутствие эффективной батареи победило вдохновение и потоотделение Эдисона, а также его веру в то, что «я не думаю, что природа будет настолько злой, чтобы скрыть секрет хорошей батареи, если будет начата настоящая охота за ней». ³¹

Итак, в то время как Ford Model T продал более 16,5 миллионов, электромобиль исчез из поля зрения на столетие. ³² Но даже когда электромобили стали редкостью на дорогах, они никогда полностью не исчезали, удерживаясь в нишах, таких как молочные платформы, тележки для гольфа, инвалидные коляски, вилочные погрузчики (с батареями в качестве противовесов) и лунные багги.В более широком смысле электромобили на дорогах снова являются захватывающей новинкой, но электрический транспорт был повсеместным все время, поскольку поезда, трамваи, лифты, траволаторы, канатные дороги и подъемники продолжают ежедневно перемещать миллиарды. И, наконец, «назад в будущее»: продажи велосипедов опережают продажи автомобилей во всем мире на ³³, а продажи электрических велосипедов, по прогнозам, достигнут 26 миллионов в 2013 году, опередив электромобили по количеству пользователей, километров и киловатт-часов.

Что насчет новых технологий V2G, как обсуждалось Платтом и др.? Фактически, концепция V2G, «отбор мощности» (ВОМ) от автомобилей, не нова. Для сельских владельцев Ford Model T был не только транспортным средством, но и портативным двигателем. С присоединенным ременным приводом он стал водяным насосом, управлял сельскохозяйственными орудиями или действовал как электрический генератор. ВОМ по-прежнему является обычным явлением для тракторов и грузовиков, но в наши дни, как правило, предпочтительнее автономные генераторы, так как автономные батареи могут быть в будущем.

Как указывают Фаруки и Грюнейх, электрификация транспорта с помощью электромобилей может позволить коммунальным службам сгладить нагрузку и вырасти для решения текущих проблем — решение прямо из учебника Сэмюэля Инсулла для трамваев и поездов.Тем не менее, влияние электромобилей все еще остается неопределенным, и массовое внедрение все еще кажется долгим, даже при оптимистичных прогнозах. Более того, когда батареи достаточно дешевы, чтобы сделать электромобиль экономичным, они достаточно дешевы и для автономного использования — другая проблема и стимул для повышения тарифов на мощность.

Идея распределенного накопления электроэнергии тоже не нова. В статье, опубликованной в Журнале Общества инженеров-телеграфистов и электриков в 1888 году, предлагалось использовать распределение электроэнергии постоянного тока с помощью аккумуляторов (батарей), расположенных у клиентов, чтобы лучше управлять пиковой нагрузкой электрического освещения Лондона.И снова, в далеком Тамворте в 1907 году услуги по электрическому освещению для домашних хозяйств и магазинов основывались на подзарядке аккумуляторов за ночь, когда городская электростанция работала для электрического уличного освещения ³⁴ (рис. 4).

Рисунок 4. Ранний аргумент в пользу распределенного накопления энергии для управления пиковой нагрузкой осветительных приборов в Лондоне из Журнала Общества инженеров-телеграфистов и электриков за 1888 год.

Будет ли распределенное накопление энергии, например, V2G или бытовые батареи, изменить правила игры для сетки? Возможно, но он будет конкурировать и сосуществовать с бесчисленным множеством старых неинтересных решений по хранению энергии, которые в настоящее время используются в домашних хозяйствах, например:

•: аккумуляторных батарей в ноутбуках, телефонах и мобильных устройствах;
•: традиционные батарейки в игрушках, инструментах, фонариках и мелкой бытовой технике;
•: аккумулирование тепла в электрической, газовой и солнечной горячей воде, в строительной массе и в холодильниках и, в некоторых случаях, геотермальной энергии;
•: баллонный газ там, где нет основного газа, но также для барбекю большинства людей;
•: древесина, масло и уголь для отопления и бензиновых косилок и инструментов; и
•: даже пропан, керосин и жир / воск, которые все еще присутствуют в свечах, фонарях и походных печах.

Самое главное, что все эти решения для хранения данных будут конкурировать со 100 годами, потраченными на разработку и расширение повсеместной сети.

Будет ли жизнеспособная альтернатива двигателю внутреннего сгорания существовать в течение следующего десятилетия?

ENGINEERING

Точка зрения: Да, автомобили с батарейным питанием, электрические и гибридные автомобили с батарейным питанием сейчас являются технологически жизнеспособными альтернативами двигателю внутреннего сгорания, и они, вероятно, станут экономически жизнеспособными в течение десятилетия.

Точка зрения: Нет, нынешняя технология двигателей внутреннего сгорания имеет много преимуществ по сравнению с ее потенциальными конкурентами — более низкие производственные и эксплуатационные расходы, больший запас хода до дозаправки и лучшие общие характеристики — что обеспечит ее доминирование на несколько десятилетий вперед. .

Двигатель внутреннего сгорания — универсальный источник энергии, используемый во всем, от газонокосилок до ракет. Однако чаще всего это связано с автомобилем и другими автотранспортными средствами, и именно эта ассоциация в последние годы подвергается все большей критике и проверке.С ростом осведомленности о рисках загрязнения как для здоровья, так и для окружающей среды двигатель внутреннего сгорания стал менее востребованным, и правительства, корпорации и экологические группы во всем мире ищут практические альтернативы.

По сути, двигатель внутреннего сгорания работает как пушка. Воспламеняющееся вещество, такое как бензин, воспламеняется в небольшом замкнутом пространстве, и в результате взрыва выделяется энергия в виде расширяющегося газа, который может толкать объект с большой силой.Типичный автомобильный двигатель производит сотни таких взрывов в минуту и использует часть производимой энергии для вращения приводного вала. Как следует из названия, сгорание происходит внутри двигателя, в отличие от двигателя внешнего сгорания, где топливо сгорает вне двигателя, например, в паровом поезде.

Сегодня двигатель внутреннего сгорания является доминирующим двигателем в транспортных средствах во всем мире. Однако было много других альтернатив, предложенных и произведенных на заре автомобилей, включая электрические, паровые и даже жидкостные автомобили с пневматическим приводом.Первый электродвигатель был выпущен в 1833 году, и многие модели электромобилей были доступны с 1880-х годов до начала века. Паровозы также производились в 1880-х годах. Первые автомобили с бензиновым двигателем внутреннего сгорания были построены в 1891 году и быстро завоевали популярность. У них был гораздо больший запас хода, чем у электромобилей, и они хорошо конкурировали с паровыми автомобилями в гонках на выносливость.

Ранние электрические и паровые автомобили имели много преимуществ перед конкурирующими моделями внутреннего сгорания, включая скорость.В 1898 году электромобиль достиг рекордной скорости 39,25 миль в час (63 км), а год спустя другая электрическая модель превысила 65 миль в час (104,6 км). Этот рекорд продержался до 1902 года, когда паровая машина разогналась до 75,06 миль в час (121 км). Электромобили также были тише — некоторые почти бесшумны — и не производили неприятных выхлопных газов.

Однако двигатель внутреннего сгорания, хотя и шумнее, горячее и грязнее электродвигателей, стал доминировать на автомобильном рынке. У других типов машин были свои проблемы.Первые электрические батареи были тяжелыми и быстро ржавели, их нужно было заменять каждые два года, и было много случаев утечек из аккумуляторов с образованием ядовитых паров. Бензин стал дешевле; то были улучшены скорость, производительность, дальность и долговечность двигателя внутреннего сгорания; и потребители стали отдавать предпочтение шуму и мощности автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Электродвигатель стал ассоциироваться у пожилых людей, в то время как бензиновый двигатель считался прогрессивным, надежным и, что, возможно, самое главное, более дешевым в покупке и эксплуатации.Таким образом, двигатель внутреннего сгорания преобладал.

Однако, в то время как автомобили с двигателем внутреннего сгорания доминировали в двадцатом веке, в двадцать первом, вероятно, произойдет повторное внедрение электромобилей. Существуют веские причины для поиска альтернатив: от большей осведомленности о последствиях загрязнения и опасений по поводу глобального потепления до опасений по поводу того, что запасы нефти истощаются или, по крайней мере, их добыча и добыча становятся более дорогими.

Разрабатывается много разных типов автомобилей.Большинство проблем, которые мучили автомобили с батарейным питанием в девятнадцатом веке, были решены. Современные автомобильные аккумуляторы безопаснее, служат дольше и обеспечивают большую мощность, чем аккумуляторы предыдущего поколения. Другой альтернативный тип электромобилей использует топливные элементы, которые производят электричество, а не хранят его, пока в элементе есть топливо. Стандартным топливом для топливных элементов является водород, дешевый и доступный в большом количестве газ, но также чрезвычайно огнеопасный и часто связанный в общественном сознании с катастрофой дирижабля Hindenburg .

Также предлагались гибридные двигатели. В них используется либо комбинация двух альтернативных технологий, таких как топливные элементы и батареи, либо одна альтернативная технология со стандартным двигателем внутреннего сгорания. Хотя многие из этих комбинаций приводят к увеличению дальности хода и улучшенным характеристикам, необходимость иметь два двигателя увеличивает вес и размер автомобиля.

Существует много споров по поводу того, какой альтернативный двигатель или комбинация лучше всего способны снизить выбросы от автомобиля и при этом обеспечить потребителя необходимой мощностью и диапазоном.В настоящее время существует ошеломляющий выбор вариантов, каждый из которых требует собственной инфраструктуры автозаправочных станций и предприятий сферы услуг. Ряд различных альтернативных транспортных средств используется во всем мире и особенно успешен в нишевых областях, таких как городской транспорт. Однако кажется вероятным, что лишь некоторые из них, возможно, всего один, станут серьезным конкурентом двигателю внутреннего сгорания.

Те же опасения по поводу окружающей среды, которые привели к исследованиям альтернативных двигателей, также привели ко многим недавним усовершенствованиям двигателя внутреннего сгорания.Современные автомобили имеют значительно меньшие выбросы нежелательных газов, чем те, что были несколько десятилетий назад, и более экономичны. Но в то же время производители автомобилей производили и продвигали более крупные автомобили, которые, как правило, имеют более низкую топливную эффективность.

Возможно, самые большие негативные факторы, которые должны преодолеть альтернативные автомобильные двигатели, являются не техническими, а экономическими и восприимчивыми. В настоящее время стоимость альтернативных автомобилей намного выше стандартных. Хотя методы массового производства снизят цены, может пройти еще много лет, прежде чем они приблизятся к паритету с автомобилями с двигателями внутреннего сгорания.Также необходимо снизить эксплуатационные расходы и увеличить доступность автозаправочных станций. Общественное восприятие также должно быть изменено, если мы хотим, чтобы альтернативные двигатели стали желательными. Какими бы ни были реалии, большинство покупателей автомобилей по-прежнему считают электромобили маленькими, бессильными и способными работать только на короткие расстояния.

По целому ряду веских причин существует, по-видимому, неудержимая тенденция к использованию новых двигателей в автомобилях, которые заменяют давно эксплуатируемый двигатель внутреннего сгорания.Однако когда такая техника станет обычным явлением на дорогах, пока остается открытым вопросом.

—ДЭВИД ТУЛЛОЧ

Мнение: Да, автомобили с батарейным питанием, электрические и гибридные автомобили на топливных элементах сейчас являются технологически жизнеспособной альтернативой двигателю внутреннего сгорания, и они, вероятно, станут экономически жизнеспособными в течение десятилетия.

Не только жизнеспособная альтернатива двигателю внутреннего сгорания будет существовать в течение следующего десятилетия, она существует сегодня, хотя термин «жизнеспособный» может быть причиной разногласий. Применение определения Webster жизнеспособного как «работоспособного и способного выжить или иметь реальное значение» поднимает новые вопросы: жизнеспособен технологически или жизнеспособен экономически? Технологически ответ — «да». Альтернативой двигателю внутреннего сгорания является электромобиль. Сегодня используется небольшое количество электромобилей с батарейным питанием, электромобилей на топливных элементах и гибридных электромобилей, и во всем мире идет гонка за то, чтобы получить больше автомобилей с новыми технологиями на дорогах. Одним из факторов, замедляющих эту гонку, является стоимость автомобиля, поэтому с экономической точки зрения ответ — положительное «да».»

Есть много неопределенностей относительно того, что является экономичным. В 2001 году не было соревнований. Автомобиль внутреннего сгорания более экономичен, чем любая альтернатива. Двигатель внутреннего сгорания произвел революцию в транспорте и экономике по мере развития двадцатого века. Автор начало двадцать первого века, в США на дорогах находилось более 200 миллионов автомобилей. Заправка их двигателей внутреннего сгорания вынудила страну полагаться на импортную нефть с Ближнего Востока и бороться за резервы в условиях неопределенности поставок.

В течение следующего десятилетия стоимость топлива и стоимость защиты окружающей среды могут изменить баланс. Экологические проблемы могут быть настолько серьезными, что проблемы со здоровьем и безопасностью могут привести к изменениям независимо от стоимости. Существует также насущный вопрос о глобальном потеплении и о том, как выбросы автомобилей внутреннего сгорания вписываются в это уравнение.

Несмотря на то, что были сделаны значительные улучшения в сокращении выбросов от двигателей внутреннего сгорания, постоянно увеличивающееся количество транспортных средств, размер / стиль транспортных средств и увеличивающееся количество пройденных миль в совокупности сводят на нет любой прогресс в области контроля выбросов.После более чем 100 лет усовершенствований технология двигателей внутреннего сгорания достигла пределов совершенствования. По оценкам Агентства по охране окружающей среды США (EPA), автотранспортные средства в Соединенных Штатах по-прежнему составляют 78% всех выбросов угарного газа, 45% выбросов оксида азота и 37% летучих органических соединений в атмосфере.

Предпосылки перехода к альтернативам

Как соотносятся три типа используемых электромобилей — с батарейным питанием, топливными элементами и гибридными электрическими автомобилями? Технология батарей сильно отличается от технологии топливных элементов, хотя ни у одной из них нет движущихся частей, что делает их очень тихими и надежными.Батареи накапливают электричество, и когда они разрядятся, их необходимо подзарядить. Транспортные средства с батарейным питанием ограничиваются по большей части местными типами коммунальных услуг, потому что в настоящее время нет батареи, которая могла бы пройти расстояние, которое может пройти автомобиль с двигателем внутреннего сгорания с полным баком газа. Некоторые автомобили с батарейным питанием в Калифорнии заряжаются от фотоэлементов, но большинство из них заряжается от сети. Обычно они не рассматриваются как конкуренты ДВС. Топливные элементы не накапливают электричество, а, скорее, непрерывно производят электричество, пока есть топливо.Технология топливных элементов хорошо развита. Вопросы хранения топлива являются основным направлением текущих исследований, чтобы придать автомобилям на топливных элементах характеристики, которые общественность ожидает от автомобиля. По мнению некоторых, гибриды — лучшее из обоих миров.

Большинство экспертов сходятся во мнении, что топливные элементы являются ведущей технологией в качестве альтернативы автомобилям с двигателями внутреннего сгорания. Чтобы сохранить лидирующие позиции в энергетических технологиях, крупные нефтяные компании присоединяются к производителям автомобилей и двигателей в исследованиях и разработках, чтобы вывести на рынок автомобили, работающие на топливных элементах.Там, где водород является топливом для топливных элементов, очень вероятно, что до того, как закончится первое десятилетие двадцать первого века, придется выбирать насосы по-другому.

Топливный элемент не является новой технологией. Впервые он был разработан в 1839 году, когда британский физик Уильям Гроув открыл принцип действия топливного элемента. Однако прошло более 120 лет, прежде чем НАСА (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства) нашло им применение в 1960-х годах, когда топливные элементы считались более безопасными, чем ядерная энергия в космическом полете.Топливные элементы использовались в миссиях Gemini и Apollo и продолжают использоваться в космических проектах в качестве источника электроэнергии и воды.

Успех НАСА заинтересовал промышленность, но первые исследования и разработки были не очень обнадеживающими, а технология оказалась слишком дорогой. Усилия стали активнее, когда в 1984 году Управление транспортных технологий Министерства энергетики США (DOE) начало поддерживать исследования и разработки.В 1990 году поправки к Закону США о чистом воздухе и Закон о национальной энергетической политике 1992 года дали толчок к разработке альтернатив двигателям внутреннего сгорания для транспортных средств. В 1990 году Калифорнийский совет по воздушным ресурсам признал, что, вероятно, не удастся достичь своей первой цели по нулевым выбросам с бензиновыми автомобилями к 1998 году. Эта цель была нереалистичной, поэтому был составлен новый график. Начиная с 2003 года, 10% новых автомобилей в Калифорнии должны будут иметь нулевые (или почти нулевые) выбросы.Подобные правила сейчас действуют в штатах Восточного побережья.

Технология топливных элементов

Топливный элемент — это электрохимическое устройство, то есть вырабатывающее электричество в результате химической реакции. В топливном элементе газообразный водород