RSS
Свежие новости
Последние статьи
Подписаться на новости
Сегодня — 26394 подписчика(ов)
Реклама
Главная > Технологии > Перспективные транспортные технологии

Перспективные транспортные технологии

07.05.2008
Свобода разработок и технологий, обеспечившая конкурентоспособность разных видов транспорта требует непрерывных поисков технических и организационных решений, изменяющих внешний облик и техническое содержание транспортных средств. Изменения транспортных средств, имевшие место в последнем десятилетии, по объемам переплюнули темпы модификации за предыдущие 20-30 лет. Что же является причиной изменений? Это требование со стороны потребителем к повышающейся мобильности транспортного средства, его экономичности (здесь пальма первенства принадлежит расходу топлива), экологичности и, конечно же, безопасности. Тем не менее довольно сложно воплотить все эти требования в пределах одного автомобиля и не ущемить ни одно них. Если сделать автомобиль более тяжелым, то это добавит процент к показателю безопасности, но увеличит расход топлива, что в свою очередь никак не отвечает требованиям экономичности и экологичности.

Транспортная энергетика: электропривод
В большинстве видов транспорта работает тот или иной двигатель, и на сегодняшний день в большинстве случаев это либо дизель, либо двигатель внутреннего сгорания, либо электродвигатель, либо турбореактивный двигатель.
Электродвигатель по своим характеристикам лучше многих других приводов, в частности он более устойчив к переменным нагрузкам, не требует сложных систем передачи, КПД двигателя значительно выше (поскольку в нем меньше механически двигающихся частей, соответственно ниже процент механического износа), кроме того электродвигатель более дешевый по сравнению со своими собратьями. Итак, с одной стороны электродвигатель – просто находка, но есть одно НО! В пределах автомобиля электричество - крайне дорогой источник энергии. Батарейки и аккумуляторы не выход, для удовлетворения нужд автомобиля потребуются поистине гигантские батарейки, которые и заряжать придется часами. Поэтому решение только одно, сделать электродвигатель не основным, а вспомогательным элементом, именно этот вывод и положил начало производства гибридов разных категорий и обращение к альтернативным видам топлива. Альтернативное топливо содержит водородсодержащее сырье, то есть на выхлопе образуется просто вода, существуют автомобили на метиловом спирте, природном газе, бензине и дизельном топливе. Чисто водородные топливные элементы являются и самыми чистыми, но их установочная стоимость не является рентабельной: стоимость водородной заправочной станции сильно превышает стоимость сегодняшней инфраструктуры заправки углеводородами (продуктами нефтепереработки и газом). Поэтому в данный момент более популярны так называемые гибридные схемы когда транспорт имеет как обычный двигатель, так и электрический.
Гибридные схемы сочетают в себе преимущества двух технологий: обычных двигателей для получения электроэнергии и электродвигателя, используемого для приводедения в движение колес. Обычный двигатель (дизель, внутреннего сгорания или даже газовая турбина) работает в оптимальном равномерном режиме и заряжает аккумулятор-баттарею относительно небольшой емкости (много ниже, чем в электромобилях). А электродвигатель вращает колеса, работая в нестабильном режиме, зависящем от условий движения (ускорений и торможений, подъемов, грузоподъемности и т.д.). В результате использования электропривода существенно улучшаются не только динамические характеристики транспорта, но и его экономичность и экологичность.
FedEx - первая транспортная компания, решившаяся на эксперимент по массовому внедрению гибридных двигателей. Для начала было закуплено 20 грузовиков с дизельно-электрическими двигателями, которые начали работать в нескольких городах на территории США. Эксперимент продлился до конца 2004 года и в случае, результаты эксперимента были оценены специалистами как удачные, и компания приняла решение в последующие 10 лет заменить в своем автопарке более 30 тысяч среднетоннажных грузовиков. Такие грузовики будут оборудованы новым гибридным дизельно-электрическим двигателем OptiFleet E700, разработанным компанией Eaton. Такой двигатель уменьшает расход топлива на 50% и снижает выбросы CO2 в атмосферу на 75%. Правда, гибридные грузовики будут немного дороже обычных главным образом из-за стоимости аккумулятора.
Гибридные схемы различны: они варьируются от одновременной синхронизированной компьютером работы электромотора и обычного двигателя на одном валу до полностью независимых газотурбинных двигателей, работающего на генератор и специальных электродвигателей, вмонтированных прямо в колеса. Все эти модели уже представлены на рынке. Вопрос лишь в цене, дело в том, что иметь на борту сразу несколько мощных двигателей с высоким КПД дороже, чем иметь просто один двигатель, однако надбавка в цене обеспечит лучшие ходовые характеристики, более низкий расход топлива и низкотоксичный выхлоп.

На данный момент преимущества гибридных автомобилей больше всего проявляются в тяжелых грузовиках и автобусах, в которых экономия топлива и экологические требования могут проявиться сильнее, нежели в легковых автомобилях.
Начиная с какого-то порога распространения гибридов произойдет их лавинообразное массовое внедрение: из-за политических изменений цены топлива. Новые автомобили будут потреблять как минимум вдвое меньше топлива, следовательно для сохранения того же уровня финансирования инфраструктуры их должно или стать вдвое больше (но тогда и инфраструктуры должно быть профинансировано больше), или же стоимость топлива должна будет увеличиться вдвое. Топливо при этом неминуемо подорожает, и для обычных автомобилей так и вообще станет непомерно дорогим.
Государство подталкивает к гибридизации транспорта и постоянным ужесточением экологических норм. Начиная с какого-то момента обеспечить требуемую государством экологическую чистоту двигателя, работающего в тяжелых условиях изменяющейся дорожной нагрузки, становится очень дорого. Выходом является использование гибридной схемы, в которой двигатель работает в постоянно оптимальном режиме, в том числе и оптимальном с точки зрения минимизации вредных выхлопов. Гибридная схема позволяет использовать также газотурбинные двигатели, которые наносят не такой значительный вред экологии.
Железнодорожники оценили гибридную схему много раньше: поскольку им всегда была нужна большая тяговая мощность, то тепловозы представляют собой да, правильно, мощные гибридные тягачи, только поставленные на рельсы.
Важно отметить, что появление автомобилей-тепловозов означает переход к единой электроэнергетике и транспорту. Автомобиль или тепловоз с электроприводом это передвижная электростанция относительно большой мощности: гибридные энергоустановки для автобусов и трейлеров имеют пиковую мощность до 350kW, тепловозов более 1Мвт. Десяток таких трейлеров или пара тепловозов, отдыхающих между поездками, могут составить конкуренцию какой-нибудь резервной электростанции в районе и уж точно воплощают идею распределенной генерации. Вскоре технологии смогут развиваться и быстро сделают выгодной совместную работу гибридного и электротранспорта и энергосистемы.

Прочитано: 12967 раз

Источник: HCars.Ru





Комментарии:

Добавить комментарий
Имя


Сообщение

Интересное о гибридах
Наша кнопка:
Гибридные автомобили
 

© 2008 — 2013 «HCars.Ru» — гибридные автомобили
Все права защищены и охраняются законом. При копировании любых материалов с сайта, активная прямая текстовая ссылка на www.hcars.ru обязательна.

Rambler's Top100