Материал: 2363

НАЗЕМНЫЙ ТРАНСПОРТ

При помощи шестеренчатого насоса 11, установленного на одном валу с рабочим колесом 5,

вода из бака 8 через фильтр 10 и по трубке 12 вновь подается к распиливающему соплу 3. Расход воды, уносимой вместе с газом в двигатель, незначителен. Воду в бак 8 следует заливать, учитывая ее расход, т. е. в количестве, обеспечивающем при отстаивании наилучшую очистку от находящейся в ней пыли. Удаление из бака отстоя производится через люк 9, а заполнение бака чистой водой — через отверстие, закрываемое пробкой 13.

Создаваемый очистителем напор используется на повышение коэффициента наполнения двигателя или на покрытие сопротивления водоотбойника, который может быть установлен между очистителем и смесителем двигателя.

Заключение

Очистка генераторного газа является одним из важнейших этапов подготовки его для использования в газопоршневых установках. Ведь более качественная очистка способствует уменьшению износа двигателя и его деталей, увеличению его мощности, а так же использование генераторного газа способствует экономии такого важного ресурса как нефть и улучшению экологической ситуации в целом.

Научный руководитель ст. преподаватель Максимов В.В.

Библиографический список

1.Коллеров Л.К. Газомоторные установки : учебник для ВУЗов/ Л.К. Коллеров– Ленинград: МашГИЗ,

1951 – 234 с..

2.Сонаев Ю.И. Обеспыливание газов электрофильтрами: практикум/ Ю.И. Сонаев. – Семибратово: Изд-во Кондор-Эко, 2009 – 163 с.

3.Саломатов В.В. Природоохранные технологии на ТЭС и АЭС. Часть 2: учебное пособие/ В.В. Саломатов. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. – 171с.

4.Лашко, В.А. Проектирование проточных частей центростремительной турбины двигателей внутреннего сгорания : учебное пособие / В.А. Лашко. – Хабаровск : Изд-во Хабар. гос. техн. ун-та, 2000. –

проектированию / Г.М. Савельев, Б.С. Стефановский. – Ярославль, 1977. – 90 с.

CLEANING THE GENERATOR GAS BY OPERATION OF GAS-LIQUID INSTALLATIONS

V.E. Nepomnyashchikh

Abstract: In this work, we examined the types of purification of the generator gas used in the operation of gas piston plants, from harmful impurities, their effect on the state and operation of gas piston plants, as well as the design and operation of basic cleaning devices.

Keywords: gas piston plant, generator gas, fuel, heat, gas generator, gas composition, internal combustion engine, purifier, cooler, filter.

References

1.Kollerov L.K. Gas-engine installations: textbook for high schools / L.K. Kollerov-Leningrad: Mashgiz, 1951 -

234 р.

2.Sonaev Yu.I. Dedusting of gases with electrostatic precipitators: practical work / Yu.I. Soneayev. - Semibratovo: Condor Eco Publishing House, 2009 - 163 p.

3.Salomatov V.V. Environmental technologies at TPPs and nuclear power plants. Part 2: A Training Manual / V.V. Salomatov. - Novosibirsk: Publishing house of NSTU, 2000. – 171 р.

4.Lashko, V.A. Designing of flowing parts of the centripetal turbine of internal combustion engines: textbook / V.А. Lashko. - Khabarovsk: Publishing house Khabar. State. Tech. University, 2000. - 135 p.

5.Savelyev, G.M. Designing of turbochargers: allowance for course and diploma projecting / G.М. Saveliev, B.S. Stefanovsky. - Yaroslavl, 1977. - 90 р.

НАЗЕМНЫЙ ТРАНСПОРТ

УДК 629.113.066

ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ОБСЛУЖИВАНИЯ ГИБРИДНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ В УСЛОВИЯХ СИБИРИ

А.Н. Николаева, Р.К. Бижанов

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ), Россия, г. Омск

Аннотация. Данная статья посвящена гибридным автомобилям. Гибридные автомобили и их место в развитии автомобилестроения. Выявлены плюсы и минусы перехода на выпуск электромобилей и гибридных автомобилей. Установлено, что логика развития электрооборудования традиционных автомобилей свидетельствует об их плавном переходе к гибридным автомобилям. Эксплуатация гибридных автомобилей в Сибири и особенности их работы в зимний период. Пуск двигателя Toyota Prius в условиях низких температур. Основные параметры по которым автомобили Toyota Prius имеют преимущества по сравнению с другими гибридными автомобилями.

Ключевые слова: гибридные автомобили, электромобили, силовые установки, электрооборудование автомобиля, электрический привод, электродвигатель, ДВС, химические источники тока.

Введение

Гибридные автомобили являются переходным звеном от традиционных автомобилей к электромобилям. У традиционных автомобилей энергетическая силовая установка (ЭСУ), обеспечивающая их движение, работает на механической энергии, получаемой только от двигателя внутреннего сгорания (ДВС): бензинового, газового или дизельного. У электромобилей ЭСУ работает на механической энергии от электрического двигателя (ЭД), питающегося от высоковольтной аккумуляторной батареи (ВВАКБ). Переход на электромобили 57 обусловлен ужесточением экологических требований, обеспечением максимальных удобств управления транспортными средствами и безопасности при их эксплуатации. Поскольку сегодня на долю транспортных средств приходится около 40% вредных выбросов в атмосферу (а в мегаполисах эта цифра доходит до 80%), проблема загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом встаёт сегодня наиболее остро, и без её решения ни у автопрома, ни у других производителей современных автомобилей не будет никаких перспектив. Крупные автопроизводители видят решение этих проблем в переходе на альтернативные источники энергии и уменьшении доли работы бензиновых и дизельных ДВС в автомобиле за счет применения совместно с тепловым двигателем электродвигателей. Такие ЭСУ получили наименование гибридных энергетических силовых установок (ГЭСУ), а автомобили, для движения которых используются ГЭСУ с двумя источниками механической энергии (ДВС и ЭД), получили наименование гибридных автомобилей.

Дело в том, что источником энергии для ДВС является органическое топливо (бензин, газ, дизтопливо), которое при сжигании в камере сгорания выделяет необходимую энергию для работы ЭСУ, но одновременно с этим имеет место и побочный эффект – выбросы в атмосферу продуктов сгорания, содержащих в себе вредные для здоровья человека вещества. Уменьшая мощность ДВС с компенсацией этого уменьшения за счёт мощности электродвигателя, работающего совместно с ДВС, в ГЭСУ можно обеспечить снижение расхода топлива примерно на 40%. Настолько же процентов будет снижена и степень загрязнения окружающей среды при работе такой установки.

Исторически первыми автономными передвижными средствами, в силовых установках которых была использована энергия без применения мускульной силы человека или животного, была паровая машина. Её главные недостатки – это значительный вес и размер силовой установки, что требовало создания специальных железных дорог. Поэтому железнодорожный транспорт, несмотря на все его достоинства, нельзя считать полностью автономным. И только появление компактного ДВС позволило полностью решить проблему автономности передвижного средства.

Однако большой спрос на такие автономные передвижные средства породил новую

НАЗЕМНЫЙ ТРАНСПОРТ

проблему – экологическую. И сегодня остро встал вопрос об альтернативе ДВС. В качестве такой альтернативы крупными автопроизводителями предлагается электромобиль (Electric Vehicles, EV). В них в качестве ЭСУ используется электрический привод [1]. Сама эта идея не нова. Исторически EV (в виде тележки с электромотором) появился даже раньше, чем автомобиль с ДВС – в 1841 году. А в 1899 году в Санкт-Петербурге инженер Ипполит Романов создал первый русский электрический омнибус на 17 пассажиров. Мощность его силовой установки, питающейся от свинцового аккумулятора системы Бари, составляла 4 лошадиные силы, и омнибус развивал скорость до 37 км/ч. Известный американский конструктор электромобилей Уолтер Бейкер получил скорость 130 км/ч. А электромобиль фирмы «Борланд Электрик» проехал от Чикаго до Милуоки (167 км) на одной зарядке. На следующий день (после перезарядки) электромобиль вернулся в Чикаго своим ходом. Средняя скорость составила 55 км/ч.

Несмотря на все эти достижения, ввиду несовершенства химических источников электрического тока (ХИЭТ) конца XIX – XX веков электроприводы EV были неспособны составить серьёзную конкуренцию механическим приводам с ДВС, которые прочно обосновались на рынке силовых установок для производства автономных передвижных средств. И только в 70-е годы прошлого века вновь возрос интерес к электромобилям из-за энергетического кризиса, вызвавшего резкое подорожание автомобильного топлива, а также в связи с серьёзным обострением экологических проблем автотранспорта.

Электромобили. Их плюсы и минусы

Одной из первых на запрос времени отреагировала компания General Motors. В 1996 году она начала серийный выпуск электромобилей EV1 с электрическим приводом. Всего в Калифорнии с 1997 года разными производителями было продано около 5500 электромобилей.

Следует заметить, что отказ от традиционных автомобилей в пользу электромобилей в глобальном плане экологической проблемы не решает. Для зарядки аккумуляторов нужна электрическая энергия, которая вырабатывается на электростанциях с использованием тех же топливных технологий, загрязняющих окружающую среду. Электромобили позволяют лишь вынести эти загрязнения за границы крупных городов, несколько уменьшив техногенную 58 нагрузку среды обитания городских жителей. Более того, массовое применение электромобилей приведет к значительному увеличению нагрузки на электростанции и электрические сети, что может привести не только к значительному загрязнению земной атмосферы, но и к форс-мажорным ситуациям в случае возникновения непредвиденных нагрузок на электрические сети.

Новые ХИЭТ, такие как литий-ионные аккумуляторы, также создают определённые экологические проблемы. По этой причине почти все произведённые в 2002 году электромобили были изъяты у пользователей (и лишь Toyota оставила некоторым владельцам свои электрические RAV-4). Проблема утилизации аккумуляторов после окончания их службы при массовом производстве электромобилей будет только усугубляться.

В Москве опытная эксплуатация электромобилей началась с 2007 года. В 2009 году в СанктПетербургском политехническом университете был сконструирован первый в России солнечный электромобиль (СЭВ). По инициативе Саматова Д.Р. (министра энергетики, промышленности и связи Ставропольского края) в 2012 году в серию был запущен отечественный электромобиль Lada Ellada, который получил практическое применение в качестве легкового такси в городе-курорте Кисловодск Ставропольского края.

Отметим основные преимущества электромобиля:

1)тяговые электродвигатели имеют высокий КПД ( от 90 до 95%) по сравнению с ДВС (от

22 до 45%);

2)достаточно простой полный привод и механизм торможения на базе применения схемы «мотор-колесо» с использованием трансмиссии drive by wire;

3)высокая экологичность ввиду отсутствия продуктов сгорания нефтяного топлива, значительного уменьшения трущихся механических частей и необходимости использования больших объёмов масел, динамических нагрузок и вибраций, шумовых загрязнений по сравнению с ДВС;

4)ввиду значительного уменьшения механических узлов, динамических нагрузок и вибраций значительное увеличение срока службы кузова и всей экипажной части (до 20 – 25 лет);

НАЗЕМНЫЙ ТРАНСПОРТ

5)возможность торможения самим электродвигателем (без применения механических тормозных

6)устройств) с рекуперацией энергии торможения в систему электроснабжения электромобиля;

7)высокая плавность хода с достаточно большим интервалом частоты вращения вала двигателя, простота регулирования координатами электропривода во всем интервале частот.

8)практически отсутствует проблема пуска силовой установки в условиях низких температур;

9)возможность подзарядки аккумуляторов солнечной энергией (как во время движения, так и во время простоя автомобиля);

10)возможность подзарядки аккумуляторов от бытовой электрической сети в ночное время, когда потребление электроэнергии происходит не столь интенсивно (этим обеспечивается решение проблемы «энергетического пика»);

11)станции подзарядки аккумуляторных батарей в сравнении c заправочными станциями для традиционных автомобилей практически не представляют экологической угрозы для населения, и их можно размещать непосредственно в жилых кварталах, супермаркетах.

Косновным недостаткам электромобиля следует отнести:

размеров требуется источник теплоты мощностью 2–3 кВт. Продающиеся в России электромобили Mitsubishi i-MiEV имеют аккумуляторные батареи ёмкостью 16 кВт·ч. Поэтому длина пробега без подзарядки при включенном отоплении значительно сократится. В нашем холодном климате предпочтительнее использовать электромобили Tesla Model S, в которых отопитель без подзарядки может работать до двух суток.

Классы гибридных автомобилей и проблемы их эксплуатации в условиях Сибири

Итак, переход на электромобили имеет не только плюсы, но и свои минусы. На самом деле произведённая оценка достаточно неточна. Здесь не учтено, что традиционный автомобиль уже давно имеет свою автономную систему электроснабжения, которая используется не только для вспомогательных целей (систем освещения и сигнализации, зажигания, электронного управления этими системами и т.д.) но и для работы самой силовой установки с ДВС. Там, где раньше в автомобилях использовались механические передачи, теперь внедряются электроприводы. Эта тенденция затронула и ДВС. Постоянная тенденция роста мощности генератора над мощностью стартера породило мысль о совмещении их функций в едином устройстве – интегрированном стартер-генераторе (ИСГ). ЭСУ типа ДВС – ИСГ по мнению [2] уже автоматически становится гибридной.

Дальнейшее же развитие инженерной мысли уже будет связано с радикальной перестройкой самой структуры ЭСУ, которая должна будет обеспечивать более одного метода получения механической энергии для движения автомобиля. Еще не так давно электрооборудование автомобиля воспринималось как его придаток, электрификация его узлов заключалась лишь в замене механических приводов (в рулевом управлении, тормозной системы и т.д.) на электроприводы без изменения самих функций заменяемых узлов (гидронасоса, компрессора или механического привода). Однако сегодня автопроизводители пришли к мнению о необходимости пересмотра этой традиционно сложившейся системы. Возникла потребность в структурной перестройке всей ЭСУ с изменением функций её элементов. Разнообразие таких новых структур приводов имеет чёткую классификацию [2, 3].