Реферат — Двигатели внутреннего сгорания

	Скачать реферат: Двигатели внутреннего сгорания

План реферата

Введение

1. Тепловое расширение

2. Поршневые двигатели внутреннего сгорания

   2.1. Классификация ДВС
   2.2. Основы устройства поршневых ДВС
   2.3. Принцип работы
   2.4. Принцип действия четырехтактного карбюраторного двигателя
   2.5. Принцип действия четырехтактного дизеля
   2.6. Принцип действия двухтактного двигателя
   2.7. Рабочий цикл четырехтактных карбюраторных и дизельных
двигателей
   2.8. Процесс сжатия.
   2.9. Рабочий цикл четырехтактного двигателя
   2.10. Рабочие циклы двухтактных двигателей

3. Показатели, характеризующие работу двигателей

   3.1. Среднее индикаторное давление и индикаторная мощность
   3. 2. Эффективная мощность и средние эффективные давления
   3.3. Индикаторный КПД и удельный индикаторный расход топлива
   3.4. Эффективный КПД и удельный эффективный расход топлива
   3.5. Тепловой баланс двигателя
   3.6. Инновации

Заключение

Введение

Значительный рост   всех   отраслей   народного  хозяйства  требует перемещения  большого  количества   грузов   и   пассажиров.   Высокая маневренность, проходимость и приспособленность для работы в различных условиях делает автомобиль одним из основных средств перевозки  грузов и пассажиров.

Важную роль играет автомобильный транспорт в освоении  восточных  и нечерноземных районов нашей страны.  Отсутствие развитой сети железных дорог и ограничение возможностей  использования  рек  для  судоходства делают автомобиль главным средством передвижения в этих районах.

Автомобильный транспорт в России обслуживает все отрасли  народного хозяйства  и  занимает  одно  из  ведущих  мест  в единой транспортной системе страны. На долю автомобильного транспорта приходится свыше 80% грузов,  перевозимых  всеми видами транспорта вместе взятыми,  и более 70% пассажирских перевозок.

Автомобильный транспорт  создан в результате развития новой отрасли народного  хозяйства  —  автомобильной  промышленности,   которая   на современном  этапе  является  одним из основных звеньев отечественного машиностроения [1].

Начало создания  автомобиля  было  положено более двухсот лет назад (название «автомобиль» происходит от греческого слова autos — «сам»  и латинского   mobilis   —   «подвижный»),   когда   стали   изготовлять «самодвижущиеся» повозки.  Впервые они появились в России.  В 1752  г.

русский  механик-самоучка  крестьянин  Л.Шамшуренков  создал  довольно совершенную для своего времени  «самобеглую  коляску»,  приводимого  в движение силой двух человек.  Позднее русский изобретатель И.П.Кулибин создал «самокатную тележку» с педальным  приводом  [1].  С  появлением паровой  машины  создание  самодвижущихся  повозок быстро продвинулось вперед.   В 1869-1870 гг. Ж.Кюньо во Франции, а через несколько лет и в Англии  были  построены  паровые  автомобили.  Широкое распространение автомобиля  как  транспортного  средства   начинается   с   появлением быстроходного  двигателя  внутреннего  сгорания.  В 1885 г.  Г.Даймлер (Германия) построил мотоцикл с бензиновым  двигателем,  а  в  1886  г. К.Бенц — трехколесную повозку. Примерно в это же время в индустриально развитых странах (Франция, Великобритания, США) создаются автомобили с двигателями внутреннего сгорания [1].

В конце   XIX   века   в   ряде   стран   возникла    автомобильная промышленность.   В   царской  России  неоднократно  делались  попытки организовать  собственное  машиностроение.  В  1908  г.   производство автомобилей  было организовано на Русско-Балтийском вагоностроительном заводе в Риге.  В течение  шести  лет  здесь  выпускались  автомобили, собранные  в  основном  из импортных частей.  Всего завод построил 451 легковой автомобиль и небольшое  количество  грузовых  автомобилей.   В 1913 г.  автомобильный парк в России составлял около 9000 автомобилей, из них большая часть — зарубежного производства.

После Великой  Октябрьской  социалистической  революции практически заново пришлось создавать отечественную автомобильную  промышленность.

Начало  развития российского автомобилестроения относится к 1924 году, когда в Москве на заводе АМО были построены первые грузовые автомобили АМО-Ф-15 [1].

В период  1931-1941  гг.  создается   крупносерийное   и   массовое производство  автомобилей.  В 1931 г.  на заводе АМО началось массовое производство грузовых автомобилей. В 1932 г. вошел в строй завод ГАЗ.

В 1940  г.  начал производство малолитражных автомобилей Московский завод малолитражных автомобилей.  Несколько позже был создан Уральский автомобильный  завод.  За годы послевоенных пятилеток вступили в строй Кутаисский,  Кременчугский, Ульяновский, Минский автомобильные заводы.

Начиная с конца 60-х гг.,  развитие автомобилестроения характеризуется особо  быстрыми  темпами.   В  1971  г.  вступил   в   строй   Волжский автомобильный завод им. 50-летия СССР.

За последние годы  заводами  автомобильной  промышленности  освоены многие образцы модернизированной и новой автомобильной техники,  в том числе для сельского хозяйства, строительства, торговли, нефтегазовой и лесной промышленности [1].

В настоящее   время   существует   большое   количество  устройств, использующих тепловое расширение газов.  К таким устройствам относится карбюраторный двигатель, дизели, турбореактивные двигатели и т.д.

Тепловые двигатели могут быть разделены на две основные группы.  1.

Двигатели  с  внешним сгоранием — паровые машины,  паровые турбины, двигатели Стирлинга и   т.д.  2.  Двигатели  внутреннего  сгорания.  В  качестве энергетических установок автомобилей наибольшее распространение получили двигатели  внутреннего  сгорания,  в которых процесс сгорания топлива с выделением теплоты и превращением ее в  механическую  работу происходит  непосредственно  в  цилиндрах.   На большинстве современных автомобилей установлены двигатели внутреннего сгорания.

Наиболее экономичными    являются   поршневые   и   комбинированные двигатели внутреннего сгорания.  Они  имеют  достаточно  большой  срок службы,  сравнительно  небольшие габаритные размеры и массу.  Основным недостатком этих двигателей следует  считать  возвратно-поступательное движение   поршня,  связанное  с  наличием  кривошатунного  механизма, усложняющего  конструкцию  и  ограничивающего  возможность   повышения частоты вращения, особенно при значительных размерах двигателя [2].

А теперь  немного  о  первых  ДВС.  Первый  двигатель   внутреннего сгорания  (ДВС)  был  создан  в 1860 г.  французским инженером Этвеном Ленуаром, но эта машина была еще весьма несовершенной.

В 1862   г.   французский   изобретатель   Бо   де  Роша  предложил использовать в двигателе внутреннего сгорания четырехтактный цикл:  1) всасывание;  2) сжатие;  3) горение и расширение;  4) выхлоп. Эта идея была использована немецким изобретателем Н. Отто, построившим в 1878 г. первый  четырехтактный  двигатель  внутреннего  сгорания.  КПД  такого двигателя достигал 22%,  что  превосходило  значения,  полученные  при использовании двигателей всех предшествующих типов [3].

Быстрое распространение ДВС  в  промышленности,  на  транспорте,  в сельском хозяйстве и стационарной энергетике была обусловлена рядом их положительных особенностей.

Осуществление рабочего цикла ДВС в одном цилиндре с малыми потерями и  значительным  перепадом  температур  между  источником  теплоты   и холодильником  обеспечивает  высокую  экономичность  этих  двигателей.

Высокая экономичность — одно из положительных качеств ДВС.

Среди ДВС  дизель  в  настоящее  время  является  таким двигателем, который преобразует химическую энергию топлива в механическую работу с наиболее  высоким  КПД  в  широком  диапазоне изменения мощности.  Это качество дизелей особенно важно,  если  учесть,  что  запасы  нефтяных топлив ограничены.

К положительным особенностям ДВС стоит отнести также  то,  что  они могут  быть  соединены  практически с любым потребителем энергии.   Это объясняется   широкими   возможностями    получения    соответствующих характеристик  изменения мощности и крутящего момента этих двигателей.

Рассматриваемые  двигатели  успешно   используются   на   автомобилях, тракторах,    сельскохозяйственных    машинах,    тепловозах,   судах, электростанциях и т.д., т.е. ДВС отличаются хорошей приспособляемостью к потребителю.

Сравнительно невысокая начальная стоимость,  компактность  и  малая масса  ДВС  позволили  широко  использовать  их на силовых установках, находящих широкое применение и имеющих  небольшие  размеров  моторного отделения.

Установки с ДВС обладают большой автономностью. Даже самолеты с ДВС могут летать десятки часов без пополнения горючего.

Важным положительным качеством ДВС является возможность их быстрого пуска   в   обычных   условиях.   Двигатели,   работающие  при  низких температурах,  снабжаются специальными устройствами для  облегчения  и ускорения  пуска.  После  пуска  двигатели  сравнительно  быстро могут принимать  полную  нагрузку.   ДВС  обладают   значительным   тормозным моментом,  что  очень  важно  при  использовании  их  на  транспортных установках.

Положительным качеством   дизелей   является   способность   одного двигателя  работать  на  многих  топливах.  Так  известны  конструкции автомобильных  многотопливных  двигателей,  а также судовых двигателей большой  мощности,  которые  работают  на  различных  топливах  —   от дизельного до котельного мазута.

Но наряду  с   положительными   качествами   ДВС   обладают   рядом недостатков.  Среди них ограниченное по сравнению, например с паровыми и  газовыми  турбинами  агрегатная  мощность,  высокий  уровень  шума, относительно  большая  частота  вращения  коленчатого вала при пуске и невозможность непосредственного соединения  его  с  ведущими  колесами потребителя,  токсичность  выхлопных  газов,  возвратно-поступательное движение поршня, ограничивающие частоту вращения и являющиеся причиной появления неуравновешенных сил инерции и моментов от них.

Но невозможно было бы создание двигателей внутреннего сгорания,  их развития и применения,  если бы не эффект теплового расширения. Ведь в процессе теплового расширения нагретые  до  высокой  температуры  газы совершают  полезную  работу.  Вследствие  быстрого  сгорания  смеси  в цилиндре двигателя внутреннего сгорания,  резко  повышается  давление, под воздействием которого происходит перемещение поршня в цилиндре.  А это-то и есть та самая нужная технологическая  функция,  т.е.  силовое воздействие,  создание  больших  давлений,  которую выполняет тепловое расширение,  и  ради  которой  это  явление  применяют   в   различных технологиях и в частности в ДВС.

Именно этому явлению я хочу уделить внимание в следующей главе.

© Реферат плюс

Реферат На Тему Двигатели Тракторов – Telegraph

>>> ПОДРОБНЕЕ ЖМИТЕ ЗДЕСЬ <<<

Реферат На Тему Двигатели Тракторов

Вход

Помощь

Заказать работу

Документ Microsoft Office Word. docx
— 208.31 Кб ( Скачать )

© 2009 — 2020 Stud24 — тысячи рефератов, курсовых и дипломных работ

Предметы
Поиск
Помощь

Автор: Пользователь скрыл имя, 16 Февраля 2012 в 12:34, реферат
Двигатель современного трактора является продуктом высокотехнологичного производства. Он требует квалифицированного ухода и ремонта. Тем не менее, разработчиками двигателей прилагаются немалые усилия для создания унифицированных двигателей, несложный ремонт которых (в крайнем случае) возможен в полевых условиях.
Двигатель современного
трактора является продуктом высокотехнологичного
производства. Он требует квалифицированного
ухода и ремонта. Тем не менее,
разработчиками двигателей прилагаются 
немалые усилия для создания унифицированных 
двигателей, несложный ремонт которых
(в крайнем случае) возможен в 
полевых условиях.
Основу поршневого
двигателя внутреннего сгорания
составляет блок цилиндров, внутри и 
снаружи которого располагаются 
детали его механизмов и систем.
 
Сверху блок цилиндров закрыт головкой,
а снизу поддоном. 
В передней части укреплен картер распределительных
шестерен, а в задней — картер маховика. 
В число механизмов и систем двигателя,
а также их основных показателей входят
следующие: кривошипно-шатунный механизм,
газораспределительный механизм, уравновешивающий
механизм, системы питания и регулирования,
смазочная система, система охлаждения,
система пуска, система зажигания
Кривошипно-шатунный
механизм служит для преобразования
возвратно-поступательного  движения
поршня (поршней) во вращательное коленчатого
вала. Кроме того, он участвует в преобразовании
тепловой энергии в механическую. 
Действие механизма состоит в том, что
поршень, совершая возвратно-поступательное
движение через шатун, вращает коленчатый
вал в подшипниках. 
Газораспределительный механизм предназначен
для сообщения камеры сгорания цилиндра
(в строго установленные моменты) с впускным
и выпускным каналами двигателя.  
Уравновешивающий механизм устанавливают
на некоторых двигателях для устранения
вредного действия инерционных сил, возникающих
при работе кривошипно-шатунного механизма.
При возвратно-поступательном
движении поршни занимают различные 
положения, при которых изменяется
объем цилиндра. 
Верхняя мертвая точка (в. м. т.) — такое
положение поршня в цилиндре, при котором
расстояние от дна поршня до оси коленчатого
вала наибольшее. 
Нижняя мертвая точка (н. м. т.) — положение
поршня в цилиндре, при котором расстояние
от дна поршня до оси коленчатого вала
наименьшее. 
Ход поршня S равен перемещению его между
мертвыми точками. 
Рабочий объем цилиндра Vh — равен объему,
освобожденному поршнем, при движении
от верхней мёртвой точки к нижней мёртвой
точке. 
где D — диаметр цилиндра; S — ход поршня,
S = 2r (r — радиус кривошипа коленчатого
вала).  
Объем камеры сжатия Vc — объем, образующийся
над поршнем, когда он находится в верхней
мёртвой точке. 
Полный объем цилиндра Va — сумма объемов
рабочего и камеры сжатия: 
Vа = Vh + 14. 
Литраж двигателя Vл — сумма рабочих объемов
всех цилиндров, выраженная в литрах: 
Vл = W’:iVhi, 
где Vi, — рабочий объем одного цилиндра;
i — число цилиндров. 
Степень сжатия — отношение полного объема
цилиндра к объему камеры сжатия: Vc 
Степень сжатия показывает, во сколько
раз уменьшатся полный объем цилиндра
при перемещении поршни от нижней мертвой
точки до верхней мертвой точки.
Системы питания 
и регулирования служат для очистки 
воздуха и топлива от механических
примесей и воды и подачи их в 
камеру сгорания, а также для обеспечения 
равномерного вращения коленчатого 
вала двигателя во время его работы
с переменными нагрузками.  
Смазочная система обеспечивает очистку
и подачу чистого масла к рабочим поверхностям
деталей двигателя для уменьшения трения
и отвода излишней теплоты от них.
 
Система охлаждения отводит избыточную
теплоту от деталей двигателя и поддерживает
необходимый тепловой режим во время его
работы. 
Система пуска используется для вращения
коленчатого вала при пуске двигателя. 
Система зажигания применяется у двигателей,
работающих на бензине, для воспламенения
рабочей смеси. У тракторных двигателей,
работающих на дизельном топливе, такая
система отсутствует, а топливо самовоспламеняется
от высокой температу
Во время работы
двигателя, через неплотности между
поршневыми кольцами и цилиндрами, из
камер сгорания в картер поступают продукты
сгорания, воздух, пары топлива и поды.
Эти вещества, попадая в картер и перемещаясь
с распыленным маслом, вызывают его ускоренное
старение, коррозию деталей двигателя,
создают в камере повышенное давление
и утечку масла через различные уплотнения
двигателя.
 
Для того чтобы избежать повышения чрезмерного
тления, на двигателе устанавливают устройство
под названием сапун, при помощи которого
картер сообщается с атмосферой, окружающей
двигатель; через него и выходят наружу
все прорвавшиеся газы из камеры сгорания.
Если в картере двигателя после прекращения
его работы давление остывшего в нем воздуха
окажется ниже атмосферного, то воздух
из атмосферы войдет через сапун в картер
и устранит вакуум. 
Сапуны у разных двигателей делают по-разному:
у одних, например, сапун представляет
собой трубку, у основания которой установлена
фильтрующая набивка из стальной проволоки,
предназначенной для защиты картера от
попадания в него пыли, песка и предотвращения
выброса из картера масла в атмосферу.
У других двигателей сапун соединен с
крышкой сливного патрубка для заправки
маслом. На тракторных дизелях устанавливают
только по одному сапуну той или иной конструкции.
ры, образующейся в камере
сгорания на такте сжатия.
Для того чтобы топливо 
смогло сгореть внутри двигателя, его 
нужно хорошо перемешать с воздухом, а
затем нагреть до такой температуры, чтобы
оно само загорелось, или зажечь его от
постороннего источника, например электрической
искры. 
Топливо с воздухом может смешиваться
непосредственно в камере сгорания двигателя
или вне двигателя. 
Двигатели, у которых смесеобразование
и нагрев до температуры самовоспламенения
осуществляются в камере сгорания, называются
двигателями внутреннего сгорания с внутренним
смесеобразованием, или дизелями (в честь
изобретателя — инженера Рудольфа Дизеля). 
Двигатели же второго типа называют двигателями
внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием,
или карбюраторными (по названию прибора
— карбюратора, в котором воздух смешивается
с топливом). Топливо у таких двигателей
воспламеняется электрической искрой. 
Превращение химической энергии топлива
в тепловую, а затем в механическую происходит
за ряд последовательно и периодически
повторяющихся процессов — тактов, образующих
так называемый рабочий цикл. 
Такт — часть рабочего цикла, протекающего
за время прохождения поршнем пути от
одной мертвой точки до другой. 
Если рабочий цикл у двигателя происходит
за два оборота коленчатого вала, в течение
которых поршень совершает четыре хода
(такта), то такой двигатель называется
четырехтактным.
При помощи постороннего
источника энергии, например электрического
двигателя (электростартера), вращают
коленчатый вал дизеля и поршень его начинает
двигаться от верхней мертвой точки к
нижней мертвой точке. Объем над поршнем
увеличивается, вследствие чего давление
падает до 75…90 кПа. Одновременно с началом
движения поршня клапан открывает впускной
канал, по которому воздух, пройдя через
воздухоочиститель, поступает в цилиндр
с температурой в конце впуска 30…50°С.
Когда поршень доходит до нижней мертвой
точки, впускной клапан закрывает канал
и подача воздуха прекращается. В действительности,
открытие и закрытие клапанов происходит
не в мертвых точках, а с некоторым опережением
или запаздыванием
При дальнейшем вращении
коленчатого вала поршень начинает
двигаться вверх и сжимать 
воздух. Оба канала при этом закрыты 
клапанами. Давление воздуха в конце 
хода достигает 3,5… 4,0 МПа, а температура 
— 600…700°С.       
Такт расширения
ещё называют рабочим ходом. 
В конце такта сжатия при положении поршня,
близком к верхней мертвой точке, в цилиндр
через форсунку впрыскивается мелкораспыленное
топливо, которое, смешиваясь с сильно
нагретым воздухом и газами, частично
оставшимися в цилиндре после предыдущего
процесса, воспламеняется и сгорает. Давление
газов в цилиндре при этом повышается
до 6,0…8,0 МПа, а температура — до 1800…2000°С.
Так как при этом оба канала остаются закрытыми,
расширяющиеся газы давят на поршень,
а он, перемещаясь вниз, через шатун поворачивает
коленчатый вал.
Когда поршень подходит
к нижней мёртвой точке, второй клапан
открывает выпускной канал и 
газы из цилиндра выходят в атмосферу.
При этом поршень под действием 
энергии, накопленной за рабочий 
ход маховиком, перемещается вверх
и внутренняя полость цилиндра очищается
от отработавших газов. Давление газов
в конце такта выпуска составляет 105…
120 кПа, а температура — 600…700°С.
На тракторах в 
качестве пускового устройства дизеля
применяют карбюраторные  двигатели 
— небольшие по размерам и мощности
двигатели внутреннего  сгорания,
работающие на бензине. 
Устройство этих двигателей несколько
отличается от устройства четырехтактных.
У двухтактного двигателя отсутствуют
клапаны, закрывающие каналы, по которым
в цилиндр поступает свежий заряд и происходит
выпуск отработавших газов. Роль клапанов
выполняет поршень, который в нужные моменты
открывает и закрывает окна, соединенные
с каналами, продувочное окно, выпускное
окно и впускное окно. Кроме того, картер
двигателя сделан герметичным и образует
кривошипную камеру, где располагается
коленчатый вал. 
Все процессы в таких двигателях происходят
за один оборот коленчатого вала, т. е.
за два такта, поэтому они и носят название
двухтактных.
Сжатие — первый
такт. При движении поршня вверх 
он перекрывает продувочное и 
выпускное окна и сжимает ранее 
поступившую в цилиндр  топливовоздушную
смесь. Одновременно с этим в кривошипной
камере создается разрежение, и в нее через
открывшееся впускное окно поступает
свежий заряд топливовоздушной смеси,
приготовленной в карбюраторе
Рабочий ход, выпуск
и впуск — второй такт. Когда 
поршень, идущий вверх, не доходит до
верхней мёртвой точки на 25… 27°
(по углу поворота коленчатого вала),
в свече проскакивает искра, которая 
воспламеняет топливо. Горение топлива 
продолжается до прихода поршня в 
верхнюю мёртвую точку. После 
этого нагретые газы, расширяясь, толкают 
поршень вниз и тем самым совершают 
рабочий ход. Топливовоздушная смесь,
находящаяся в это время в 
кривошипной камере, сжимается. 
В конце рабочего хода поршень вначале
открывает выпускное окно, через которое
выходят отработавшие газы, затем продувочное
окно, через которое из кривошипной камеры
в цилиндр поступает свежий заряд топливовоздушной
смеси. В дальнейшем все эти процессы повторяются
в такой же последовательности.
Из описания работы
четырехтактного двигателя  вытекает,
что коленчатый вал в двигателе 
с одним цилиндром равномерно
вращаться не может, так как только
при одном такте из четырех 
— рабочем ходе — он вращается 
с ускорением, а при остальных 
трех — с замедлением.  
Чтобы выровнять работу двигателя, на
конце коленчатого вала установлен маховик.
Кроме того, для получения большей мощности
двигателя повышают частоту вращения
коленчатого вала, отчего он вращается
равномернее. Увеличение количества цилиндров
в двигателе также способствует более
равномерному вращению коленчатого вала
и повышению мощности двигателя.

Общее устройство тракторного двигателя
Система тракторов и автомобилей. Классификация двигателей …
Общее устройство двигателя трактора
Классификация тракторных двигателей , их основные механизмы…
Устройство тракторных двигателей
Память О Людях Сочинение 9.3
Структура Органов Государственной Власти Реферат
Как Писать Эссе По Введению В Специальность
Годовая Контрольная Работа По Математике 3 Класс
Поэма 12 Сочинение

Тепловые двигатели и охрана окружающей среды

Содержание:

1. Введение
2. Воздействие транспорта на окружающую среду
3. Двигатели внутреннего сгорания
4. Основы поршневых двигателей внутреннего сгорания
5. Принцип работы ДВС
6. Принцип работы четырехтактного карбюраторного двигателя
7. Причины загрязнения воздуха выхлопными газами автомобилей 
8. Альтернативные виды топлива
9. Защита окружающей среды
10. Меры предосторожности
11. Заключение
12. Список литературы

Тип работы:	Реферат
Дата добавления:	21. 01.2020

• Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой выпускной квалификационной работой!
• Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала для самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

 

Если вы хотите научиться сами правильно выполнять и писать рефераты по любым предметам, то на странице «что такое реферат и как его сделать» я подробно написала.

Введение

Значительный рост всех секторов народного хозяйства требует перемещения большого количества грузов и пассажиров. Высокая маневренность, проходимость и приспособляемость к работе в различных условиях делают автомобиль одним из основных средств перевозки грузов и пассажиров. Автомобильный транспорт играет важную роль в развитии восточных и нечерноземных регионов России. Отсутствие развитой сети железных дорог и ограничение использования рек для судоходства делают автомобиль основным средством передвижения в этих районах. Автомобильный транспорт в России обслуживает все отрасли народного хозяйства и занимает одно из ведущих мест в единой транспортной системе страны. На долю автомобильного транспорта приходится более 80% грузов, перевезенных всеми видами транспорта вместе взятых, и более 70% пассажиропотока. Автомобильный транспорт создан в результате развития новой отрасли народного хозяйства — автомобильной промышленности, которая на современном этапе является одним из основных звеньев отечественного машиностроения.

Создание автомобиля началось более двухсот лет назад (название «автомобиль» происходит от греческого слова autos — «сам» и латинского mobilis — «мобильный»), когда начали производить «самоходные» тележки. Впервые они появились в России. В 1752 году русский механик-самоучка, крестьянин Л. Шамшуренков создал вполне совершенную для своего времени «самодвижущуюся коляску», приводимую в движение силой двух человек. Позже русский изобретатель И.П. Кулибин создал «тележку-самокат» с педальным приводом. С появлением паровой машины создание самоходных тележек быстро продвинулось. В 1869 — 1870 гг. Ж. Куньо во Франции, а несколько лет спустя в Англии были построены паровозы. Широкое распространение автомобиля в качестве транспортного средства началось с появлением двигателя внутреннего сгорания. В 1885 г. Даймлер (Германия) построил мотоцикл с бензиновым двигателем, а в 1886 г. К. Бенц — трехколесное транспортное средство. Примерно в это же время в промышленно развитых странах (Франция, Великобритания, США) создаются автомобили с двигателями внутреннего сгорания. В конце XIX века автомобильная промышленность возникла в ряде стран. В царской России неоднократно предпринимались попытки организовать собственное машиностроение. В 1908 году производство вагонов было организовано на Русско-Балтийском вагоностроительном заводе в Риге.  В течение шести лет здесь производили автомобили, собранные в основном из импортных запчастей. Всего завод построил 451 легковой автомобиль и небольшое количество грузовых автомобилей. В 1913 году автомобильный парк в России составлял около 9000 машин, большинство из которых было произведено за рубежом. После Великой Октябрьской социалистической революции отечественный автопром пришлось создавать практически заново. Начало развития автомобильной промышленности России относится к 1924 году, когда на заводе АМО в Москве были построены первые грузовики АМО-Ф-15. В период 1931-1941 гг. Было налажено крупносерийное и серийное производство автомобилей. В 1931 году завод АМО начал серийное производство грузовых автомобилей. В 1932 году завод ГАЗ был сдан в эксплуатацию. В 1940 году Московский автомобильный завод начал выпуск малолитражных автомобилей. Чуть позже был основан Уральский автомобильный завод. В годы послевоенных пятилеток были сданы в эксплуатацию Кутаисский, Кременчугский, Ульяновский, Минский автомобильные заводы.  С конца 60-х годов автомобильная промышленность развивалась особенно быстрыми темпами. В 1971 году Волжский автомобильный завод имени VI 50-летия СССР. За последние годы предприятиями автомобильной промышленности освоено множество образцов модернизированной и новой автомобильной техники, в том числе для сельского хозяйства, строительства, торговли, нефтегазовой и лесной промышленности. Мир автомобильного транспорта разнообразен, но «сердцем» подавляющего большинства транспортных средств является тепловая машина. 

Воздействие транспорта на окружающую среду

Как известно, экологическая ситуация на Земле и в нашей стране продолжает ухудшаться: озоновая дыра в Антарктиде не уменьшается, а загрязнение Мирового океана и воздушной оболочки планеты увеличивается.

Известно, что ежегодно нашими промышленными предприятиями в атмосферу выбрасывается более 60 миллионов тонн вредных веществ, около 37 миллионов тонн таких веществ попадают в нее вместе с выхлопными газами транспортных средств, около 30 миллиардов м3 воды, загрязненной промышленными и промышленными отходами. бытовые отходы попадают в реки, озера, моря. Более чем в 100 городах, где проживает около 50 миллионов человек, ПДК превышены в 10 (и более!) раз. 

Автомобили в России сегодня являются основной причиной загрязнения воздуха в городах. Сейчас в мире их более полумиллиарда. В России автомобиль есть у каждого десятого жителя, а в крупных городах — у каждого пятого. Выбросы от автомобилей в городах особенно опасны, поскольку загрязняют воздух в основном на уровне 60-90 см от поверхности земли и, особенно, на участках автомагистралей, где есть светофоры. Автомобили выбрасывают в атмосферу углекислый газ и монооксид, оксиды азота, формальдегид, бензол, бензопирен, сажу (всего около 300 различных токсичных веществ). Когда автомобильные покрышки трутся об асфальт, атмосфера загрязняется резиновой пылью, вредной для здоровья человека. Автомобиль потребляет огромное количество кислорода. В среднем легковой автомобиль сжигает за неделю столько кислорода, сколько его четыре пассажира тратят на дыхание в течение года.  С увеличением количества автомобилей площадь, занятая растительностью, которая обеспечивает кислород и очищает атмосферу от пыли и газа, уменьшается, и все больше места занимают автостоянки, гаражи и дороги. Изношенные шины и ржавые корпуса скапливаются на свалках. Однако старые кузова автомобилей можно увидеть во дворах и на пустырях.          

Машины загрязняют почву. При сжигании одной тонны бензина выделяется 500-800 кг. вредные вещества. Если двигатель автомобиля работает на бензине с добавкой свинца, то этим тяжелым металлом загрязняют почву вдоль дороги полосой шириной 50-100 м, а если дорога идет вверх и двигатель работает с нагрузкой, и загрязненная полоса шириной до 400 м! Свинец, загрязняющий почву, накапливается в растениях, которые кормят животных. С молоком и мясом металл попадает в организм человека и может вызвать серьезные заболевания.     

Волгоградская область относится к территории с низкой плотностью дорожной сети (всего 72 км на 100 км2), однако на одного жителя в год выбрасывается до 126 кг.  вредные вещества в атмосферу. Количество автомобильного транспорта, по данным Госкомстата Волгоградской области, по сравнению с 2002 годом увеличилось на 1900 единиц. Объем выбросов от автотранспорта (без учета транзита) составляет 563,05 тыс. Тонн в год. Приступая к трудовой деятельности, люди должны иметь четкое представление о том, что природные ресурсы не бесконечны, и технология любого продукта должна удовлетворять такому основному, с экологической точки зрения, требованию, как минимальное потребление материалов и энергии. Они должны хорошо знать законы природы, понимать взаимосвязь природных явлений, уметь предвидеть и оценивать последствия вмешательства в естественный ход процессов. Они должны иметь осознание приоритетности решения экологических проблем при реализации любых проектов, создании машин и механизмов, в любом хозяйственном предприятии, а также твердую убежденность в том, что без уверенности в безвредности окружающей среды того или иного событие, его не следует реализовывать.  При этом важно укреплять такую ​​жизненную позицию: беззаботное, безответственное отношение к природе аморально; осознание ценности окружающей нас природы обогащает духовный мир человека, возвышает его нравственные устои. Ведь, по мнению писателя С.П. Залыгиной, «отношение человека к окружающей среде — это уже сам человек, его характер, его философия, его душа, его отношение к другим людям». 

Двигатели внутреннего сгорания

В настоящее время существует большое количество устройств, использующих тепловое расширение газов. К таким устройствам относятся карбюраторный двигатель, дизельные двигатели, турбореактивные двигатели и др. Тепловые двигатели можно разделить на две основные группы:  

1. Двигатели внешнего сгорания — паровые двигатели, паровые турбины, двигатели Стирлинга и др.
2. Двигатели внутреннего сгорания. Двигатели внутреннего сгорания, в которых процесс сгорания топлива с выделением тепла и преобразованием его в механическую работу происходит непосредственно в цилиндрах, наиболее широко используются в качестве силовых установок для автомобилей.  Отсюда и название этого движка. Двигатели внутреннего сгорания работают на жидком топливе (бензин, керосин, масло) или горючем газе. Большинство современных автомобилей имеют двигатели внутреннего сгорания. Наиболее экономичными являются поршневые и комбинированные двигатели внутреннего сгорания. У них достаточно длительный срок службы, относительно небольшие габаритные размеры и вес. Основным недостатком этих двигателей следует считать возвратно-поступательное движение поршня, связанное с наличием кривошипно-шатунного механизма, что усложняет конструкцию и ограничивает возможность увеличения частоты вращения, особенно при значительных габаритах двигателей. А теперь немного о первом ДВС. Первый двигатель внутреннего сгорания (ДВС) был создан в 1860 году французским инженером Этьеном Ленуаром (1822-1900), но эта машина все еще была очень несовершенной, ее мощность составляла около 12 литров. из. Двигатель представлял собой одноцилиндровую машину двустороннего действия, работающую на смеси воздуха и осветительного газа с воспламенением от внешнего источника.  

В 1862 году французский изобретатель Альфонс Бо де Роша (1815-1891) предложил использовать четырехтактный цикл в двигателе внутреннего сгорания:            

1. абсорбция;
2. компрессия;
3. горение и расширение;
4. выхлоп. 

Эту идею использовал немецкий изобретатель Н. Отто, построивший в 1878 году первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. КПД такого двигателя достигал 22%, что превышало значения, полученные с использованием двигателей всех предыдущих типов. Быстрое распространение двигателей внутреннего сгорания в промышленности, транспорте, сельском хозяйстве и стационарной энергетике было обусловлено рядом их положительных особенностей. Реализация рабочего цикла ДВС в одном цилиндре с небольшими потерями и значительным перепадом температур между источником тепла и холодильником обеспечивает высокий КПД этих двигателей. Высокий КПД — одно из положительных качеств двигателя внутреннего сгорания. Среди двигателей внутреннего сгорания дизель в настоящее время является двигателем, который преобразует химическую энергию топлива в механическую работу с наивысшим КПД в широком диапазоне изменений мощности.  Это качество дизелей особенно важно с учетом ограниченных запасов нефтяного топлива. К положительным особенностям двигателей внутреннего сгорания можно отнести то, что их можно подключить практически к любому потребителю энергии.        

Это связано с широкими возможностями получения соответствующих характеристик изменения мощности и крутящего момента этих двигателей. Рассматриваемые двигатели успешно используются на автомобилях, тракторах, сельскохозяйственных машинах, тепловозах, кораблях, электростанциях и т. д. следовательно, двигатель внутреннего сгорания отличается хорошей приспособляемостью к потребителю. Сравнительно невысокая начальная стоимость, компактность и малый вес двигателей внутреннего сгорания позволили широко использовать их в энергетических установках, которые широко применяются и имеют небольшие размеры моторного отсека. Установки с двигателями внутреннего сгорания обладают большой автономностью. Даже самолет с двигателем ICE может летать десятки часов без дозаправки.  Важным положительным качеством двигателей внутреннего сгорания является возможность их быстрого запуска в нормальных условиях. Двигатели, работающие при низких температурах, оснащены специальными устройствами для облегчения и ускорения запуска. После запуска двигатели относительно быстро могут принимать полную нагрузку. ДВС обладают значительным тормозным моментом, что очень важно при использовании в транспортных установках. Положительной особенностью дизельных двигателей является способность одного двигателя работать на нескольких видах топлива. Так известны конструкции многотопливных автомобильных двигателей, а также мощных судовых двигателей, работающих на различных видах топлива — от дизельного до котельного мазута. Но, помимо положительных качеств, двигатели внутреннего сгорания обладают рядом недостатков: ограниченная, по сравнению, например, с паровыми и газовыми турбинами, суммарная мощность, высокий уровень шума, относительно высокая частота вращения коленчатого вала при пуске и невозможность непосредственное подключение его к ведущим колесам потребителя, токсичность выхлопных газов, возвратно-поступательное движение поршня, ограничивающее скорость вращения и являющееся причиной появления неуравновешенных инерционных сил и моментов от них.  Но было бы невозможно создать двигатели внутреннего сгорания, их развитие и применение, если бы не эффект теплового расширения. Ведь в процессе теплового расширения, нагретые до высокой температуры, газы совершают полезную работу. Из-за быстрого сгорания смеси в цилиндре ДВС резко повышается давление, под действием которого поршень перемещается в цилиндре. А это очень необходимая технологическая функция, то есть силовое воздействие, создание больших давлений, которое совершает тепловое расширение, ради чего это явление используется в различных технологиях, в частности в двигателе внутреннего сгорания.                

Основы поршневых двигателей внутреннего сгорания

Поршневые двигатели внутреннего сгорания состоят из механизмов и систем, выполняющих возложенные на них функции, и механизмов, взаимодействующих между собой. Основными частями такого двигателя являются кривошипно-шатунный механизм и газораспределительный механизм, а также системы питания, охлаждения, зажигания и смазки.  Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Газораспределительный механизм обеспечивает своевременный впуск горючей смеси в цилиндр и вывод из него продуктов сгорания. Система питания предназначена для приготовления и подачи горючей смеси в цилиндр, а также для отвода продуктов сгорания. Система смазки служит для подачи масла к взаимодействующим деталям с целью уменьшения силы трения и частичного их охлаждения, при этом циркуляция масла приводит к смыванию нагара и удалению продуктов износа. Система охлаждения поддерживает нормальную рабочую температуру двигателя, обеспечивая отвод тепла от деталей цилиндров поршневой группы и клапанного механизма, сильно нагретых при сгорании рабочей смеси.      

Система зажигания предназначена для воспламенения рабочей смеси в цилиндре двигателя.

Внутри цилиндра движется поршень с компрессионными (уплотнительными) кольцами, в виде стакана с дном в верхней части.  Поршень через поршневой палец и шатун соединен с коленчатым валом, который вращается в коренных подшипниках, расположенных в картере. Коленчатый вал состоит из коренной шейки, щеки и шатунной шейки. Цилиндр, поршень, шатун и коленчатый вал составляют так называемый кривошипно-шатунный механизм. Сверху цилиндр накрыт головкой с клапанами и, открытие и закрытие которых строго согласовано с вращением коленчатого вала, а, следовательно, с движением поршня. Движение поршня ограничено двумя крайними положениями, при которых его скорость равна нулю. Крайнее верхнее положение поршня называется верхней мертвой точкой (ВМТ), крайнее нижнее — нижней мертвой точкой (НМТ).      

Безостановочное движение поршня через мертвую точку обеспечивает маховик в виде диска с массивным ободом. Расстояние, проходимое поршнем от ВМТ до НМТ, называется ходом поршня S, который равен удвоенному радиусу R кривошипа: S = 2S. Пространство над днищем поршня, когда оно находится в ВМТ, называется камерой сгорания; его объем обозначается Vc; пространство цилиндра между двумя мертвыми точками (НМТ и ВМТ) называется его рабочим объемом и обозначается Vh.  Сумма всех рабочих объемов цилиндров многоцилиндрового двигателя называется рабочим объемом двигателя. Отношение общего объема цилиндра Va к объему камеры сгорания Vc называется степенью сжатия. Степень сжатия — важный параметр двигателя внутреннего сгорания, так как он сильно влияет на его КПД и мощность        

Принцип работы ДВС

Действие поршневого двигателя внутреннего сгорания основано на использовании работы теплового расширения нагретых газов при движении поршня из ВМТ в НМТ. Нагрев газов в положении ВМТ достигается в результате сгорания в цилиндре топлива, смешанного с воздухом. Это увеличивает температуру газов и давление. Поскольку давление под поршнем равно атмосферному, а в цилиндре оно намного выше, то под действием разницы давлений поршень будет двигаться вниз, а газы будут расширяться, совершая полезную работу. Именно здесь дает о себе знать тепловое расширение газов, вот его технологическая функция: давление на поршень. Чтобы двигатель непрерывно вырабатывал механическую энергию, цилиндр должен периодически наполняться новыми порциями воздуха через впускной клапан и топлива через форсунку, либо смесь воздуха и топлива должна подаваться через впускной клапан.  Продукты сгорания после их расширения выводятся из цилиндра через впускной клапан. Эти задачи выполняет газораспределительный механизм, контролирующий открытие и закрытие клапанов, и система подачи топлива.      

Принцип работы четырехтактного карбюраторного двигателя

Рабочий цикл двигателя — это периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, происходящих в каждом цилиндре двигателя и вызывающих преобразование тепловой энергии в механическую работу. Если рабочий цикл выполняется за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала, такой двигатель называется двухтактным. Автомобильные двигатели обычно работают в четырехтактном цикле, который включает два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения (хода) и выпуска. В карбюраторном четырехтактном одноцилиндровом двигателе рабочий цикл следующий:    

1. Ход впуска. Когда коленчатый вал двигателя делает первую половину оборота, поршень перемещается из ВМТ в НМТ, впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт.  В цилиндре создается разрежение 0,07-0,095 МПа, в результате чего свежий заряд горючей смеси, состоящей из паров бензина и воздуха, всасывается по впускному газопроводу в цилиндр и, смешиваясь с остаточным выхлопом. газы, образует рабочую смесь.  
2. Цикл сжатия. После заполнения цилиндра горючей смесью при дальнейшем вращении коленчатого вала (вторая половина оборота) поршень перемещается из НМТ в ВМТ при закрытых клапанах. По мере уменьшения объема температура и давление рабочей смеси повышаются. 
3. Ход расширения или рабочий ход. В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от электрической искры и быстро сгорает, в результате чего температура и давление образующихся газов резко повышаются, при этом поршень перемещается из ВМТ в НМТ. Во время такта расширения шатун, шарнирно соединенный с поршнем, совершает сложное движение и посредством кривошипа приводит во вращение коленчатый вал. При расширении газы совершают полезную работу; поэтому ход поршня на третьем полуоборота коленчатого вала называется рабочим.  В конце рабочего хода поршня, когда он находится около НМТ, открывается выпускной клапан, давление в цилиндре снижается до 0,3-0,75 МПа, а температура падает до 950-1200 С. 
4. Цикл выпуска. На четвертой половине оборота коленчатого вала поршень перемещается из НМТ в ВМТ. В этом случае выпускной клапан открыт, и продукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу через выхлопной трубопровод.           

Причины загрязнения воздуха выхлопными газами автомобилей 

Основная причина загрязнения воздуха — неполное и неравномерное сгорание топлива. Только 15% из них уходит на движение машины, а 85% «летит на ветер». Кроме того, камеры сгорания автомобильного двигателя представляют собой своего рода химический реактор, который синтезирует токсичные вещества и выбрасывает их в атмосферу. Даже невинный азот из атмосферы, попадая в камеру сгорания, превращается в ядовитые оксиды азота.   

Выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) содержат более 170 вредных компонентов, из которых около 160 являются производными углеводородов, которые непосредственно обязаны своим появлением неполному сгоранию топлива в двигателе.  Наличие вредных веществ в выхлопных газах в конечном итоге определяется видом и условиями горения топлива. 

Выхлопные газы, продукты износа механических деталей и автомобильных шин, а также дорожные покрытия составляют около половины выбросов в атмосферу антропогенного происхождения. Наиболее изученными являются выбросы двигателя и картера. Помимо азота, кислорода, двуокиси углерода и воды, эти выбросы включают вредные компоненты, такие как оксид. Двигаясь со скоростью в среднем 80-90 км / ч, автомобиль превращает в углекислый газ столько же кислорода, сколько 300-350 человек. Но дело не только в двуокиси углерода. Годовой выхлоп одной машины составляет 800 кг оксида углерода, 40 кг оксидов азота и более 200 кг различных углеводородов. В этом наборе окись углерода довольно коварна. Ввиду высокой токсичности его допустимая концентрация в окружающем воздухе не должна превышать 1 мг / м3. Известны случаи трагической гибели людей, запускавших автомобильные двигатели при закрытых воротах гаража.  В одноместном гараже смертельная концентрация угарного газа наступает через 2-3 минуты после включения стартера. В холодное время года неопытные водители, перестав поспать на обочине дороги, иногда включают двигатель, чтобы прогреть машину. Из-за проникновения угарного газа в салон такая ночевка может оказаться последней.            

Окиси азота токсичны для человека и, кроме того, вызывают раздражение. Особо опасным компонентом выхлопных газов являются канцерогенные углеводороды, которые обнаруживаются в основном на перекрестках возле светофоров (до 6,4 мкг / 100 м3, что в 3 раза больше, чем в середине квартала). 

При использовании этилированного бензина двигатель автомобиля выделяет соединения свинца. Свинец опасен тем, что может накапливаться как во внешней среде, так и в организме человека. 

Уровень загазованности автомобильных дорог и магистральных участков зависит от интенсивности автомобильного движения, ширины и рельефа улицы, скорости ветра, доли грузовых автомобилей и автобусов в общем потоке и других факторов.  При интенсивности движения 500 транспортных единиц в час концентрация окиси углерода на открытой местности на расстоянии 30-40 м от трассы снижается в 3 раза и достигает нормы. Трудности с распределением выхлопов транспортных средств на узких улицах. В результате практически все жители города испытывают на себе вредное воздействие загрязненного воздуха.   

Из соединений металлов, входящих в состав твердых выбросов автомобилей, наиболее изучены соединения свинца. Это связано с тем, что соединения свинца, попадая в организм человека и теплокровных животных с водой, воздухом и пищей, наиболее пагубно действуют на него. До 50% суточного поступления свинца в организм происходит из воздуха, значительную долю в котором составляют выхлопные газы автомобилей.  

Выброс углеводородов в атмосферный воздух происходит не только при работе автомобилей, но и при разливе бензина. По данным американских исследователей, за сутки в Лос-Анджелесе испаряется около 350 тонн бензина. И виноват не столько автомобиль, сколько сам человек.  При заливке бензина в бак они немного пролились, при транспортировке забыли плотно закрыть крышку, при заправке на заправке разбрызгались на землю, в воздух попали различные углеводороды.   

Каждый автомобилист знает: весь бензин из шланга залить в бак практически невозможно, часть его из ствола «пистолета» обязательно выплескивается на землю. Маленький. Но сколько машин у нас сегодня? И с каждым годом их количество будет расти, а значит, увеличится и количество вредных паров в атмосферу. Всего 300 г бензина, пролитого при заправке автомобиля, загрязняют 200 тысяч кубометров воздуха. Самый простой способ решить проблему — создать новую конструкцию разливочных машин, не позволяющих пролить на землю даже капли бензина.    

Альтернативные виды топлива

До конца 20 века двигатель внутреннего сгорания остается главной движущей силой автомобиля. В этой связи единственный способ решить энергетическую проблему автомобильного транспорта — это создание альтернативных видов топлива.  Новое топливо должно удовлетворять многим требованиям: иметь необходимое сырье, низкую стоимость, не ухудшать работу двигателя, как можно меньше выделять вредных веществ, по возможности сочетаться с существующей системой подачи топлива и т. д.  

В гораздо большем масштабе в качестве топлива для транспортных средств будут использоваться заменители нефти: метанол и этанол, синтетическое топливо, полученное из угля. Их использование поможет значительно снизить токсичность и негативное воздействие автомобиля на окружающую среду. 

Среди альтернативных видов топлива в первую очередь следует отметить спирты, в частности метанол и этанол, которые можно использовать не только как добавку к бензину, но и в чистом виде. Их основные достоинства — высокая детонационная стойкость и хорошая эффективность рабочего процесса, недостатком — пониженная теплотворная способность, что сокращает пробег между дозаправками и увеличивает расход топлива в 1,5-2 раза по сравнению с бензином. Кроме того, низкая летучесть метанола и этанола затрудняет запуск двигателя.   

Использование спиртов в качестве автомобильного топлива требует незначительной переделки двигателя. Например, для работы на метаноле достаточно заново отрегулировать карбюратор, установить устройство для стабилизации запуска двигателя и заменить некоторые корродированные материалы на более стойкие. Учитывая токсичность чистого метанола, необходимо обеспечить тщательную герметизацию топливной системы автомобиля.  

Содержать двигатель в чистоте несложно. Вам просто нужно перевести его с бензина на сжатый воздух. Но в отношении автомобильных двигателей эта идея не выдержала критики: на таком «топливе» далеко не уедешь. А американские специалисты предложили заменить сжатый воздух жидким азотом. Они даже разработали автомобиль, в котором азот, расширяясь за счет испарения, толкал три поршня двигателя. А чтобы активизировать процесс испарения, предлагается закачать азот в специальную камеру нагрева, где сжигается небольшое количество дизельного топлива. При достаточной мощности такая схема обеспечит запас хода до 500 км.  Уголь — самый распространенный невозобновляемый источник энергии. Еще в 30-х годах в Германии было налажено производство синтетического моторного топлива из угля. Был даже период, когда за его счет удовлетворялось около 50% потребности страны в бензине и дизельном топливе.         

Однако к 1953 году почти все заводы синтетического топлива в Европе были закрыты из-за нерентабельности из-за низких цен на импортируемую нефть. В настоящее время интерес к синтетическому топливу из угля проявляется во многих странах. 

В последнее время широкое распространение получила идея использования чистого водорода в качестве альтернативного топлива. Интерес к водородному топливу объясняется тем, что, в отличие от других, это самый распространенный элемент в природе. 

Водород — один из главных претендентов на топливо будущего. Для получения водорода могут применяться различные термохимические, электрохимические и биохимические методы с использованием энергии Солнца, атомных и гидроэлектростанций и т. д. 

Польза водорода для окружающей среды подтверждена различными испытаниями.

В какой форме можно использовать водород? Газообразный, даже сильно сжатый водород невыгоден, так как для его хранения нужны большие баллоны. 

Более реальный вариант — использовать жидкий водород. Однако в этом случае необходима установка дорогих криогенных резервуаров со специальной теплоизоляцией.  

Защита окружающей среды

Сотрудник ГАИ: Снижение вредных выбросов от автомобилей способствует:

1. Равномерное движение автомобилей по улицам, устранение заторов, сокращение задержек транспорта на перекрестках. Светофор играет в этом важную роль. Благодаря светофорам автомобили меньше простаивают на перекрестках, тратят топливо и загрязняют воздух выхлопными газами.  
2. Максимальная скорость в городе выставлена ​​не 80 км / ч и не 50 км / ч, а 60 км / ч, т.к. на такой скорости минимум вредных выбросов. 
3. Важен вывод из городской черты транзитных потоков грузов: это делается в нашем регионе.
4. В некоторых городах России есть микрорайоны, в которые въезд автотранспорта крайне ограничен и люди ходят только пешком. Жалко, но таких микрорайонов в нашем городе нет. 
5. Каждый водитель должен знать, что причины «задымления» автомобилей следующие: неисправность двигателя, плохо отрегулированные системы питания и зажигания. При правильной настройке всех двигателей автомобилей выброс вредных веществ в атмосферу снизится в 5-6 раз. Нежелание копать лишний час в двигателе приводит к тому, что машина «разносит» ядовитые пары по улицам неделями, а то и месяцами. Плохо накачанные шины не только быстрее изнашиваются, но и повышают сопротивление движению, а значит, сжигается больше топлива. выбор скорости движения, резкое ускорение и торможение, превышение заданной скорости, увеличение холостого хода — все это приводит к загрязнению атмосферы, а значит, среди водителей необходима разъяснительная работа.
6. Для контроля технического состояния автомобилей существуют диагностические станции: «ВАЗ-сервис», «ГАЗ-сервис» и др. Транспортные компании должны иметь такие диагностические станции, но сегодня многие не могут себе этого позволить.

Графики убедительно демонстрируют, что выбросы только одного углекислого газа тепловыми двигателями (двигателями внутреннего сгорания, тепловыми электростанциями), увеличивающиеся с каждым годом, приводят к серьезным экологическим проблемам.

Меры предосторожности

Врач-педиатр МУЗ клинической поликлиники №1: наше здоровье во многом зависит от того, чем мы дышим, что едим и пьем, в каких условиях живем и работаем. В результате загрязнения окружающей среды здоровье населения действительно ухудшается. Количество пациентов постоянно увеличивается. В настоящее время в нашей клинике находится на учете 950 пациентов с различными заболеваниями. Когда человек подвергается воздействию вредных веществ, важным обстоятельством является то, что он не сразу ощущает их влияние. В то же время высокая концентрация газа может вызвать тяжелые сердечно-сосудистые заболевания, психологическую усталость, респираторные заболевания, анемию, потерю памяти и т. д.     

Рекомендации врача:

• научиться дышать через нос.
• чаще, чтобы освободить слизистую носа от скопившейся пыли.
• и воздержитесь от пробежек по городским улицам.
• с близлежащими магистралями вдохи следует делать неглубоко, неглубоко.
• питьевая вода должна быть защищена.
• с фруктами, овощами, перед употреблением тщательно промыть.

Заключение

В наши дни люди, принимающие ответственные технические решения, должны владеть основами естествознания, быть экологически грамотными, осознавать свою ответственность за действия и понимать, какой вред они могут нанести природе. На наш взгляд, автомобиль просто необходим в жизни и творчестве современной цивилизации. Но любые недостатки научно-технического прогресса необходимо своевременно устранять, чтобы сохранить окружающую среду в чистоте. Человек должен понимать, что жизнь на Земле зависит от его отношения к природе, от гармонии между ними.   

Поэтому вам всем нужно задуматься над вопросом: хорошая машина или плохая? Решение этой проблемы в первую очередь зависит от вас и меня.  

Список литературы

1. Арустамов Э.А. и другие. Природопользование: Учебник. — 7 изд. доработал и доп. — М .: Издательско-торговая корпорация «Дашков и Ко», 2007.    
2. Гурова Т. Ф., Основы экологии и рационального природопользования: Учебное пособие. пособие / Т. Ф. Гурова, Л. В. Назаренко. — М .: Издательство «Оникс», 2006.  
3. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. Учебник для вузов. — Ростов / на / Дону. Феникс, 2007.   
4. Природопользование, охрана окружающей среды и экономика: Теория и практикум: Учеб. пособие / Под ред. А.П. Хаустов. — М .: Изд-во РУДН, 2007. — С. 36-234.   
5. Реймерс Н. Ф. Природопользование: Словарь-справочник. — М .: Мысль, 1991. 
6. Экология и безопасность жизни. Учебник для ВУЗов / Под ред. Л.А. Муравья — М .: ЮНИТИ, 2004.  
7. Авраменко И. М. Основы природопользования / Серия «Высшее профессиональное образование». — Ростов н / д: «Феникс», 2005. 
8. Автомобильный транспорт и охрана окружающей среды.  — Саратов: Изд-во «Ареал», 2005. 
9. Агаджанян Н.А., Торшин В.И. Экология человека. М .: КРУК, 2005. 
10. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Основы экодевелопмента: Учебник. пособие. — М .: Издательство Рос. эконом. акад., 2005.    

 

 

Эволюция автомобильного двигателя — 2226 слов

СОДЕРЖАНИЕ

1. ЭВОЛЮЦИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННИЯ КОМПЕРТА
2. Американские конструкции электрических транспортных средств
3. . гибрид
4. Гибрид будущего
5. Современные автомобили и выбросы
6. Каталожные номера

Эволюция двигателя внутреннего сгорания

Двигатель, в котором процессы сжигания топлива происходят в закрытом помещении с выделением газов, которые увеличиваются из-за давления, которое, в свою очередь, поставляет энергию, квалифицируется как двигатель внутреннего сгорания. История двигателей внутреннего сгорания восходит к 1680 году, когда голландский физик Кристиан Гюйгенс экспериментировал с ними (Daniels, 2003).

В 1859 г. была достигнута успешная разработка эффективного бензинового двигателя. Французский инженер Этьен Ленуар разработал двигатель двойного действия с искровым зажиганием, работа которого не прерывалась. В 1862 году французский ученый Альфонс Бо де Роша усовершенствовал изобретение Леннуара, но не смог разработать четырехтактный двигатель.

Успешный четырехтактный двигатель появился шестнадцать лет спустя после напряженной работы Николауса Отто. Этот двигатель стал известен как цикл Отто. Еще одним успехом стал двухтактный двигатель, который Дугалд Клерк завершил в том же году, когда Джозеф Дэй усовершенствовал его до коммерческого успеха. В 1875 году Джордж Брайтон, американский инженер, попытался создать двухтактный двигатель, который работал бы на керосине, но потерпел неудачу из-за его низкой скорости и размеров (Junge, 2010).

Готлиб Даймлер в 1885 году построил уменьшенную и быстроходную версию современного газового двигателя, который имел вертикальный цилиндр и потреблял бензин, нагнетаемый через карбюратор.

Через четыре года тот же американский инженер изобрел четырехтактный двигатель с грибовидными клапанами и двойными цилиндрами, расположенными в V-образной форме, с более высоким отношением мощности к весу. Этот двигатель не имел электрического зажигания до 1924 года, когда его изобретение оказалось возможным. Тем не менее, бензиновые двигатели, используемые сегодня, можно проследить от двигателей Daimler.

Франция и Великобритания укрепили представление об электромобилях в конце 1800-х годов. Идея разработки этих автомобилей стала реальностью, когда в Бельгии был собран электрический спортивный автомобиль под названием La Jamais Contente, который установил мировой рекорд скорости на суше в 68 миль в час, а Камилла Дженатзи взяла на себя ответственность за его дизайн (Bellis, 2012).

В 1895 году американцы обратили свой интерес к этим изобретениям электромобилей. Это произошло после успешных испытаний электрических трехколесных велосипедов благодаря работам А. Л. Райкера и Уильяма Моррисона, который в 1891 году разработал фургон для шести пассажиров. транспортные средства, способные вместить пассажиров, взяли кредит.

В 1897 году компания Philadelphia Electric and Wagon Company построила парк такси в Нью-Йорке, что стало началом создания коммерческого транспорта. Тем не менее, скорость этих электромобилей, разработанных ранее, была мучительно медленной, поскольку они преодолевали только 20 миль в час. Этот фактор был результатом технологической отсталости и отсутствия технологических ноу-хау транзисторов.

Какими бы ни были их темпы, они превзошли своих конкурентов начала 19 века. У них уменьшилось количество случаев быстрого движения вперед и назад, они излучали меньше дыма и уменьшили шум, связанный с автомобилями, использующими бензин. Кроме того, у электромобилей не было проблем с переключением передач, как у их собратьев.

Электрические транспортные средства также были признаком успеха, поскольку они стали для них городскими транспортными средствами. Ограниченный радиус действия стал скорее преимуществом, чем недостатком. Они отдавали предпочтение многим, поскольку для их запуска требовалось меньше энергии, чем бензиновым автомобилям, которые производили много шума при зажигании (Westbrook, 2001). Электромобиль был прост в управлении и эксплуатации; таким образом, рекомендуется для женщин.

Рост популярности

Отсутствие надлежащей инфраструктуры препятствовало росту популярности электромобилей. В 1912 году эта проблема была решена благодаря тому, что люди подключали свои дома к электрическому ключу для приведения в движение электромобилей.

Это повысило популярность машин. В начале века в США было зарегистрировано 33 842 электромобиля. Это был очевидный признак принятия, поскольку такое большое количество регистраций было намного выше, чем у других автомобилей.

В отличие от обычных электромобилей, которые в начале века стоили 1000 долларов США, более поздние версии электромобилей имели уникальные детали интерьера с использованием дорогих материалов, что способствовало высокому сезону продаж в 1912 году. Для проблем, связанных с отсутствием подзарядки службы, служба замены батарей, созданная в 1896 году, решила эту проблему.

Компания Hartford Electric Light Company реализовала эту идею, воспользовавшись услугами аккумуляторных батарей General Vehicle Company. Люди покупали свои автомобили у General Vehicle Company, за исключением аккумуляторов. После этого они будут покупать электроэнергию у Hartford Electric в сменных батареях.

Тем не менее, была ежемесячная плата за пройденные мили, некоторая плата за ежемесячное обслуживание автомобиля, а также его надлежащее хранение. Аналогичная служба взяла на себя и обслуживала владельцев автомобилей Milburn Light Electric в штате Чикаго, которые покупали автомобили, за исключением аккумуляторов.

Гибридные транспортные средства

Гибридное транспортное средство — это транспортное средство, в котором для приведения в движение используется более одного силового средства. Производители транспортных средств применили эту концепцию к гибридным электромобилям, которые сочетают в себе один или несколько электродвигателей с двигателем внутреннего сгорания (Ehsani, Yimin, Sebastien and Emadi 2004).

История этих автомобилей восходит к 1899 году, когда доктор Фердинанд Порше построил гибридный автомобиль, который двигался благодаря газовому двигателю, приводившему в движение электрическую динамо-машину, которая, в свою очередь, использовала энергию для приведения в движение электродвигателей. в центральной части двух колес впереди. Однако в последующие десятилетия гибридный автомобиль претерпел многочисленные усовершенствования, в том числе изобретение генеративного торможения.

Эта идея работает в современных гибридных автомобилях. Автомобиль Порше претерпел некоторую модификацию в 1915, когда компания Woods Motor Vehicle Manufacturers разработала гибридный автомобиль с двойным двигателем (Anderson and Judy, 2010). В этом автомобиле использовалась электрическая батарея для привода двигателя на пониженной скорости 25 км/ч, а бензиновый двигатель использовался для разгона автомобиля с пониженной скорости до максимальной скорости 55 км/ч.

Период между 1920 и 1965 годами был периодом бездействия с точки зрения огромного производства гибридных автомобилей. Конгресс США одобрил широкое использование электромобилей как один из надежных способов снижения загрязнения воздуха в 1919 году.66. Значительное усовершенствование двигателя произошло в период с 1968 по 1971 год, когда трое ученых изобрели двигатель с гибридной силовой установкой.

Двигатель неблагоприятно повысил скорость транспортного средства с относительно меньшим двигателем, который требуется обычному двигателю внутреннего сгорания для движения. Собранные в системе идеи неизбежны в современных гибридах.

В 1975 году было испытано 352 электромобиля, в результате чего Управление по развитию энергетических исследований США создало программу продвижения гибридной технологии. В 1976, Публичный закон 94/413 вступил в силу в отношении электрических гибридных транспортных средств.

Основной целью закона было сотрудничество с автомобильными фирмами и продвижение аксессуаров для электромобилей, таких как аккумуляторы и контроллеры. Это период, когда Toyota разработала первый электрический гибрид с газогенераторной турбиной, обеспечивающей питание электродвигателя.

В период с 1977 по 1979 год было проведено множество исследований. Исследовательские работы были направлены на улучшение качества гибридных электромобилей. Отчет о разумном производстве гибридных автомобилей в середине 1980-е были намеком. Открытие еще одного двигателя произошло в начале 1980-х годов.

Автомобильная фирма Briggs and Stratton собрала гибридный автомобиль с двухцилиндровым четырехтактным бензиновым двигателем мощностью 16 л.с. и электродвигателем максимальной мощностью 26 л.с. Этот двигатель был способен снабжать энергией двухдверный автомобиль, традиционно спроектированный с двумя передними колесами и четырьмя задними (Ehsani, 2005).

В 1989 году Audi выпустила электрический двигатель мощностью 12,6 л.с., который двигал задние колеса вместо карданного вала. Двигатель также имел 2,3-литровый цилиндр, приводивший в действие переднее колесо, и никель-кадмиевый аккумулятор, обеспечивающий необходимую энергию.

В 1991 году Консорциум передовых батарей США, отдел, занимающийся энергетической программой, организовал программы по производству превосходных батарей из гидрида никеля. Эти батареи позволили бы стоящим гибридным электромобилям эксплуатироваться на дорогах в любую погоду. В следующем году Toyota Motors Corporation поставила перед собой цель производить автомобили с пониженным уровнем выбросов.

В 1993 году правительство США призвало к массовому производству автомобилей, использующих другие источники энергии, кроме бензина. В рамках этой инициативы несколько государственных учреждений объединились с Chrysler, Ford и General Motors. Эта объединенная сила привела к производству автомобилей, использующих другие источники энергии, в дополнение к гибридным электромобилям.

Современные гибридные автомобили

Современные гибридные автомобили могут оказаться намного более сложными, чем более ранние гибридные версии. Однако основной принцип одинаков во всех современных автомобилях. Современные гибридные автомобили работают через систему генеративного торможения. Эта система эффективна при преобразовании энергии движения в электрическую энергию, восстанавливающую мощность в батарее, вместо того, чтобы выделять ее в виде тепла.

Это изобретение сыграло жизненно важную роль в гибридных транспортных средствах. Некоторые современные гибридные автомобили уменьшают количество выхлопных газов за счет закрытия двигателя внутреннего сгорания и его зажигания при необходимости. У HVP значительно снижены выбросы, в отличие от их бензинового аналога. ГЭМ экономят топливо благодаря своим двигателям небольшого размера, в отличие от автомобилей внутреннего сгорания, работающих на чистом бензине (Ehsani, Yimin, Sebastien and Emadi 2004).

Текущий гибрид

Текущая версия гибрида, технически называемая экологически чистым транспортным средством, относительно мощная и экономичная. Они имеют высокий, пониженный коэффициент использования топлива. Хотя их цены пугают, они подходят для городских водителей из-за их приемлемого расхода бензина, особенно в движении с остановкой.

Эти автомобили имеют низкий уровень выбросов на пониженной скорости, а также менее шумные, в отличие от своих собратьев с двигателем внутреннего сгорания. Примеры современных гибридных автомобилей включают Chevrolet Silverado 2011 года, Cadillac Escalade 2011 года, Chevrolet Tahoe 2011 года, Ford Escape 2011 года, GMC Sierra 2011 года, Honda Civic 2012 года и Lexus CT 200H 2011 года среди многих других.

Будущий гибрид

Нынешние гибридные автомобили являются отражением версии будущего, которую ожидают люди во всем мире. Разработчики текущей версии гибрида размышляют о том, какой дизайн будет следующим для будущего гибридного автомобиля. Во всем мире автомобильные компании планируют запустить гибридный автомобиль.

Этим компаниям сложно учитывать такие факторы, как производительность, выбросы и эффективность. Будущий гибрид будет предполагать, что все типы, существующие в настоящее время, от спортивных автомобилей до внедорожников и других разновидностей транспортных средств, будут использовать как газ, так и энергию (Motavalli, 2001).

Техническое обслуживание является критическим вопросом при разработке этих будущих гибридов. Производителям придется обрабатывать новые запчасти для будущих гибридных моделей, и в то же время механики должны владеть новой технологией, чтобы получить знания о замене вышедших из строя деталей.

Будущий гибрид будет намного мощнее, чтобы повысить производительность и эффективность использования топлива. Конечно, конструкторы автомобилей сделают их легче, чем текущая версия, чтобы повысить эффективность использования топлива. Инженерам придется объединиться для разработки солнечных элементов, которые будут восстанавливать питание автомобильных аккумуляторов; таким образом, исключая процесс зарядки аккумуляторов в гибридных транспортных средствах (Duffy, 2009).

В будущем разработчики гибридных автомобилей должны будут обратить внимание на мощность выбросов. Им придется строить автомобили с гораздо более низким уровнем выбросов, поскольку нынешние выбросы наносят вред атмосфере. Существует вероятность того, что будущий гибрид может использовать водородную энергию, в отличие от источников энергии, используемых сегодня.

Будущий дизайн гибридных автомобилей окажется более сложным, чем сегодняшний дизайн, поскольку сегодняшние дизайнеры работают над тем, чтобы будущий дизайн был успешным. С технологическим прогрессом возможны любые будущие разработки гибридных автомобилей.

Современные автомобили и выбросы

Многие отраслевые исследования показывают, что повышение топливной эффективности транспортных средств привело к снижению выбросов CO ₂ . По данным Ассоциации автомобильной промышленности (MIA), национальный средний показатель выбросов углерода (NACE) для новых автомобилей в 2011 году впервые показал показатель выбросов CO ₂ от 200 до 197,1 граммов (Ассоциация автомобильной промышленности, 2012). Это представляет собой падение на 2,3 процента по сравнению с предыдущим годом.

Усилия по сокращению выбросов CO 9Выброс 0116 2 среди автопроизводителей начался более пяти лет назад. Среднее снижение выбросов CO ₂ составило 10 процентов. Большинство новых пассажирских транспортных средств являются частью этого расчета. Таким образом, представленные цифры являются репрезентативными при расчете мер CO ₂ . Падение связано с усовершенствованными технологиями транспортных средств среди основных производителей в мире.

Основной задачей является соответствие выбросам CO ₂ на целевых рынках, включая США, Европу, Австралию и другие страны с развивающейся экономикой. Потребители также изменили свои покупательские привычки в соответствии с экологическими требованиями. Это улучшилось благодаря государственным субсидиям, особенно в Европе, где правительство облегчает покупку экологически чистых автомобилей, субсидируя затраты.

Большинство этих достижений являются результатом схемы торговли выбросами углерода, направленной на сокращение количества CO ₂ в атмосфере. Цель была на транспортном секторе для долгосрочной программы по сокращению.

Эти достижения новых автомобилей показывают, что производители автомобилей играют свою роль в борьбе с ухудшением состояния окружающей среды, сокращением выбросов парниковых газов и загрязнений от автомобилей. Такие усилия не связаны с вмешательством правительства или регулированием, а скорее являются технологическим прорывом в производстве автомобилей.

Ссылки

Андерсон, К. и Джуди А. (2010). Электрические и гибридные автомобили: история. Джефферсон, Северная Каролина: Макфарланд.

Беллис, М. (2012). История электромобилей: первые годы, электромобили с 1830 по 1930 год . Изобретатели, 1 , 1-4.

Дэниелс, Дж. (2003). Движущая сила: Эволюция автомобильного двигателя. Теннесси: Haynes Manuals Inc.

Даффи, Дж. Э. (2009). Современные автомобильные технологии, (7-е изд.). Иллинойс: Goodheart — Willcox Co.

Эхсани, М. (2005). Современные электрические, гибридные электрические автомобили и автомобили на топливных элементах: основы, теория и конструкция. Нью-Йорк: CRC Press.

Эхсани, М., Йимин Г., Себастьен, Э. и Али, Э. (2004). Современные электронные, гибридные электрические автомобили и автомобили на топливных элементах: основы теории и дизайна. Нью-Йорк: CRC Press.

Junge, FE (2010). Энергия газа: исследование эволюции энергетики газа, проектирование и строительство больших газовых двигателей в Европе, применение энергии газа для различных видов рационального использования низкосортного топлива. Джексонвилл, Флорида: паб Hill. Co.

Мотавалли, Дж. (2001). Forward Drive: Гонка за создание «чистых» автомобилей будущего. Сан-Франциско, Калифорния: Sierra Club Books.

Ассоциация автомобильной промышленности. (2012). Выбросы CO2 от новых автомобилей продолжают снижаться. Новая Зеландия: МВД.

Вестбрук, Массачусетс (2001). Электромобиль: развитие и будущее аккумуляторных, гибридных и топливных автомобилей. Нью-Йорк: Институт инженеров-электриков.

Эссе о двигателях Эссе — Бесплатные сочинения для колледжей

С момента появления двигателей технология двигателей совершенствовалась с каждым днем. Технология двигателей значительно улучшилась от паровых двигателей в первые дни до современных двигателей внутреннего сгорания и гибридных двигателей. В настоящее время существует множество типов двигателей, примеры которых включают; двигатели внутреннего сгорания, двигатели внешнего сгорания, электрические двигатели, гибридные двигатели и другие. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) появился в результате идеи сжигания топлива внутри двигателя для обеспечения движения. (Раджпут, стр. 317) отмечает, что наиболее часто используемым видом топлива является бензин, хотя существуют и другие виды топлива.

Обычно используется бензин, потому что он легко доступен. Он смешивается с воздухом и затем впрыскивается в цилиндр двигателя, где сгорает для обеспечения мощности. Эта сила толкает поршень внутри цилиндра, который вращает коленчатый вал, соединенный с колесами, обеспечивая тем самым движение. Другие источники топлива включают в себя; водород, дизель, метан и пропан. Существует два типа двигателей внутреннего сгорания, т. е. двухтактные и четырехтактные двигатели. Двухтактный двигатель используется в небольших транспортных средствах и машинах, а четырехтактный двигатель используется в больших транспортных средствах, грузовиках, генераторах и других крупных машинах.

ДВС работают по принципу четырехступенчатого цикла для обеспечения мощности. Эти этапы; впуск, сжатие, мощность и выпуск. Гибридные двигатели возникли из-за опасений по поводу истощения топлива и воздействия двигателей внутреннего сгорания на окружающую среду. В отличие от ДВС гибридный двигатель сочетает в себе два источника энергии, т.е. е. бензиновые и электрические. Электрические двигатели были лучшим вариантом для устранения ограничений обычных двигателей, но неспособность первых выдерживать долгие часы вождения и необходимость частых перезарядок сделали их неподходящими. Таким образом, гибридный двигатель использует как бензин, так и электричество.

Два типа гибридных двигателей включают параллельный и последовательный. Разница между ними заключается в том, что в первом и электродвигатель, и двигатель напрямую связаны с трансмиссией и, таким образом, могут одновременно вращать коленчатый вал. Как отмечают (Андерсон и Джуди, стр. 157), споры о том, какой тип двигателя лучше, ведутся уже довольно давно. Чтобы эффективно ответить на этот вопрос, необходимо изучить плюсы и минусы двух типов двигателей. Важно отметить, что гибридные двигатели были разработаны в результате ограничений ДВС и двигателей с электрическим приводом.

(Раджпут, стр. 317) отмечает, что самым большим недостатком обычных двигателей является постоянно растущий уровень загрязнения вследствие выброса окиси углерода и других парниковых газов. Это имеет далеко идущие последствия для окружающей среды, т.е. е. это приводит к глобальному потеплению. Экологические проблемы и возможность истощения запасов энергии потребовали разработки двигателя, который был бы эффективным и в то же время сводил к минимуму использование бензина. Эти проблемы возникли из-за того, что ДВС являются крупнейшим источником загрязнения во всем мире, а также из-за невозобновляемой природы бензина.

Сначала были разработаны электрические двигатели. Эти двигатели работали по принципу использования топливных батарей для получения энергии. Электромобили не были такими успешными, как предполагалось, из-за различных ограничений (Андерсон и Джуди, стр. 171). Примеры таких ограничений включают неадекватную инфраструктуру для таких технологий, как заправочные станции. Текущая инфраструктура давала преимущество ДВС и, таким образом, затрудняла эксплуатацию и обслуживание электродвигателей. Еще одно ограничение заключалось в том, что, будучи новой технологией, электрические двигатели требовали высоких первоначальных затрат и затрат на техническое обслуживание, что затрудняло владение автомобилями людьми.

В-третьих, электрические двигатели столкнулись с высокой конкуренцией со стороны обычных двигателей, поскольку стоимость и производительность батареи были низкими по сравнению со скоростью и расстоянием, преодолеваемым обычными двигателями. Включены другие ограничения; отсутствие запасных частей, которые можно было быстро поставить, характер работы батареи, которая требовала зарядки в течение долгих часов, и тот факт, что технология производства батарей все еще была на низком уровне. Из-за этого электрическим двигателям было чрезвычайно трудно прорваться на основной рынок. Тем не менее, у электродвигателей было несколько преимуществ перед ДВС, но недостатки перевешивали их (Месситер, стр. 9).0004

25). Как обычные двигатели, так и гибридные двигатели имеют свои преимущества и недостатки. Ограничения ICE указаны ранее. Его преимущества перед гибридным двигателем включают в себя; он используется в течение очень долгого времени, поэтому запчасти легко доступны, он дешев и прост в обслуживании, а также имеет больший радиус действия и скорость. С другой стороны, гибридные двигатели выгодны тем, что они обеспечивают баланс между электричеством и газом, что приводит к экономии топлива. Это хорошо тем, что снижает скорость использования невозобновляемой энергии, тем самым обеспечивая будущие резервы.

Они снижают чрезмерную зависимость от ископаемого топлива. Гибридные двигатели также безопасны для окружающей среды, поскольку они выделяют меньше угарного газа и других парниковых газов (Rosa, стр. 105). В результате снижается опасность глобального потепления из-за парниковых газов. Это делает их полезными не только для пользователя, но и для общества и всей вселенной в целом. Эти двигатели также могут потреблять меньше энергии благодаря наличию двух источников энергии и имеют больший пробег. В гибридных двигателях, в отличие от электрических, аккумуляторы заряжаются в системе i. е. нет необходимости во внешнем источнике.

Это стало возможным благодаря использованию концепции технологии рекуперативного торможения. Это означает, что когда автомобиль ломается, кинетическая энергия сохраняется как потенциальная энергия и используется позже для зарядки аккумулятора. Это снижает потери энергии. С другой стороны, у гибридных двигателей есть свои недостатки. Самым большим недостатком является то, что первоначальная стоимость слишком высока, что делает невозможным их приобретение широкой публикой. Стоимость производства этих двигателей очень высока из-за того, что для этого требуется технология, поэтому первоначальные цены выше по сравнению с ДВС (Андерсон и Джуди, 2004 г. ).

Еще один недостаток этих двигателей заключается в том, что по сравнению с обычными двигателями гибридные двигатели требуют, чтобы автомобили были оснащены батареями. Это приводит к тому, что эти автомобили имеют больший вес, чем обычные. Как отмечает (Messiter стр. 26), эти двигатели также обладают высоким риском поражения электрическим током из-за контакта с высоковольтными кабелями в случае аварии. Кроме того, эти двигатели содержат сложную систему и поэтому требуют только опытных механиков. Поскольку эта технология является относительно новой, таких людей немного, что затрудняет обслуживание этих транспортных средств.

Другие недостатки этих двигателей включают: отсутствие запасных частей i. е. запчасти недоступны, более низкое ускорение по сравнению с ДВС и короткое время автономной работы. Несколько лет назад многие производители двигателей, такие как General Motors, Daimler Chrysler и другие, неохотно решались на массовое производство этих двигателей, несмотря на то, что выделяли значительные ресурсы на исследования и разработки этой технологии (Андерсон и Джуди, стр. 172). Но все меняется, и многие производители начинают использовать эту технологию как технологию будущего.

Некоторые производители-первопроходцы, которым пришлось рискнуть использовать эту технологию, включали Toyota и Honda. Гибридные электромобили появились на рынке в 1990-х годах и стали широко доступны для населения с помощью правительства за счет налоговых льгот и льгот. Примерами этих автомобилей были Toyota Prius производства Toyota и Honda Insight производства Honda. Несмотря на несколько недостатков, как указано выше, я думаю, что гибридные двигатели — это то, что нужно, потому что их преимущества и влияние на вселенную намного перевешивают их ограничения.

Например, самым большим недостатком обычных двигателей является выброс парниковых газов, которые наносят вред окружающей среде. Эти газы приводят к глобальному потеплению и изменяют экологическую обстановку. Это может привести к проблемам со здоровьем, таким как респираторные осложнения и другие заболевания, от которых страдает человечество. Выбросы окиси углерода и других парниковых газов также влияют на экосистему. Как отмечает (Роза, стр. 105), существует также проблема уменьшения запасов энергии, поэтому гибридные двигатели пригодятся в качестве наилучшего вмешательства, поскольку существует эффективное и действенное использование энергии.

С улучшением технологий ограничения этих двигателей могут быть преодолены. По мере развития гибридные двигатели могут стать более доступными для всего населения за счет снижения высоких первоначальных затрат на приобретение этих автомобилей. Многие производители двигателей начинают использовать эту технологию как основу будущего, потому что, помимо экономии топлива за счет снижения расхода топлива, они имеют другие преимущества по сравнению с обычными двигателями. Например, характеристики гибридных транспортных средств могут позволить производителям производить более долговечные автомобили.

Концепции рекуперативного торможения, снижения потерь энергии при простое автомобиля и уменьшения размера используемого ДВС делают эти автомобили более эффективными, чем обычные. Поскольку гибридные двигатели сочетают в себе два источника энергии, размер ДВС может быть значительно уменьшен по сравнению с обычным транспортным средством. Как отмечают (Андерсон и Джуди, стр. 172), технология гибридного двигателя снижает износ и, таким образом, увеличивает срок службы двигателя.

Например, значительно снижается износ ДВС, особенно потому, что ДВС отключается, когда автомобиль стоит на холостом ходу. Кроме того, с помощью этой технологии можно достичь компромисса между улучшенной топливной экономичностью и производительностью. Этого можно достичь, контролируя двигатель, мощность двигателя и аккумулятор. Эта технология также позволяет смешивать топливо с другими видами топлива. Технология гибридного двигателя позволяет смешивать бензин с другими источниками топлива в различных пропорциях. e. грамм. 9Бензин 0004

можно смешивать с этанолом. Этанол можно получить из возобновляемых источников энергии (Роза, стр. 105). Это гарантирует резервирование невозобновляемого бензина. В настоящее время количество производителей, отважившихся на эту технологию, велико, и многие, если не все производители, переходят на массовое производство гибридных автомобилей. Все основные производители приняли эту технологию. Это долгожданный жест, поскольку он снизит общую стоимость покупки и обслуживания этих автомобилей, что сделает их широко доступными для общественности.

В общем и целом, я думаю, что технология гибридных двигателей — это правильный путь, поскольку она приносит больше пользы не только пользователю, но и обществу, нации и миру в целом. Это связано с тем, что эти двигатели экономичны по топливу, поэтому выбрасывают меньше шума и выхлопных газов в окружающую среду. Это важный импульс для кампании против деградации окружающей среды и глобального потепления. Уменьшение загрязнения воздуха приводит к улучшению здоровья, поскольку случаи заболеваний, вызванных загрязнением окружающей среды, сводятся к минимуму.

Поскольку эта технология устраняет холостой ход, существенно снижается загрязнение городских территорий. Это особенно выгодно в развивающихся странах, где пробки являются обычным явлением.

Библиография

Андерсон, Кертис и Джуди Андерсон. Электрические и гибридные автомобили. МакФарланд, 2004. Месситер, Малкольм. Радиоуправляемые модели вертолетов: руководство для начинающих. Triplet Publications, 2007. Раджпут Р.К. Двигатели внутреннего сгорания. Публикации Лакшми. 2005. Роза, Альдо Виера. Основы возобновляемых источников энергии. Академическая пресса. 2005

Автомобильные двигатели Пример бесплатного эссе

РЕЗЮМЕ

В современных автомобилях есть крошечные контроллеры, которые контролируют и регулируют все функции, которые они выполняют, такие как торможение, зажигание, контроль скорости, измерение расстояния и т. д. И они называются как электронные блоки управления (ECU). Шина CAN используется для связи, из которой любой подключенный ECU может получать, а также отправлять информацию. Теперь он подвержен атакам злоумышленников, которые могут взломать данные, что может оказаться фатальным для пассажиров.

Не используйте плагиат. Получите индивидуальное эссе на тему

«Автомобильные двигатели»

НОВИНКА! интеллектуальное сопоставление с записывающим устройством

Следовательно, нам необходимо разработать некоторый уровень безопасности, который может предотвратить получение информации всеми ECU и предоставить доступ только назначенным. Разработан алгоритм приема и передачи, а также реализован уровень безопасности с использованием счетчиков свежести (FC). Это обеспечивает безопасность данных.

ОСНОВЫ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ:

ТИПЫ ДВИГАТЕЛЕЙ:

ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ:

Он в основном делится на три типа, а именно:

Двигатели внутреннего сгорания (ВС)

Это тепловой двигатель, в котором сгорание топлива происходит с окислителем (обычно воздухом) в камере сгорания, являющейся составной частью контура протока рабочего тела.

В двигателе внутреннего сгорания расширение газов с высокой температурой и высоким давлением, образующихся при сгорании, оказывает прямое воздействие на некоторые компоненты двигателя. Сила обычно прикладывается к поршням, лопаткам турбины, ротору или соплу. Эта сила перемещает компонент на расстояние, превращая химическую энергию в полезную механическую энергию.

Например: легковые автомобили, грузовики.

Двигатели внешнего сгорания (ЕС)

Это тепловой двигатель, в котором рабочая жидкость, содержащаяся внутри, нагревается за счет сгорания во внешнем источнике через стенку двигателя или теплообменник.

Затем жидкость, расширяясь и воздействуя на механизм двигателя, производит движение и полезную работу.

Например: паровые двигатели.

Реактивные двигатели

Реактивный двигатель — это двигатель или двигатель, создающий тягу за счет выброса реактивной массы в соответствии с третьим законом движения Ньютона.

Например: Ракеты, реактивные двигатели.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ДВИГАТЕЛИ:

1. Магнитные
2. Пьезоэлектрический
3. Электростатический

ФИЗИЧЕСКИЕ ДВИГАТЕЛИ:

Механические: Например: газонокосилки.

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (ДВС):

Двигатели внутреннего сгорания являются наиболее часто используемыми двигателями в автомобилях. Теперь двигатели внутреннего сгорания можно дополнительно подразделить на следующие основания: как 2,4,6,8, в которых двухтактные двигатели в основном используются в двухколесных транспортных средствах из-за их меньшей эффективности, большего шума и потребности в масле для смазки. В автомобилях чаще всего используются четырехтактные двигатели. Четыре штриха (процесса)

1. Подача воздуха
2. Сжатие
3. Зажигание (распылением топлива)
4. Выхлоп

Сравнительно более эффективны, но сложны и имеют большой вес. 6- и 8-тактные двигатели находятся в стадии разработки.

Тип топлива:

Существуют в основном два типа двигателей, работающих на топливе

Бензин (бензин):

Для зажигания используются свечи зажигания. Они дороже, но имеют меньший расход топлива.

Дизель:

Они используют сжатие воздуха для достижения температуры воспламенения и распыления топлива. Они более экономичны и надежны, а также имеют высокий выходной крутящий момент.

1. Количество цилиндров
2. Полный водоизмещение
3. Распределение цилиндров (рядные, радиальные, V-образные двигатели и т. д.)
4. Выход мощности в вес

НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННОЙ ДЛЯ ЕВРОПЕЙСКИХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ КОНСТРУКЦИЕЙ BOSCH ЯВЛЯЕТСЯ БЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С НЕПРЯМЫМ ВПРЫСКОМ

ЧАСТИ ДВИГАТЕЛЯ:

1. Блок цилиндров
2. Головка блока цилиндров
3. Коленчатый вал
4. Шатун
5. Распределительный вал
6. Клапаны
7. Поршень
8. Поршневой палец (поршневой палец)
9. Поршневые кольца
10. Свечи зажигания
11. Форсунка
12. Коллектор
13. Картер

Дроссельная заслонка двигателя используется для определения количества впрыскиваемого топлива, которое, в свою очередь, определяет выходную мощность и, следовательно, скорость автомобиля. Каждая часть автомобиля связана с выделенным ECU.

ЭЛЕКТРОННЫЕ БЛОКИ УПРАВЛЕНИЯ (ЭБУ):

Электронный блок управления (ЭБУ) — это любая встроенная в автомобильную электронику система, которая управляет одной или несколькими электрическими системами или подсистемами автомобиля.

РИС. 1. ЭБУ, ПОДКЛЮЧЕННЫЕ К CAN-ШИНЕ

Для связи между каждым ЭБУ необходима проводка, что делает ее громоздкой. Следовательно, возникает потребность в общей среде передачи, где вся информация доступна и любая необходимая информация может быть извлечена в любое время.

В нашей организации выбрана шина CAN, так как это наиболее целесообразное, надежное и экономичное решение для широковещательной связи.

ЭБУ двигателя в большинстве автомобилей подключен к бортовому диагностическому разъему и передает всю диагностическую информацию по этой линии всем другим модулям или ЭБУ. Это уменьшает количество необходимых проводов, и вам не нужно подходить к каждому ЭБУ, когда вы хотите их протестировать.

Разработка ЭБУ включает в себя как аппаратное, так и программное обеспечение, необходимое для выполнения функций, ожидаемых от этого конкретного модуля.

V-МОДЕЛЬ ПОДХОДА:

Это общий подход, используемый для решения любой задачи:

РИСУНОК 2: ДИАГРАММА V-МОДЕЛИ

V-модель представляет собой модель SDLC, в которой выполнение процессов происходит последовательно в V-образная форма. Она также известна как модель проверки и проверки. V-модель основана на ассоциации фазы тестирования с каждой соответствующей стадией разработки. Это означает, что для каждой отдельной фазы цикла разработки существует непосредственно связанная с ней фаза тестирования. Это высокодисциплинированная модель, и следующий этап начинается только после завершения предыдущего этапа. Преимущество метода V-Model в том, что его очень легко понять и применять. Простота этой модели также облегчает управление. Недостатком является то, что модель не гибкая к изменениям.

СЕТЕВОЙ КОНТРОЛЛЕР (CAN) ПРОТОКОЛ:

Это протокол последовательной связи, который эффективно поддерживает распределенное управление в реальном времени с очень высоким уровнем безопасности. Его область применения варьируется от высокоскоростных сетей до недорогих мультиплексных проводов. В автомобильной электронике ЭБУ, датчики, системы противоскольжения и т.д. подключаются по шине CAN с битрейтом до 1 Мбит/с. В то же время экономически выгодно встроить электронику в кузов автомобиля, чтобы заменить громоздкую проводку, которая в противном случае требовалась бы. Модель OSI состоит из семи уровней, из которых сетевой уровень отвечает за передачу пакетов целиком.

РИС. 3. УРОВНИ МОДЕЛИ OSI

На этом сетевом уровне используется протокол CAN. Все ЭБУ подключены через CAN-шину. Здесь мы выбираем протокол CAN, потому что он передает сообщения так, чтобы любой ECU, которому нужна информация, мог ее получить. Теперь та же функция представляет угрозу безопасности, т. е. любой хакерский ECU может получить данные, если он доступен незащищенным. Следовательно, мы идем на проверку безопасности перед отправкой или получением информации. Для достижения прозрачности дизайна и гибкости реализации CAN был разделен на несколько уровней:

• Объектный уровень CAN — сообщения, которые необходимо передать, какое сообщение использовать, интерфейс к оборудованию, относящемуся к прикладному уровню.
• Протокол передачи уровня передачи CAN, т. е. управляющий кадрированием, выполняет арбитраж, проверку ошибок, сигнализацию об ошибках и локализацию ошибок.
• Физический уровень — передача битов между узлами с учетом электрических свойств.

Уровень безопасности реализован между уровнями канала передачи данных и уровнями передачи, поскольку это предварительный уровень, на котором вводятся физические данные и информация передается на шину CAN. В случае любого вторжения его легче удалить на базовом уровне, а также менее сложно.

CAN имеет следующие преимущества:

1. Все ЭБУ могут отправлять и получать данные.
2. Нет назначенного ведущего или ведомого, т. е. во время передачи конкретный ECU ведет себя как ведущий, а остальные — как ведомые, и наоборот.
3. Существуют как 11-битные, так и расширенные 29-битные адреса для специализированных приложений.
4. Высокая пропускная способность
5. Это не временной протокол
6. Концепция арбитража гарантирует, что важные сообщения отправляются первыми
7. Bit-stuffing и De-stuffing используется для обеспечения синхронизации всех узлов.
8. Если переданное сообщение вызывает ошибку, сообщения автоматически передаются повторно до тех пор, пока оно не будет успешным.

СЧЕТЧИК СВЕЖЕСТИ:

Счетчик свежести — это счетчик, используемый для подсчета каждого переполнения таймера. FC играет важную роль в проверке подлинности ECU. Каждый ECU в конкретной системе имеет одинаковый счетчик с допуском ± 10. Значения FC периодически проверяются на синхронизацию, и если какой-либо ECU выходит из синхронизации, он объявляется неаутентичным и, следовательно, блокируется. FC имеет пороговый параметр, выше которого он сбрасывается в 0 и снова начинает увеличиваться. Здесь зажигание на T15 запускает FC, и значение сохраняется в EEPROM.

РАЗРАБОТКА УРОВНЯ БЕЗОПАСНОСТИ:

Чтобы предотвратить несанкционированный прием данных CAN, ECU должен отправить свое сообщение безопасности CAN на шину CAN. ЭБУ должен получать сообщения безопасности по шине CAN ЭБУ партнера. ECU должен получить сообщение синхронизации от главного узла.

Сообщение безопасности сети:

Новое сообщение CAN передается всеми узлами в этой сети CAN. На основе состояния MAC указывается в сигнале CAN индикатора MAC.

Задействованный процесс:

• Расчет счетчика свежести
• Синхронизация отправки и получения сообщений
• TX-NSM-Синхронизация
• Прием
• Остановить неопознанный ЭБУ
• Получите оригинальные ЭБУ
• Расчет повторной синхронизации

АЛГОРИТМ СИНХРОНИЗАЦИИ:

РИС. 4-АЛГОРИТМ СИНХРОНИЗАЦИИ

Он передается Мастер-узлом. Он используется всеми узлами-партнерами из синхронизации с мастером. MAC используется для проверки узлов-партнеров и обновления внутреннего FC узла-партнера до значения FC главных узлов.

ПРИМЕР:

• Случай А:
• Мастер синхронизации MAC=5
• Ведомые устройства Внутренний MAC=5
• Master Sync MAC = Slave Internal MAC
• Ключ К1=2
• Расшифровка MAC-K1= 3
• Счетчик свежести =3
• НАЧАТЬ ПЕРЕДАЧУ
• Корпус Б:
• Мастер синхронизации MAC=5
• Ведомые устройства Внутренний MAC=7
• Master Sync MAC!= Slave Internal MAC
• НЕТ СВЯЗИ

АЛГОРИТМ ПЕРЕДАЧИ:

РИС.

5 – АЛГОРИТМ ПЕРЕДАЧИ

С сгенерированным значением FC и ключами выполняется шифрование и получается MAC. Затем передается сообщение безопасности.

АЛГОРИТМ ПРИЕМА:

РИС. 6. АЛГОРИТМ ПРИЕМА

ЭБУ должен получать свое собственное сообщение передачи CAN, кроме сообщений приложения узла-партнера и сообщений безопасности CAN. Мы получаем расшифрованное значение FC из полученного MAC. Приемник также рассчитывает отдельные значения FC. Если разница между обоими FC меньше порога, то принять сигнал. Если разница между обоими FC больше порогового значения, вызовите алгоритм ресинхронизации.

АЛГОРИТМ ПОВТОРНОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ:

РИС. 7. АЛГОРИТМ ПОВТОРНОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ

При получении MAC2 выполняется расшифровка с использованием ключей и получается значение ключа. Теперь этот ключ проверяется с доступной таблицей внутренних ключей, и если он не совпадает, связь не выполняется. Он установлен как DTC1, что означает диагностический код неисправности — непреднамеренное сообщение.