Экологически чистые автомобили и альтернативные виды топлива

05Мар

«Зеленый автомобиль» — автомобиль, который использует меньше бензина и производит меньше выбросов. В стремлении сохранить окружающую среду за счет сокращения вредных выбросов и меньшего потребления невозобновляемых ресурсов, мировой автопром делает значительные успехи в производстве экологически чистых автомобилей.

Экологически чистые автомобили классифицируются на гибридные – работающие как на бензине, так и на электричестве; автомобили, работающие только на электричестве; автомобили, использующие биотопливо; и дизельные «зеленые авто». Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки.

 


Гибридные автомобили

Автомобили этого типа оснащены двумя двигателями: двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель. Гибридные автомобили подразделяются на три вида:

Гибрид_Hybrid

1. Параллельный - бензиновый двигатель и электромотор работают вместе (например Porsche Panamera S Hybrid).

2. Последовательный — бензиновый двигатель либо напрямую питает электромотор, либо заряжает батареи (например Chevrolet Volt).

3. Последовательно-параллельный - в зависимости от режима, система работает как последовательно, так и параллельно (например Toyota Prius). Инженеры из Toyota создали систему Hybrid Synergy Drive (гибридный синергетический привод). При средних и постоянных скоростях двигатель передает часть энергии на передние колеса через планетарный механизм. Оставшаяся энергия передается на генератор, который в свою очередь отдает часть энергии на подзарядку аккумулятора и часть на электромотор. При обгоне, подъеме и ускорении подзарядка аккумулятора прекращается и весь ток направляется на электромотор. При малых скоростях автомобиль работает как электромобиль. Все эти процессы контролируются компьютером.

Все три вида гибридов используют процесс рекуперативного торможения для сохранения кинетической энергии — бензиновый двигатель выключается, а электромотор переключается в режим генерации тока и возвращает энергию в батарею. Все три вида имеют небольшие бензиновые двигатели и, следовательно, производят гораздо меньше загрязняющих веществ, чем стандартный автомобиль. Но и мощность их тоже меньше — 60-90 лошадиных сил.  Для преодоления этого разрыва мощности, гибридные автомобили построены из легких материалов, таких как углеродное волокно и алюминий. Гибридные автомобили также более аэродинамические, что снижает сопротивление воздуху. Эти факторы в совокупности дают эффективную форму автомобиля, который получает превосходную экономию топлива и сокращает загрязнение окружающей среды. Например гибрид Toyota Prius производит на 90% меньше загрязняющих веществ, чем аналогичные негибриды.

На протяжении последнего десятилетия автомобили-гибриды стали широко доступны, и их можно найти во всех ценовых диапазонах. А Volvo выпустили первый в мире дизельный гибрид Volvo V60 Plug-in.

Электромобили

Электрические транспортные средства приводятся в движение электрическим двигателем, питающимся от аккумуляторных батарей. Электрические двигатели имеют ряд преимуществ по сравнению с двигателями внутреннего сгорания. Электродвигатели конвертируют 75% химической энергии от батарей в мощность, двигатели внутреннего сгорания лишь 20% энергии бензина. Электромобили не выделяют выхлопных загрязняющих веществ. Электродвигатель обеспечивает плавность хода и более сильное ускорение, требуют меньше ухода, чем ДВС. Но имеется и ряд недостатков. Электромобиль сможет проехать без подзарядки примерно в 2 раза меньше пути, чем обычный автомобиль. Полная зарядка батарей может занимать до 8 часов, да и сами батареи стоят довольно дорого.

 

Альтернативные виды топлива

Альтернативное_топливо_alternative_toplivo

1. Этанол

Наиболее распространенный тип биотоплива – этанол − этиловый спирт, используемый для получения моторного топлива взамен бензина. Этанол производится из различных материалов, биомассы, таких как кукуруза, сахарный тростник и отходов древесины. Большинство моделей автомобилей могут использовать E10, который состоит из 10% этанола и 90% бензина, без каких-либо изменений в двигателе. Другие подобные смеси состоят из 20% и 30% —  E20 и E30, соответственно. Самое экологичное этаноловое топливо — E85, состоит из 85% этанола и 15% бензина. Использование E85 в качестве транспортного топлива значительно снижает вредные выбросы выхлопных газов. Этанол является менее «энергоплотным» источником энергии чем бензин. Пробег машин, работающих на Е85, на единицу объёма топлива составляет примерно 75 % от пробега стандартных машин.

Этанол в качестве горючего для четырехтактного ДВС в 1876 году использовал немецкий изобретатель Николаус Отто, а в 1908 году Генри Форд разработал Ford T с двигателем, работающим на этаноле.

 

2. Дизельное топливо

Биодизель_biodiesel

Дизельные двигатели примерно на 30 процентов более эффективны, чем бензиновые двигатели.

Биодизель — топливо на основе животных и растительных жиров и микробного происхождения. Биодизель еще более усиливает преимущества дизельного топлива путем сокращения выбросов выхлопных газов. B20 – двадцати процентная смесь биодизеля и обычного дизеля — снижает выбросы углеводородов на 20% и угарного газа и твердых частиц на 12%. Является нетоксичным и подвергается биологическому разложению. Это означает, что дизельный двигатель  будет производить около 30 процентов больше лошадиных сил, или даст 30 процентов экономии топлива (или 30 процентов меньше выбросов углекислого газа).

 

3.  Водород

Водород – абсолютно экологически чистое и неиссякаемое альтернативное топливо, которое можно получить из воды.

Водород может использоваться в качестве топлива в обычном роторном двигателе внутреннего сгорания, так как в нём выпускной коллектор значительно удалён от впускного. Обычный ДВС для работы на водороде не подходит, так как водород легко воспламеняется от высокой температуры выпускного коллектора. При использовании водорода в ДВС снижается мощность двигателя до 82% — 65% в сравнении с бензином. Если внести небольшие изменения в систему зажигания, мощность двигателя увеличивается до 117% в сравнении с бензиновым аналогом, но тогда значительно увеличится выход окислов азота из-за более высокой температуры в камере сгорания и возрастает вероятность подгорания клапанов и поршней при длительной работе на большой мощности. Кроме того, водород при температурах и давлениях, которые создаются в двигателе, способен вступать в реакцию с материалами двигателя и смазкой, приводя к более быстрому износу. Водород не производит выбросов парниковых газов при использовании в топливных элементах, он производит только оксиды азота при сгорании.

Пример эко-мобиля вы можете посмотреть на этом видео:

Если понравилась статья, то самый хороший способ поблагодарить автора – это поделиться ссылкой на статью в соц. сетях:

  1. Elena Комментарий:

    Боюсь, что на биотопливе, которое стоит копейки, мы будем ездить О-Ч-Е-Н-Ь не скоро. Пока в недрах Земли есть нефть, приносящая сверхприбыль, развитие альтернатив будет происходить крайне медленно… К сожалению…

  2. Aleksandr Комментарий:

    Да, к сожалению это так.

  3. Priustime Комментарий:

    Небольшое уточнение: Приус является последовательно-параллельным гибридом по типовой схеме. Пруфлинк: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B8%D0%B1%D1%80%D0%B8%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D1%8C

  4. Aleksandr Комментарий:

    Спасибо, поправил.