Экологичность и экономичность под капотом

Эко л огичность и эко н омичность под капотом

Вопросы экологической безопасности автомобиля сегодня перед учеными и инженерами автомобилестроения являются приоритетными. И в этом не трудно убедиться, познакомившись с работой ГНЦ РФ «НАМИ» (Научный автомобильно-моторный институт). Только за последние полгода стараниями его сотрудников были проведены 1-й Международный автомобильный научный форум, выставка и научная конференция «Экологически чистый транспорт», в которых приняли участие разработчики, производители, ученые, исследователи, изобретатели, работающие над созданием современных транспортных средств, обеспечивающих сохранение окружающей среды и соблюдение экологических требований, различных двигателей, комбинированных энергоустановок, работающих на альтернативных топливах. Среди участников этих мероприятий и хорошо известные нашим читателям люди – В.Д. Русанов, Г.К. Мирзоев, рассказывавшие на страницах нашего журнала («ЭиЖ», 2001, № 6) о принципиальном решении проблемы экологичности автомобильного транспорта – новых двигателях, работающих на водороде.
Среди экспонатов выставки «Экологически чистый транспорт», прошедшей этой весной в НАМИ, много разработок и самого института: пассажирский автобус с энергоустановкой на базе топливных элементов, обеспечивающих полное отсутствие выбросов вредных веществ; двигатель внутреннего сгорания (ДВС), использующий в качестве топлива водородный синтез-газ; работы по созданию дизельных двигателей, удовлетворяющих требованиям ЕВРО-4; фильтры-нейтрализаторы для серийных автомобилей; системы очистки воздуха в салонах автомобилей. И ко многим из этих разработок самое прямое отношение имеет наш сегодняшний собеседник – Владимир Федорович КАМЕНЕВ – доктор технических наук, профессор НАМИ, руководитель отдела двигателей НАМИ.

– Знакомясь с работой НАМИ, трудно не заметить, что Ваш институт уделяет огромное внимание вопросам экологической безопасности автомобиля. С чем это связано?
– Сегодня уже невозможно представить жизнедеятельность человека, общественное развитие без использования автомобильного транспорта. Однако стремительная моторизация человечества выдвигает ряд серьезных социальных проблем, среди которых в последние десятилетия на первое место, без сомнения, выдвинулись экология и сохранение природных ресурсов. Борясь за экологическую безопасность транспорта, законодатели многих развитых стран ввели жесткие контролируемые рамки по токсичности отработавших газов – нормы ЕВРО. Это ли не побудительный стимул для автомобильной промышленности в развитии работ по экологии?!
Наиболее энергоемким и экологически опасным компонентом автомобиля является его энергетическая установка. Поэтому сегодня все ждут от производителей принципиально новых решений – автомобилю нужен двигатель, экономично работающий на экологически чистых видах топлив.
Наш институт – ведущий в отрасли, поэтому кому, как не нам, решать эти проблемы. Мы активно участвуем в работе ряда международных организаций (Международный форум в Женеве, в Комитет по внутреннему транспорту ООН), принимаем участие в разработке новых правил, стандартов, законов по безопасности транспорта. В них входят и вопросы снижение вредных выбросов в атмосферу, уменьшение энергетических расходов.
– Владимир Федорович, лихорадка разработки автомобильных двигателей на водороде (взамен привычных бензиновых), охватившая в последнее десятилетие ведущие автомобильные корпорации, по всей видимости, подходит к логическому завершению?
– Использование альтернативного бензину топлива для энергетической установки автомобиля, например, водорода – одно из лучших решений экологических, да и экономических проблем. Очевидное преимущество водорода – неисчерпаемые ресурсы в природе и возможность получения из возобновляемых сырьевых источников. А продукты сгорания водорода практически не содержат вредных компонентов на основе углерода (оксида и диоксида углерода, углеводородов и альдегидов).
– И, тем не менее, уже четыре десятилетия водородный транспорт остается, скорее, отдаленной перспективой в автомобилестроении, нежели реальностью. Идея перехода на такой транспорт то охватывает мир, то угасает. В чем тут дело?
– Вопрос, безусловно, правильный, но, похоже, не ко мне. Я ведь инженер. А вся история развития этого направления теснейшим образом связана с социально-политическими ситуациями. Обратите внимание: первая волна острого волнения вокруг этой темы поднялась в 1970-х годах – мир потряс энергетический кризис, к тому же подогретый пессимистическими прогнозами Римского клуба о близком конце мировых запасов нефти. Новый виток – «Буря в пустыне». Многие политики тогда задали вопрос: как же дальше будут развиваться США (да и европейские государства), находясь в нефтяной зависимости от арабских стран? Собственно, он и породил американскую программу создания автомобиля на водороде.
И наши чиновники подхватили эту идею, правда, забыв, что около 40 лет назад мы уже не только ею занимались, но и были лидерами в этой области.

– То есть речь идет о причинах не технических, а социальных?
– Именно так. Правда, справедливости ради, надо отметить и объективные трудности реализации этой программы. Дело в том, что сам президент США (а это мнение разделяют и специалисты компаний «Дженерал Моторс» и «Форд») в прошлом году заявил, что автомобиль на водородных топливных элементах появится в массовом производстве не ранее, чем через 15 лет.
Понимаете, при современном техническом уровне создать автомобиль, который будет работать на водороде, не сложно. Сложнее создать развитую инфраструктуру (к тому же связанную с вопросами безопасности эксплуатации): производство в массовых масштабах водорода, его транспортировка к местам заправки, сеть заправочных станций. Вот на это и уйдут предполагаемые американской программой годы, и очень серьезные финансовые средства.
Вторая проблема – это то, что топливные элементы, хоть и имеют существенно выше КПД (теоретически он приближается к 100%, практически – достигает 70%) по сравнению с двигателями внутреннего сгорания (около 40%), но достаточно дороги. Лучшие современные образцы, по данным фирмы «Полард», обеспечивают пока минимальную цену 1 кВт не ниже 1000 долл. Понятно, что на данном этапе пока говорить о массовом производстве средненького авто стоимостью в районе 70-80 тыс. долл. не серьезно. Но об образцах для локальных зон речь уже может идти, например, для центров мегаполисов, для зон с напряженной экологической ситуацией, для курортов. А по мере развития технологий и массовости выпуска, стоимость 1 кВт длительной мощности генератора упадет, по прогнозам разработчиков, до 100 долл. Поиск этих технологий и способов снижения доли трудозатрат идет весьма интенсивно.
– А что думают о перспективах внедрения водородного топлива в автомобильную промышленность российские ученые? Какие работы ведутся?
– Если говорить о топливных элементах, то этими технологиями наш авиационно-промышленный комплекс владеет. Осталось большое наследство от грандиозных космических программ. Но при всем желании их специалисты не смогут создать автомобиль – будут получаться ракеты.

Нельзя просто взять электрохимический генератор с космического корабля и встроить в готовый автомобиль. Это задача наша. Впрочем, вы уже рассказывали о том, как автомобилестроители решают эти вопросы («ЭиЖ», 2001, № 6). Кстати, в этом году на Женевском автосалоне «АвтоВАЗ» представил новый образец своего «Антела» на топливных элементах. И у зарубежных коллег их работа вызвала серьезный интерес.
Непосредственно по водородному ДВС мы тоже давно работаем. В первых созданных нами образцах соединение водорода с воздухом происходило вне двигателя. Но стендовые испытания показали ряд недостатков (среди которых плохие пусковые качества при холодном пуске двигателя, пожароопасность при газовой аппаратуре питания). Найдено было новое решение и новая конструкция двигателя – непосредственный впрыск топлива в цилиндры двигателя. Интересно, что даже если в этот двигатель впрыскивать бензин, а не водород, то его эффективность по сравнению с обычным, распределенным впрыскиванием возрастает примерно на 15%.
– И это не только экологичный, но и экономичный двигатель?
– Если говорить об экономичности, то все зависит от того, насколько дороже стал сам объект и какие надо вносить изменения в производство. Если новый двигатель, работающий на водороде, будет приспособлен к действующей технологии производств, то это позволит значительно удешевить его выпуск. А если к этому он будет и конструктивно проще… А это так: здесь не требуются изменяемые фазы, изменяемый ход клапана и еще многое другое, и это не может не заинтересовать производителя. Но главное, он будет экономичен при эксплуатации (а это уже покупательский интерес). Любой гибридный автомобиль, даже в бензиновом варианте, дает 40-50% экономии топлива.
– А вопросы безопасности водорода?
– О, со времен взрывающихся цеппелинов много воды (или водорода?!) утекло. Сегодня созданы баллоны для хранения водорода, которым не страшно даже прямое столкновение!
– Таким образом, есть два направления развития водородной энергетики для транспорта: заправка водорода «в бак» или баллон и производство его на борту автомобиля. Но и в том и в другом случае лет на 15-20 нам придется отложить принципиальное решение проблемы экологической безопасности автомобиля?

Читать еще: Что такое двигатель fsi расшифровка

– Ну почему же, совсем не обязательно. До появления двигателей на топливных элементах или водородного ДВС экологические проблемы можно решать переходными проектами.
Ваши читатели уже знают, что и «Тойота», и «Хонда», и ряд других автогигантов уже выпускают автомобили с так называемыми комбинированными энергетическими установками, или гибридные. Создан такой двигатель и у нас («ЭиЖ», 2003, № 3). В таком гибриде привод осуществляется электрическим путем, а буферный накопитель – аккумуляторные батареи – заряжаются от бензинового двигателя, который работает лишь на оптимальных режимах, т. е. при очень низких расходах топлива и в самых лучших экологических параметрах.
По сравнению с обычным автомобилем здесь, надо сказать, очень невысокий расход бензина. Более того, дальнейшая перспектива развития таких двигателей – замена обычного топлива в нем водородным. Собственно, гибридный автомобиль с комбинированными энергетическими установками и двигатель, работающий на водороде – наша основная тематика. Можно надеяться, и на то есть основания, здесь будет серьезный прорыв.
– А чуть подробнее об этих «обстоятельствах» можно?
– Видите ли, нельзя так сразу, с ходу, создать автомобиль, например, скопировав чужую разработку. Это старый путь, который, как оказалось, тупиковый для нашего автопрома. Сегодня большая роль отводится фундаментальным исследованиям с использованием имитационных математических моделей для отработки алгоритмов – отличные средства, позволяющие перенести их на двигатель. Затем на стенде оптимизируются параметры всех элементов, чтобы гармонизировать их работу. И только после этого, создается «идееноситель», т. е. опытный образец. На данном этапе у нас уже есть все математические модели, и сейчас мы заканчиваем создание имитационного стенда для гибридного автомобиля на водороде.

Есть и другой путь становления экологически безопасного транспорта. А именно: двигатель, работающий на водородном синтез-газе. Топливом может служить метан, метанол, или диметилэфир. На борту автомобиля устанавливается специальный термохимический конвертор, который преобразует газ в водородное топливо, которое и обеспечит самые жесткие экологические нормы отработанных газов – практически нет СО, СН (оксида углерода и углеводорода) и раз в 5-6 снижается выброс оксида азота. Для него не надо даже создавать новой инфраструктуры – есть и производство этих топлив, и газозаправки.
– Владимир Федорович, Вы уже сказали, как американские специалисты оценивают перспективу серийного внедрения автомобилей на водородном топливе – 15-20 лет. А каковы российские реалии? С чего будет начинаться водородный транспорт с общественного, с частного?
– Пожалуй, самое реальное на сегодня внедрение – комплексная транспортная программа Москвы. А именно: создание городского автобуса с переменной энергетической установкой, в том числе на водородном топливе. Вы знаете, в столице давно витает идея, оздоровить центр города внутри Садового или хотя бы Бульварного кольца. Это возможно даже на тех разработках, которые есть в данный момент. Ведь те технические характеристики, по которым они еще не «дотягивают» до своих бензиновых собратьев, не столь важны для общественного транспорта – он не «Формула 1». Для автобуса, работающего на одном и том же маршруте, не трудно подобрать оптимальный алгоритм. К тому же и высокая скорость ему не нужна.
Так что подобный транспорт может появиться в ближайшие 2-3 года. Сейчас и мы, и наши коллеги из ведущих в этой области организаций («Энергия», Центр Келдыша, Курчатовский институт) принимаем участие в создании федеральной транспортной программы.

– Владимир Федорович, работа над водородным транспортом – работа на будущее. И приятно радует, что в Вашем подразделении работает много молодежи. Как вам удалось не только сохранить школу, но и успешно развивать ее? Ведь НАМИ, как и другие научные институты, столкнулся со всеми проблемами перестройки – сидели без зарплаты, с отключенным электричеством…
– Да уж. Сохранять и развивать науку всегда труднее, чем разрушать. Сейчас это уже понимается. Генеральная линия нашего руководства – омоложение института. Новые направления развития, совершенно иные задачи тоже этому в не малой степени способствуют. Мы работаем в тесном содружестве с Государственным техническим университетом (МАМИ), который выпускает инженеров для автомобильной промышленности. Студенты проходят у нас практику, делают курсовые, дипломные работы. Наиболее талантливые, желающие строить научную карьеру в НАМИ и остаются. Постепенно сложился коллектив – есть и молодежь, и опытные, с большим стажем наставники. Мы гордимся нашими ребятами: они успешно нарушают сложившуюся в науке традицию – защищать кандидатскую диссертацию после тридцати. Кандидатами они становятся через 3-4 года после защиты диплома, а докторами технических наук – до 40 лет. При этом они полностью отвечают основному требованию: быть не только хорошим теоретиком-математиком, но и (это главное) инженером-практиком, самым сильным и выдающимся в своей конкретной области. А общим фронтом мы решаем наши главные задачи – сделать Россию передовой автомобильной державой. А «передовой» автомобиль непременно должен быть экологичным.

Дизайн и программирование: Иванов Сергей. Поддержка и обновления: «Тайдекс Ко»

Экологичность

время действовать — Здесь, И прямо сейчас..

В настоящее время транспортный сектор является основным источником выбросов CO₂, полученных в результате сжигания ископаемых видов топлива. Таким образом, транспортный сектор идеально подходит для внедрения технологий по сокращению выбросов. Scania занимает лидирующие позиции в этой области благодаря использованию инновационного подхода Ecolution.

— во столько оценивается снижение уровня выбросов CO₂ при переходе на ГРМ

25,25 м

Удлинённая комбинация грузового автомобиля и прицепа может способствовать существенному сокращению выбросов CO₂. Два грузовика вместо трех.

Улучшение бизнеса

Ecolution от Scania — это самый мощный и комплексный пакет инструментов, который поможет вам сократить расход топлива. Он обеспечивает универсальный подход к конфигурации трансмиссии и автомобиля, и приносит результаты.

КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД

Благодаря собственному взгляду на транспортную отрасль мы можем проектировать решения по обеспечению низкого уровня выбросов углекислого газа, основываясь на трёх фундаментальных элементах: альтернативных видах топлива, энергоэффективности и интеллектуальном транспорте

Альтернативные виды топлива

Scania предлагает невероятно широкий выбор двигателей, работающих на газе, смешанном топливе, биоэтаноле, биодизельном топливе и ГРМ, и отвечающих требованиям стандарта Euro 6.

Читать еще: Что такое напряжение питания двигателя

Энергоэффективность

Двигатели Scania стандарта Euro 6 отличаются экономичностью, уменьшают уровень выбросов и увеличивают производительность. Кроме того, мы разработали концепт гибридного автомобиля, который позволяет сократить уровень выбросов углекислого газа до 92 %

Интеллектуальный транспорт

Составитель автопарка — это уникальный инструмент от Scania, который позволяет оптимизировать любой транспортный парк с точки зрения правильного выбора альтернативных видов топлива. Он работает в комплексе с системой управления автопарком от Scania и услугами по подключению грузовиков для обеспечения интеллектуальной транспортировки.

НУЛЕВОЙ БАЛАНС ВЫБРОСОВ УГЛЕРОДА

«Мы не пытаемся выставить себя экологами. Мы хотим, чтобы наши усилия приносили плоды.

Йозеф Цеттель
Руководитель отдела логистики, Coop, Швейцария

СЕРВИСНЫЕ КОНТРАКТЫ

Контроль и планирование расходов на обслуживание;
Индивидуально подобранный план обслуживания;
Повышение срока бесперебойной работы техники;
Минимизация риска незапланированных расходов;
Снижение затрат на обслуживание и ремонт.

ФИНАНСИРОВАНИЕ И СТРАХОВАНИЕ

Индивидуальные финансовые и страховые продукты;
Минимальные сроки рассмотрения обращений и принятия решений;
Надежность и клиентоориентированность;
Гибкая схема взаимодействия;
Электронный документооборот;
Широкая региональная сеть финансовых представителей.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АВТОПАРКОМ SCANIA FMS

Обзор местоположений и анализ соблюдения маршрутов;
Оптимизация маршрутов и транспортных задач;
Контроль за параметрами эксплуатации автомобилей;
Оперативный обмен сообщениями;
Просмотр оценок водителей;
Удаленная диагностика;
Оперативные отчеты о неисправностях.

Бензиновые двигатели уступили по экологичности дизельным собратьям

Выхлопы от бензинового двигателя более вредны для окружающей среды, чем продукты сгорания дизельного топлива. К таким выводам пришли ученые Объединенного института исследований окружающей среды и Национального управления океанических и атмосферных исследований.

Специалисты изучили взаимосвязь автомобильных выхлопов с наличием вредных веществ в атмосфере. По словам ученых, вторичные органические загрязнители возникают из-за того, что поступающие в атмосферу вещества вступают в реакцию с атмосферными газами и друг с другом. При этом основными причинами появления таких загрязнителей являются продукты сгорания бензинового и дизельного топлива.

Однако вред от первых и вторых совсем не одинаковый, как многие полагали до сегодняшнего дня. Оказывается, доля бензиновых выхлопов в формировании вторичных загрязнителей в четыре раза больше, чем вклад продуктов сгорания дизельного топлива. «Доля дизельных выхлопов ничтожна, ею практически можно пренебречь. По максимальным оценкам, она составляет лишь около 20%», — сообщил руководитель исследования Ройя Барейни.

Отмечается, что этот важный с точки зрения экологии эксперимент был проведен в Лос-Анджелесе, где наблюдается практически замкнутая система циркуляции воздуха. Дело в том, что от внешних воздушных потоков город защищен горами. Пробы воздуха для исследования брали как в будни, когда наблюдается особо интенсивное движение, так и в выходные дни. При этом исследователи учитывали различия в составе транспортного потока: количество бензиновых легковых автомобилей примерно одинаково независимо от дня недели, в то время как дизельных грузовиков в выходные существенно меньше. По словам Барейни, «исследования дали неожиданный результат, противоположный нашим ожиданиям».

С 1 января 2011 года в Европейском союзе был введен новый стандарт «Евро-5», который ужесточил экологические требования к автомобилям. Сейчас уровень углекислого газа, выделяемый машинами, продающимися на европейском рынке, не должен превышать 120 граммов на километр, а к 2020 году уровень CO2 у новых автомобилей для Европы должен быть менее 80 граммов на аналогичное расстояние.

Снижение вредных выхлопов от бензина и дизельного топлива, безусловно, приведет к сокращению в темпах развития европейского автопрома и возможному недовольству народных масс, однако в Еврокомиссии собираются бороться с возможными негативными последствиями с помощью увеличения парков общественного транспорта с двигателями на альтернативном топливе.

Кроме того, компенсировать частный автотранспорт планируется за счет расширения общественной маршрутной сети и развития пригородных железнодорожных и водных перевозок. За 39 лет Брюссель планирует связать железнодорожным сообщением все крупные авиаузлы Европы с соответствующими городскими центрами.

Для России проблема загрязнения воздуха актуальна традиционно. В первую очередь, это касается крупных городов и мегаполисов. В Москве на сегодняшний день более 90% всех вредных выбросов в атмосферу приходится на автомобильный транспорт, который также является одним из основных источников шумового загрязнения города. Именно по этой причине власти последнее время делают серьезную ставку на развитие электромобильной инфраструктуры.

В конце февраля, например, была запущена в эксплуатацию первая очередь сети зарядных станций для электромобилей. Уже с 1 апреля эти станции станут доступны для потребителей Московского региона.

Как сообщили Gudok.ru в ОАО «Московская объединенная электросетевая компания», всего в рамках экспериментального проекта будет открыто 28 электрозаправок в Москве и Московской области. Все станции будут объединены в единую сеть, управляемую специальным программным обеспечением.

Из запланированных к запуску комплексов 15 — это заправки с переменным током мощностью до 3,5 киловатт, напряжением 220 Вольт, однофазным подключением с максимальным током 16 Ампер. На зарядку автомобиля на них потребуется 8-10 часов. Еще 10 станций будут с переменным током по трем фазам, мощностью до 22 кВт, напряжением 380 В и максимальным током 32 А. Здесь придется оставлять машину для электропитания на 4-5 часов. Оставшиеся 3 станции будут с постоянным током стандарта CHAdeMO, мощностью 50 кВт и напряжением 600 В. Время зарядки на них составит всего 20-30 минут.

Что такое экологичность двигателя

Список секций
Физика
ЭКОНОМИЧНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ СОВРЕМЕННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

ЭКОНОМИЧНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ СОВРЕМЕННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Авторы
Руководители
Файлы работы
Наградные документы

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

В последние десятилетия остро встала проблема защиты окружающей среды. Известно, что основным источником загрязнения воздуха является автотранспорт, выхлопные газы которого, попадая в атмосферу, делают её небезопасной для живых существ. С каждым годом количество автомобилей только растет, поэтому актуальность данной проблемы остаётся высокой, несмотря на то, что производители автомобилей делают всё возможное для того, чтобы их машины были максимально безопасными для окружающей среды.

В данной исследовательской работе я преследую следующие цели:

изучить от чего же зависит экологичность двигателей внутреннего сгорания (ДВС);

узнать современные методы борьбы с токсичностью выхлопных газов;

рассмотреть альтернативные пути решения проблемы;

попытаться предложить собственные идеи для снижения вредности автомобилей;

сделать выводы о том, что же нужно делать, чтобы обезопасить себя окружающую среду от вредных выбросов.

Более подробно изучив зависимость расхода топлива от стиля вождения, можно получить наиболее полную информацию о том, что же представляет собой эта проблема, и исходя из результатов исследований подвести итоги работы.

2. Экономичность и экологичность современных автомобилей

2.1 Виды двигателей

При полном сгорании углеводородов конечными продуктами являются углекислый газ и вода. Но в поршневых ДВС полное сгорание не происходит из-за конструктивных особенностей, и через выхлопную трубу в атмосферу выбрасывается более 200 различных химических веществ. Среди них:

-соединения неорганических веществ, которые входят в состав топлива

-продукты термических реакций азота с кислородом — оксиды азота

-продукты неполного сгорания в виде оксида углерода, альдегидов, кетонов, углеводородов, сажи и т.д

В данной работе мы рассмотрим три самых распространённых вида двигателей для автомобильного транспорта и выясним, какой же из них наиболее вреден для природы. Очевидно, что главным фактором экологичности двигателя является его расход топлива, ведь чем меньше сжигается топлива, тем меньше вредных веществ выбрасывается в атмосферу. В настоящий момент на автомобилях наиболее распространены три вида двигателей:

Читать еще: Двигатель sb320 jcb расход топлива

3)гибридные двигатели (электрическая тяга +ДВС)

Каждый из этих силовых установок имеет свои эксплуатационные характеристики, в которые, конечно же, входит и расход топлива. Если сравнивать бензиновый и дизельный ДВС, то наиболее экономичным по отношению к горючему окажется дизельный. Так, например, дизельный двигатель такого же объёма, как и бензиновый, потребляет примерно в 1,5 раза меньше топлива, чем двигатель, работающий на бензине. Однако ,это вовсе не означает, что дизельный двигатель менее вреден для человека. Для наглядности обратим внимание на таблицу:

Исходя из этой информации, видим, что содержание сажи в выхлопных газах дизельного ДВС намного выше, бензинового. Получается, что нельзя делать выводы о вреде двигателя только по его расходу топлива. Есть еще множество факторов влияющих на содержание вредных веществ в отработавших газах. К ним вернемся чуть позже, а теперь более детально рассмотрим, что же представляют собой гибридные автомобили.

2.2 Гибридные двигатели, их преимущества и недостатки

Гибридные автомобили — транспортные средства, использующие для движения более одного двигателя. Современные производители автомобилей часто прибегают к совместному использованию двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и электродвигателя. Основной причиной для начала производства таких автомобилей стало увеличение цен на нефть и ужесточение экологических норм. Гибриды в несколько раз меньше сжигают топливо и меньше выделяют вредных веществ при эксплуатации. Объясняется это тем, что ДВС в гибридном автомобиле, в общей сложности, работает меньшее количество времени и нагрузка на него меньше, чем в обычном автомобиле и вследствие этого меньше выхлопных газов. Так же некоторые гибриды в городских условиях могут двигаться исключительно на электротяге, что способствует уменьшению загазованности в мегаполисах во время дорожных пробок.

Несмотря на все преимущества гибридных автомобилей, их количество на дорогах невелико. Это говорит о том, что они имеют ряд недостатков и автолюбители еще не готовы приобрести экологичные автомобили. Так какие же недостатки существуют у гибридных автомобилей?

Во-первых, гибриды имеют больший вес, относительно обычных автомобилей, что сказывается на маневренности и управляемости транспортного средства.

Во-вторых, гибридная установка является сложной конструкцией, и из-за этого увеличивается стоимость её ремонта и обслуживания.

В-третьих, если встает вопрос об утилизации аккумуляторов, то все экологические преимущества перечёркиваются, ведь в батареях для питания электродвигателя содержатся опасные химические вещества.

Ко всему этому добавляется ещё и более высокая рыночная стоимость гибридных автомобилей. Именно по этим причинам доля таких машин на дорогах мала.

2.3 Зависимость экологичности автомобилей от системы зажигания

Вернёмся к бензиновым и дизельным двигателям. Было сказано, что кроме топливной экономичности существуют множество факторов, влияющих на природу. Среди них первое место занимает приготовление качественной горючей смеси. Поясню, что это значит. Для того чтобы полностью сгорел 1 кг бензина, нужно 14,7 кг атмосферного воздуха. Это и называется нормальным качеством смеси. Если количество воздуха для 1 кг бензина будет больше 14,7 ,то смесь называется бедной. Если же воздуха будет меньше 14,7 кг, то смесь будет богатой. Для регулировки качества смеси на двигателях могут устанавливаться две различные системы питания: карбюраторная и инжекторная. Подробнее рассмотрим каждую из них и узнаем, какая из них более экономичная.

Карбюраторная система является более простой по конструкции и менее эффективной в отношении рационального использования топлива. Она состоит из топливного бака, фильтров, самого карбюратора, топливного насоса, топливных проводов. Качество смеси, приготовляемое карбюратором, регулируется один раз, и не может меняться без участия человека в зависимости от режимов работы двигателя. И зачастую происходит так, что двигатель расходует больше топлива, чем хотелось бы. Именно это является главным недостатком этой системы.

Почти все современные автомобили оборудованы инжекторной системой подачи топлива. Преимущества её в том, что на любых режимах работы двигателя она обеспечивает качественное смесеобразование. Происходит это за счёт более точной дозировки топлива, в зависимости от температуры окружающей среды, температуры двигателя и режима его работы, а также других факторов, которые влияют на процессы, происходящие в ДВС. Контролирует все это электронный блок управления (ЭБУ), который считывает и обрабатывает информацию с датчиков и корректирует качество смеси. В совокупности, инжекторная система делает двигатель экономичнее, мощнее, экологичнее карбюраторного. Благодаря всем этим преимуществам двигатели, оборудованные электронными системами, почти полностью вытеснили карбюраторные версии.

2.4 Современные методы борьбы с токсичностью выхлопных газов и альтернативные пути решения проблемы

С каждым годом конструкция современных двигателей все усложняется новыми системами ,которые снижают уровень выделяемых вредных веществ. Вот уже несколько лет существуют эффективные методы снижения токсичности выхлопа автомобилей, которые хорошо зарекомендовали себя на практике:

Каталитический нейтрализатор. Он состоит из носителя, заключенного в корпус. Носитель представляет собой керамический материал (сотовой конструкции или в виде шариков), покрытый тонким слоем катализатора из благородных металлов, например, платины, палладия, родия. При температуре поверхности катализатора свыше 250-300°С содержащиеся в отработавших газах окислы углерода СО эффективно окисляются, а их концентрация в выхлопных газах снижается во много раз. Окисление углеводородов СН происходит при более высокой температуре (400°C). Окисление СО и СН происходит в присутствии свободного кислорода воздуха, небольшое количество которого образуется в результате сгорания.

Рециркуляция отработавших газов. Эта система направляет небольшую часть выхлопных газов обратно в двигатель. Повторное сжигание снижает количество оксидов азота в выхлопе.

Система старт-стоп. Эта функция автоматический выключает двигатель во время остановки на светофорах, пробках и включает его перед началом движения.

Так же улучшается качество топлива в заправочных станциях, что тоже помогает развитию экологичности двигателей.

Существуют и альтернативные способы уменьшения вреда двигателей. Например, использование в качестве топлива водорода. Известно, что водород можно получить путём пропускания электрического тока через воду. По этому принципу построены автомобили ,оборудованные водородными генераторами. Но высокая взрывоопасность таких конструкций пока ещё не позволяет получить широкое распространение данной идеи.

Нельзя не упомянуть двигатели, работающие на метане. Относительно невысокая стоимость и экологичность данного вида топлива создают потенциал для развития данной отрасли.

2.5 Исследование зависимости расхода топлива от стиля вождения

В этой работе было проведено исследование зависимости расхода топлива от стиля вождения.

Испытания проводились следующим образом: на одном и том же автомобиле замерялся расход топлива при различных условиях движения. Результаты снимались со штатного бортового компьютера автомобиля.

Опыт 1.Движение в городских условиях с интенсивными ускорениями и торможениями. Бортовой компьютер показал значение расхода топлива: 12,5 литра на 100 километров пути.

Опыт 2. Движение в городских условиях с плавным ускорением и торможением. Показания бортового компьютера: 11,2 литра на 100 километров пути.

Опыт 3.Движение по загородной трассе со скоростью 80 км/ч. Расход топлива составил: 10,2 литра на 100 километров пути.

Опыт 4.Движение по загородной трассе со скоростью 100 км/ч. Расход топлива равнялся: 10,5 литров на 100 километров пути.

3.Заключение, выводы

Таким образом, проделанная работа позволяет сделать выводы о том, что проблема загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом может решаться силами не только учёных и инженеров, но и силами обычных водителей. Проведенные опыты показали, что даже манерой своего вождения можно снизить расход топлива, тем самым сэкономить деньги и уберечь природу от вредных веществ.

4.Использованная литература