Новый автомобильный двигатель — 2002-01-21
Новый автомобильный двигатель — 2002-01-21
Американский автомобилестроительный гигант «Дженерал моторс» сообщил о разработке недорогого экологически чистого двигателя, о чем говорилось в статье, недавно появившейся в газете «Вашингтон пост».
Каков принцип работы двигателя на водородном топливе? В топливном элементе три составляющих: топливный электрод — анод, кислородный электрод — катод и электролит. Анод и катод состоят из электропроводящих пластин, имеющих внутренние каналы, которые разделены полимерной мембраной. Она играет роль электролита. Если анод окружается водородом, электроны отделяются от катализатора, и образующиеся в результате положительно заряженные атомы проходят через электролит к катоду. Разница в электрическом заряде приводит к появлению между электродами электрического напряжения примерно в одну целую семь десятых вольта.
С другой стороны, положительно заряженные ионы водорода — протоны — соединяются с отрицательно заряженными ионами кислорода, чтобы превратиться ни во что иное, как в воду. Водород и кислород вступают в химическую реакцию и образуют воду при температуре 80 градусов по Цельсию. А в батарее вырабатывается электроэнергия напряжением от 125 до 200 вольт. Возникает естественный вопрос: откуда берется водород? Предлагаемая технология предусматривает наличие в автомобиле топливного бака, в котором при температуре минус 253 градуса по Цельсию содержится сжиженный водород.
Внедрение так называемых «водородных» автомобилей потребует создания новой инфраструктуры заправочных станций. Представители компании «Дженерал моторс» выражают надежду, что им удастся обеспечить спрос на водородную технологию и развить новую инфраструктуру обслуживания автомобилей с двигателями на этом виде топлива, убедив крупные организации — больницы, правительственные учреждения и учреждения, ведающие автобусным транспортом, перейти на водородную технологию получения энергии, которая, в частности, может с успехом использоваться для обогрева и охлаждения больших зданий.
В концептуальной модели автомобиля на водородном топливе компании «Дженерал моторс» вырабатываемая посредством химической реакции электроэнергия подается на четыре мотора, которые непосредственно связаны с колесами автомобиля.
Ведущие автомобилестроительные компании мира расходуют на создание водородных автомобилей миллиарды долларов. «Дженерал моторс», «Крайслер корпорейшен» и «Форд мотор» объединили свои усилия в рамках программы «Партнерство во имя автомобилей нового поколения», начатой еще при администрации президента Клинтона, чтобы стимулировать развитие водородной технологии, позволяющей создавать более экологически чистые двигатели и снизить зависимость Соединенных Штатов от поставок иностранной нефти.
Компания «Дженерал моторс» заявила, что опытный образец автомобиля с двигателем на водородном топливе будет готов уже к концу этого года. Ожидается, что серийные автомобили на водородном топливе появятся на дорогах в ближайшие десять лет. Представители автомобилестроительной индустрии заявляют, что переход на двигатели на водородном топливе станет такой же революцией, как и создание двигателя внутреннего сгорания.
АВТОМОБИ́ЛЬНЫЙ ДВИ́ГАТЕЛЬ
В книжной версии
Том 1. Москва, 2005, стр. 161
Скопировать библиографическую ссылку:
АВТОМОБИ́ЛЬНЫЙ ДВИ́ГАТЕЛЬ, двигатель, преобразующий к.-л. энергию в механич. работу, необходимую для приведения в движение автомобиля. В качестве А. д. могут использоваться двигатели внутреннего сгорания (ДВС), двигатели внешнего сгорания (паровые и двигатели Стирлинга), двигатели, использующие энергию предварительно раскрученного маховика или энергию газа, находящегося под давлением, а также электродвигатели. В совр. автомобилях преим. используются ДВС. По конструкции ДВС разделяют на поршневые и роторные. Большинство А. д. – поршневые. Поршневые ДВС различаются по числу и расположению цилиндров (рядные, с противолежащими цилиндрами, V-образные и W-образные), по рабочему объёму (литражу), назначению и т. п. Число цилиндров поршневых ДВС – от 1 до 16. Одноцилиндровые двигатели характеризуются высокой неравномерностью при работе и на автомобилях устанавливаются редко. Увеличение числа цилиндров повышает равномерность работы двигателя и плавность хода автомобиля, но увеличивает потери на трение, поэтому двигатели с числом цилиндров больше 12 применяют редко. По характеру рабочего процесса поршневые ДВС могут быть четырёх- и двухтактными, а по способу воспламенения топлива – с воспламенением от искры (называемые также бензиновыми) и с воспламенением от сжатия ( дизели ). Большинство А. д. четырёхтактные. Для работы ДВС топливо должно быть смешано с воздухом в определённом соотношении. В бензиновых ДВС процесс смесеобразования может происходить вне цилиндров двигателя (в карбюраторе ) или непосредственно внутри цилиндров (двигатели с непосредственным впрыском бензина). В двигателях совр. автомобилей карбюратор практически вытеснен инжекторами . Для воспламенения топлива в бензиновых двигателях используется свеча зажигания; в дизелях распылённое топливо самовоспламеняется при впрыскивании в цилиндры. Дизельные А. д. имеют лучшую топливную экономичность, но они дороже в производстве, тяжелее и более шумные. Наиболее распространены дизели на большегрузных автомобилях. Увеличению числа легковых автомобилей с дизелями способствует появление новых систем питания дизелей c электронным управлением, что дало возможность уменьшить шумность, снизить дымность автомобилей и т. д. Для снижения содержания вредных веществ в отработавших газах ДВС используются каталитические нейтрализаторы. Двигатели газобаллонных автомобилей выбрасывают в атмосферу меньшее количество вредных веществ. Газ для питания таких двигателей может находиться в сжиженном или сжатом состоянии. В качестве сжиженных газов обычно используют смесь пропана и бутана. Осн. составляющей сжатых газов является метан. Перед подачей в цилиндры ДВС давление газа уменьшается с помощью редукторов, а сжиженные газы переводятся в газообразное состояние в специальном устройстве – испарителе. Перспективным топливом для автомобилей является водород. А. д., использующие в качестве топлива водород (некоторые автомобили BMW), практически не загрязняют атмосферу.
Запретит ли Германия автомобили с ДВС к 2035 году?
Темпы перехода на электромобили задают Китай и Калифорния. Премьер Баварии — за определение даты отказа от двигателей внутреннего сгорания. Он готовит почву для будущей коалиции с «зелеными»?
В Германии вновь вспыхнула дискуссия о том, стоит ли запрещать продажу автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) с целью ускорить переход автомобильного транспорта на более экологичные альтернативные двигатели, прежде всего — электрические. Новый виток обсуждения вызван заявлениями двух влиятельных немецких политиков — и двумя знаковыми зарубежными событиями.
Калифорния запретит ДВС ради защиты климата и своих пляжей
Одно из них произошло в Калифорнии. Ее губернатор Гевин Ньюсом объявил 23 сентября, что с 2035 года калифорнийские власти запретят продажу новых легковых машин и легких коммерческих автомобилей с ДВС. В 2045 году запрет распространится на средние и тяжелые грузовики с бензиновыми или дизельными двигателями.
Губернатор Калифорнии Гевин Ньюсом объявляет о запрете ДВС в легковых машинах с 2035 года
Власти самого большого по населению штата США пошли на такой шаг для защиты не только глобального климата, но и непосредственных интересов собственных жителей. «Из-за автомобилей не должны таять ледники и повышаться уровень мирового океана», ведь это угрожало бы пляжам и побережью Калифорнии, подчеркнул Гевин Ньюсом. К тому же, по его словам, «автомобили не должны усиливать лесные пожары». А они оказались в нынешнем году на западном побережье США чрезвычайно мощными, и губернатор явно связывает это с глобальным потеплением.
В Германии калифорнийскую инициативу поддержал глава Федерального ведомства по охране окружающей среды (UBA) Дирк Месснер (Dirk Messner). «Запрет регистрации новых дизельных и бензиновых автомобилей с 2035 года я считаю хорошей идеей», — заявил он изданиям медиагруппы Funke.
Но одно дело — слова государственного защитника экологии, совсем другое — высказывания премьер-министра Баварии. Кто бы ни занимал эту должность, он неизменно лоббировал в Германии интересы автомобильной промышленности. Ведь в этой федеральной земле находятся штаб-квартиры и головные заводы сразу трех крупных немецких производителей легковых и грузовых автомобилей — BMW, Audi и MAN, не говоря уже о многочисленных поставщиках компонентов для автопрома.
Возможный кандидат в канцлеры Маркус Зёдер подает сигнал «зеленым»
Выступая 26 сентября с программной речью на состоявшемся в режиме онлайн съезде возглавляемой им консервативной баварской партии ХСС, премьер-министр Баварии Маркус Зёдер (Markus Söder) к удивлению многих подчеркнул, что он «решительно за то, чтобы мы определились с окончательной датой» отказа от ДВС. И уточнил, что, вслед за Калифорнией, считает 2035 год «очень хорошей датой».
Премьер-министр Баварии Маркус Зёдер — влиятельная фигура в консервативном блоке ХДС/ХСС
Правда, в данный кризисный момент было бы правильно помочь отрасли, приняв государственную программу стимулирования продаж не только электромобилей, но и наиболее современных и экологичных автомобилей с ДВС, добавил Зёдер, который и раньше отстаивал такую точку зрения, но не смог переубедить правительство ФРГ.
Далеко не все в консервативном блоке ХДС/ХСС поддержали предложение баварского лидера о запрете ДВС к конкретной дате, хотя принципиальных возражений против ускоренного перехода на электрические и водородные двигатели ни у кого нет. Зато инициативу Маркуса Зёдера похвалила Партия «зеленых».
Тут следует учитывать, что ровно через год в Германии должны состояться выборы в бундестаг, и все явно идет к тому, что следующая правящая коалиция в ФРГ будет сформирована блоком ХДС/ХСС и «зелеными». Поэтому за инициативой баварского премьера вполне может стоять четкий внутриполитический расчет: заранее подготовить почву для успеха будущих коалиционных переговоров, подав потенциальным партнерам сигнал о готовности поддержать одно из их ключевых требований. Тем более, что Маркус Зёдер рассматривается сейчас как один из возможных кандидатов на пост канцлера ФРГ.
Автосалон Auto China 2020: главные герои — электромобили
Так что вероятность того, что в Германии уже следующей осенью примут решение о запрете ДВС в легковых машинах к 2035 году или даже раньше, в последние дни существенно возросла. Впрочем, каким бы ни было следующее правительство ФРГ, темпы перехода немецкого автопрома на электрические двигатели будет определять вовсе не оно. Их будут задавать или даже диктовать крупнейшие экспортные рынки автомобилей Made in Germany. А это США, все та же Калифорния, и Китай.
Автосалон Auto China 2020 — первый крупный отраслевой смотр в год пандемии
Причем рынок Китая крупнее, динамичнее, а потому сейчас играет решающую роль. И этот рынок сделал стратегическую ставку на электромобильность, что убедительно подтвердило второе знаковое зарубежное событие последних дней: проходящий в Пекине с 26 сентября по 5 октября первый после начала пандемии международный автосалон на планете — все остальные пришлось отменить из-за коронавируса.
Главными героями выставки Auto China 2020, указывают в сообщениях из столицы КНР немецкие СМИ, стали электромобили. Через пять лет каждый четвертый продаваемый на китайском рынке автомобиль должен быть на электрической тяге. Это примерно 4 миллиона единиц. Кто их будет выпускать?
Главный экспортный рынок для автомобилей Made in Germany — Китай
В репортажах немецких СМИ с автосалона в Пекине и в комментариях экспертов в эти дни неизменно отмечалось, что пока автостроители Германии представлены на этом направлении развития мирового автопрома довольно скромно. «До сих пор у Volkswagen, Daimler и BMW лишь незначительная доля на большом китайском рынке электромобильности», — констатировала, к примеру, экономическая газета Handelsblatt. Правда, свою статью она посвятила подробному рассказу о том, как они намерены это изменить.
Зарядные станции для электромобилей в Пекине
«Китай — главный рынок электромобилей, причем c большим отрывом, и здесь очень велика опасность оказаться в хвосте», — предупредил руководитель Центра автомобильного менеджмента (CAM) в Бергиш-Гладбахе профессор Штефан Брацель (Stefan Bratzel). По его мнению, «уже из-за одного только Китая немецким автостроителям следовало бы уделять куда больше внимания электромобильности, поскольку конкуренция здесь очень сильна».
Иными словами, для того, чтобы сохранить и тем более укрепить позиции на жизненно важном для всего автопрома Германии китайском рынке, тем же баварским автостроителям BMW и Audi, как и всем остальным, придется в ближайшие годы усиленно вкладывать деньги в развитие электромобилей. И, соответственно, сокращать инвестиции в производство легковых машин с ДВС. Получается, что баварский премьер своим предложением отказаться от их выпуска с 2035 года вовсе не предал интересы отрасли: немецкие автостроители сами к этому идут.
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
Volkswagen ID.3: народный электромобиль
Концерн под названием «народный автомобиль» начал продажи своего главного электромобиля для массового рынка. Он призван повторить легендарный успех VW Golf. По длине и ширине ID.3 соответствует этой модели, но несколько выше. Цена в базовой комплектации: почти 30 000 евро. Минус 9 000 евро скидка до конца 2021 года. Батареи трех размеров, самая мощная должна обеспечить пробег до 550 км.
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
Renault Zoe: лидер немецкого рынка
Уже не первый год самый популярный в Германии электромобиль — родом из Франции. С осени 2019 Renault выпускает «полностью обновленный» вариант своего электрического бестселлера. Его теперь можно быстро подзаряжать постоянным током. В ФРГ базовая версия с дальностью пробега 300 км продается по прежней цене: от 22 000 евро. Zoe Life Z.E. 50 c более мощной батареей проезжает 395 км, но стоит 24 000.
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
Tesla Model 3: претендент на лидерство
Культовый американский автостроитель начал поставлять в Германию свою модель среднего класса в 2019 году, и она сразу стала одним из двух лидеров продаж среди электромобилей. Версию Standard Range предлагают за 45-54 000 евро, полноприводная AWD Long Range с двумя электромоторами и дорогой комплектацией может стоить порядка 65-70 000.
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
BMW i3: испытанный ветеран
Баварский автоконцерн начал выпускать эту модель в 2013 году, став немецким первопроходцем в деле электромобильности. С тех пор с конвейера сошли, в основном на экспорт, свыше 150 тысяч машин. В Германии i3 несколько раз был в тройке лидеров. Развивать дальше эту модель BMW не намерен, но и снимать с производства после семи лет тоже пока передумал: больно хорошо она продается за 38-42 000 евро.
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
Opel Corsa-e: электрический вариант
Corsa вот уже четыре десятилетия — популярный в ФРГ бренд автомобиля малого класса. Осенью 2019 началось производство шестого поколения этой модели, и ее рекламирует Юрген Клопп — тренер футбольного клуба «Ливерпуль». В ролике он садится за руль именно электрического варианта, который компания Opel выпускает наряду с бензиновым и дизельным. Те стоят 14-18 000 евро, а электромобиль — почти 30 000.
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
Seat Mii electric: доступная малютка
Свой первый электромобиль вывела на рынок испанская дочка Volkswagen. С Seat Mii, варианта VW up!, сняли бензиновый двигатель, и впредь малютку будут производить только с электрическим мотором. В компании считают, что для типично городского автомобиля дальность пробега в 260 км и 83 лошадиные силы вполне достаточно. Цена — от 20 650 евро. А если еще вычесть субсидии…
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
Nissan Leaf: недооцененный чемпион
Японцы первыми разработали электромобиль для массового производства и с 2010 года выпустили уже свыше 400 тысяч машин, что сделало Nissan Leaf мировым чемпионом продаж. Однако в ФРГ, в отличие от США, Японии, Норвегии и Великобритании, эта модель особо популярной не стала, хотя и входила в Топ 10. Базовый вариант стоит сейчас от 37 000 евро, Leaf e+ с более мощной батарей — примерно 45 000.
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
Hyundai Kona Elektro: компактный SUV
Южнокорейский концерн называет эту выпускаемую с 2018 года модель «первым полностью электрическим компактным SUV в Европе». На станциях быстрой зарядки вариант Kona Elektro Trend с двигателем мощностью 150 кВт (204 лошадиные силы) заряжается меньше, чем за час, а дальность пробега составляет при идеальных условиях до 449 км. Цена — от 42 000 евро, базовый вариант примерно на 8 000 дешевле.
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
Audi e-tron: настоящий внедорожник
Свой первый электрический SUV дочка концерна Volkswagen выпустила в 2019 году для привычного ей премиум-сегмента — и сразу попала в ФРГ в Топ 10 среди электромобилей. Полноприводный Audi e-tron 50 quattro с двумя моторами стоит в Германии от 69 000 евро, включая 19% НДС, а 55 quattro мощностью 300 кВт и дальностью пробега до 430 км — от 81 000. Хотя часть можно вернуть с помощью субсидий.
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
Mercedes EQC: батарейный «Мерседес»
Концерн Daimler выбрал для продвижения на рынке Германии своего первого внедорожника на электрической тяге рекламный слоган «Это «Мерседес» среди электромобилей». Его цена — от 71 000 евро, мощность — 300 кВт, дальность пробега при идеальных условиях — 470 км, максимальная скорость — 180 км в час. Полноприводный электромобиль с двумя моторами испытывали, в частности, в условиях шведской зимы.
Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году
Porsche Taycan 4S: «уцененный» спорткар
Электромобиль за 185 000 евро? Именно столько стоит Taycan Turbo S. Осенью 2019 года его начала выпускать компания Porsche, прославившаяся спортивными автомобилями. Модель Turbo обойдется в 152 000. Чтобы несколько расширить круг потенциальных покупателей, прибавили третий вариант: Taycan 4S «всего» за 105 000. Его мощность — 390 кВт, дальность пробега — 330-400 км.
Причины и признаки неисправности двигателя автомобиля
Двигатель внутреннего сгорания (далее ДВС) устанавливается на автомобили более 100 лет. За это время, агрегат прошел длительный путь развития. В настоящее время конструкция ДВС усовершенствовалась настолько, что позволяет совместить высокую эффективность с надежностью, долговечностью.
Но нет ничего вечного, и со временем мотор приходит в негодность. Принцип действия двигателя практически не изменился, соответственно, остались такими же, как и раньше, характерные неисправности.
Чтобы ДВС отработал положенный ему срок без серьёзных поломок, важно своевременно обнаружить и устранить возникшие неисправности. Не всегда существует возможность провести полноценную диагностику состояния двигателя силами технических центров, оснащенных профессиональным оборудованием. Водитель должен обладать умением оценить состояние мотора по косвенным признакам, которые проявляются при возникновении неисправностей.
Основные признаки неисправности двигателя
Ресурс современных двигателей колеблется в больших пределах. Высокофорсированные моторы служат не более 150 тыс. км, тогда как дизели на многотонных тягачах способны пройти 1 млн. км и более до капитального ремонта. Этот пробег сильно зависит от условий эксплуатации. На состояние двигателя оказывает влияние следующие факторы:
- использование некачественных горюче-смазочных материалов;
- эксплуатация в тяжелых условиях;
- агрессивный стиль езды;
- выход температуры двигателя за допустимые пределы;
- несоблюдение межсервисных интервалов.
Мотор не приходит в неисправное состояние сразу. Он заводится, работает, но со временем всё громче и громче заявляет о том, что в скором времени потребуется диагностика и замена выработавших ресурс деталей, а то и капитальный ремонт двигателя или его замена в сборе. Чем раньше водитель уловит признаки неисправностей, тем легче и дешевле будет сделать ремонт. Несвоевременное вмешательство приводит к появлению новых поломок, двигатель приходит в негодное состояние.
Насторожить должны характерные признаки, проявляющиеся только в неисправных моторах.
Потеря динамики разгона
Со временем ДВС теряет мощность, соответственно, автомобиль хуже разгоняется, потребляет больше топлива. Если снижение динамики – результат естественного износа двигателя, то это нормальное явление. Вмешиваться необходимо, когда потеря мощности достигает 20 % и более. Не почувствовать это сложно.
Помимо износа ДВС, на динамику разгона влияет масса других неисправностей:
- выход из строя, некорректная работа систем питания и зажигания;
- использование некондиционного топлива;
- неисправности трансмиссии, например когда пробуксовывает сцепление.
- высокое противодавление выхлопных газов в выпускном тракте, вызванное забитым катализатором.
Существует множество других причины потери динамики, но в любом случае это повод для вмешательства. Без диагностики тут не обойтись.
Чрезмерный расход масла
Расход смазочных материалов в двигателе внутреннего сгорания у разных автомобилей может существенно различаться. В каких-то моделях расход 1 л масла на 1000 км считается нормой. Другие, когда находятся в исправном состоянии, не требуют долива от замены до замены. Причин повышенного расхода масла несколько:
- износ цилиндро-поршневой группы;
- выход из строя маслосъемных колпачков;
- закоксовывание канала вентиляции картера, а также другие причины.
При попадании масла в камеру сгорания выхлоп приобретает синеватый, сизый цвет. Во всех случаях необходимо оперативно установить и устранить причину чрезмерного потребления смазочных материалов.
Низкое давление масла
Во всех автомобилях на панели приборов имеется контрольный индикатор, сигнализирующий о том, что давление смазочной жидкости ниже нормы. При срабатывании сигнализатора необходимо немедленно заглушить двигатель и устранить причину.
Недостаточное давление может быть вызвано как элементарной нехваткой масла, забившимся фильтром, так и серьезными поломками, в числе которых выход из строя масляного насоса, засорение масляных каналов, разжижение масла антифризом через пробитую прокладку головки блока. Это самые распространенные причины падения давления масла.
Неустойчивая работа на холостом ходу
Исправный двигатель во всех режимах работает ровно и мягко, чего не скажешь об изношенном моторе. Неровный холостой ход может быть вызван разными причинами, такими как:
- пропуски зажигания, вызванные изношенными свечами, неисправными катушками зажигания;
- загрязненные или неисправные форсунки;
- низкое давление топлива;
- подсос воздуха.
Такие неисправности оказывают серьезное влияние на работоспособность двигателя, но не являются критическими. Поводом для серьезного беспокойства должна стать неустойчивая работа двигателя, вызванная разбросом компрессии по цилиндрам из-за неравномерного износа цилиндро-поршневой группы, негерметичных клапанов.
Нагар на свечах
Свечи для опытного водителя являются своеобразным индикатором состояния двигателя. Матово белый цвет электродов свидетельствует о попадании антифриза в камеру сгорания. Темный зернистый налет вызван попаданием на свечи масла. Черный нагар образуется при переобогащении топливо-воздушной смеси. Попадание антифриза или масла в камеру сгорания – серьезная неприятность, в некоторых случаях требующая капитального ремонта мотора.
Перегрев двигателя
Чрезвычайно важно внимательно следить за температурой охлаждающей жидкости, информация о которой выводится на панель приборов. Перегрев мотора в большинстве случаев приводит к тяжелым последствиям, для устранения которых потребуется капитальный ремонт. Само по себе это явление может быть вызвано неисправной системой охлаждения, тяжелыми условиями эксплуатации, сильной жарой. Но когда все агрегаты работают исправно, а двигатель перегревается без видимых причин, наверняка сильно изношена поршневая группа. Такой перегрев сопровождается детонационными стуками, автомобиль отказывается нормально ехать, сильно теряет мощность.
Появление признаков некорректной работы двигателя — повод для немедленного вмешательства. Современные ДВС имеют сложную конструкцию, и самостоятельно можно только уловить косвенные признаки неисправностей. Точный ответ о состоянии двигателя даст комплексная диагностика двигателя, включающая в себя проверку электронной системы управления, электрооборудования, навесных агрегатов.