МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Волгоградського державного ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Контрольна робота
з екології:
Перспективні транспортні засоби
Кафедра теплотехніки та гідравліки
Виконав:
Студент 2 КУРСУ
Групи ЕАЗ - 221 з
Рожок О.М.
Перевірив: доц. Захаров Е.А.
Волгоград 2011
Зміст
1. Введення
2. Двигуни використовуються в більшості видів транспорту на сьогоднішній день
3. Гібридних автомобілі
4. Вимоги до нового виду транспорту
5. Висновок
Cписок використаної літератури
1. Введення
Значну роль у використанні природних енергетичних джерел відіграють транспортні засоби, що споживають близько третини всієї видобутої у світі нафти, причому з усіх видів транспорту найбільш енергоємним є автомобільний. Використання в автомобілях вуглеводневих палив нафтового походження супроводжується викидом в атмосферу величезної кількості шкідливих речовин. В результаті на автомобільний транспорт припадає від 39 до 63% забруднення навколишнього середовища, масштаби якої глобальні - повітря, суша і вода.
Традиційний підхід до вирішення енерго-екологічних проблем автомобілізації полягає в поліпшенні конструкції існуючих двигунів внутрішнього згоряння і створенні більш досконалих енерго-силових установок нового типу при використанні більш-менш звичайних вуглеводневих палив. В першому випадку основну увагу приділяється підвищенню економічності і зниження токсичності автомобілів шляхом складної корекції робочого процесу в двигуні з метою забезпечення максимальної повноти згоряння палива на всіх робочих режимах.
Нові транспортні двигуни, розроблені
до теперішнього часу, включають електричні силові установки та теплові двигуни внутрішнього та зовнішнього згоряння з нетрадиційними робочими процесами.
До останніх відносять поршневі двигуни з пошаровим розподілом заряду, газотурбінні, парові і роторні двигуни, а також двигуни Стірлінга.
Деякі з цих двигунів, зокрема двигуни Стірлінга, в принципі можуть забезпечити можливість створення малотоксичного автомобіля на звичайних паливах, що задовольняє майбутнім жорстким нормам.
Великий інтерес представляють електричні силові установки використовують електрохімічні джерела енергії - акумуляторні батареї і паливні елементи.
2. Двигуни, що використовуються в більшості видів транспорту на сьогоднішній день
Тренд на лібералізацію, що забезпечив конкуренцію на транспорті, в тому числі і конкуренцію між різними видами транспорту, змушує безперервно шукати технічні та організаційні рішення, міняють на краще вигляд транспортного світу. За останній десяток років транспортні засоби змінилися мало не на стільки, скільки за попередні двадцять-тридцять років.
Причини, які змушують змінюватися старі види транспорту це тиск з боку як споживачів, так і політиків за:
Мобільність (здібність доставки від дверей до дверей;
Економічність (насамперед ККД по паливу);
Екологічну чистоту;
Безпека.
Виконання всіх цих вимог дуже суперечливо. Так, обваження транспортного засобу зазвичай підвищує його безпеку для пасажирів і водія, але погіршує безпеку для інших (більш важкий транспорт заподіє при зіткненні більше збитку) і збільшує витрату палива, що веде до погіршення характеристик економічності та екологічності. У системах громадського транспорту більша економічність означає зниження мобільності до зупинок доводиться добиратися.
У більшості видів транспорту працює той чи інший двигун, і на сьогоднішній день в більшості випадків це
Дизель,
Двигун внутрішнього згоряння,
Електродвигун,
Турбореактивний двигун.
транспортний автомобіль гібридний екологічний
Електродвигун за своїми характеристиками краще за багатьох інших приводів у нього і стійкість до змінних навантажень краще, і обороти регулюються краще (тому не потрібно складних систем передачі), і ККД краще, і влаштований він попроще (В ньому, наприклад, менше рухомих частин, що веде до більшої напрацюванні на відмову), до того ж він обходиться дешевше (тому його можна ставити, наприклад, на кожне колесо, а не мати один на всі колеса).
Інша справа, що електрика на борту є вкрай дорогим джерелом енергії. Батарейки можна взагалі не розглядати, акумулятори на сьогодні неймовірно важкі і довго заряджаються, а заряду у них вистачає на небагато. Виходом є отримання бортового рухового електроживлення з вуглеводневого палива або використовуючи паливні елементи, або гібридні рішення.
Паливні елементи в якості палива використовують водородсодержащим сировину в межі це чистий водень (і тоді на вихлопі у них чиста вода), але є варіанти на метиловому спирті, природному газі, бензині і навіть дизельному паливі. Їх настановна вартість поки ще досить велика до 00 за Квт потужності, а то і більше. Чисто водневі паливні елементи є й самими чистими, але для них нізвідки брати водень: вартість водневої заправної інфраструктури сильно перевищує вартість сьогоднішньої інфраструктури заправки вуглеводнями (продуктами нафтопереробки і газом). Тому на короткострокову перспективу більш популярні так звані гібридні схеми коли транспорт має як звичайний двигун, так і електричний.
Гібридні схеми втілюють в собі переваги двох світів: світу звичайних двигунів для отримання електроенергії та електродвигуна, використовуваного для приводу коліс. Звичайний двигун (дизель, внутрішнього згоряння або навіть газова турбіна) працює в оптимальному рівномірному режимі та заряджає бортовий акумулятор щодо невеликої ємності (багато нижче, ніж в електромобілях). А електродвигун крутить колеса, працюючи в рваному режимі, залежній від умов руху (прискорень і гальмувань, підйомів, вантажопідйомності і т.д.). В результаті динамічні характеристики транспорту від використання електроприводу істотно поліпшуються з одного боку, а економічність і екологічність поліпшуються через те, що звичайний двигун працює в оптимальному режимі.
3. Гібридних автомобілі
Гібридні схеми бувають самі різні: від одночасної синхронізованою комп'ютером роботи електромотора і звичайного двигуна на одному валу до повністю незалежних газотурбінного двигуна, що працює на генератор і спеціальних електродвигунів, вмонтованих прямо в колеса. Всі ці рішення вже є на ринку і конкурують. Питання лише в тому, що мати на борту відразу кілька потужних двигунів з високим ККД (звичайний, електричний мотор-генератор (як правило генератор теж, що використовує рекуперацію при гальмуваннях), і іноді окремий електричний генератор) завжди дорожче, аніж мати просто один двигун. Перевагою ж є кращі ходові характеристики, більш низький витрата палива і нізкотоксічний вихлоп.
На даний момент переваги гібридних автомобілів найбільше проявляються у важких рішеннях вантажівках і автобусах, в яких економія на паливі та екологічні обмеження можуть бути сильніше, ніж в легкових автомобілях. Тому основна конкуренція гібридних схем розгорається в цьому секторі, а головним конкурентом поки залишаються дизелі.
Починаючи з якогось порогу поширення гібридів станеться їх лавиноподібне масове впровадження: через політичні зміни ціни палива. Сьогодні в більшості країн світу фінансування інфраструктури автодоріг відбувається шляхом акцизу на паливо. Нові автомобілі будуть споживати мінімум удвічі менше палива, отже для збереження того ж рівня фінансування інфраструктури їх повинно або стати вдвічі більше (але тоді і інфраструктури повинно бути профінансовано більше), або акциз повинен збільшитися удвічі. Паливо при цьому неминуче подорожчає, і для звичайних автомобілів стане непомірно дорогим. Вартість же власне гібридних автомобілів впаде через ефектів масштабу виробництва. Тому починаючи з яког...
