CASTLE.PRI.EE

Записи с меткой «двс»

Сравним преимущества и недостатки электромобилей и автомобилей c двигателем внутреннего сгорания (ДВС). Познакомимся с надёжностью, долговечностью, стоимостью обслуживания, скоростью, безопасностью, запасом хода и наличием нужной инфраструктуры.

Электромобили значительно надёжнее, чем бензиновые, дизельные или газовые автомобили. В них в среднем в 5 раз меньше подвижных и, соответственно, изнашиваемых частей. Их двигатель и коробка передач устроены гораздо проще.

В двигателе внутреннего сгорания энергия газов, расширяющихся при сгорании топлива, преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня, через шатун вращающего коленвал. То есть, сначала мы сжигаем топливо и двигаем поршень, затем вращаем коленвал. В электромоторе напряжение подаётся на обмотки и магнитное поле вращает ротор. То есть сразу получаем вращение.

Кроме того, ДВС из-за своей малой эффективности выделяют во время работы большое количество тепла, что ускоряет износ деталей силового агрегата. Коэффициент полезного действия ДВС – от 20 до 50%. КПД уменьшается за счёт различных факторов.
Топливная эффективность. Часть топлива уходит с отработанными газами. На этом этапе теряется до 25% КПД.
Тепловые потери. Двигатель нагревает себя и другие узлы. Часть тепла уходит с выхлопными газами. Это доводит потери КПД до 60%. У электромотора, по сравнению с ДВС, практически отсутствует нагрев.

Потери на трение ещё 20 %. Таким образом, КПД равняется около 20%. У самых современных моделей этот показатель может быть до 30%. Дизельные моторы имеют КПД до 50%. Половина энергии теряется впустую.

Коэффициент полезного действия электродвигателя достигает 95%.

Электродвигатель имеет другие преимущества перед ДВС. Например, в них
отсутствуют вибрации. Следовательно, отсутствует вибрационное разрушение конструкции. У электродвигателя отсутствуют выделения в окружающую среду, то есть выхлоп. В ДВС много узлов, нуждающихся в смазке. В электродвигателе – смазка требуется только для опорных подшипников ротора. В нём почти отсутствует трение и, следовательно, износ узлов. Изнашиваются лишь опорные подшипники ротора, которые легко меняются, в коллекторных двигателях есть ещё щетки, но они меняются ещё легче.

Единственная часть электромобиля, которая может вызывать опасения в плане надёжности, это аккумуляторная батарея. Со временем она теряет часть своей ёмкости. Однако исследования говорят о том, что при правильном уходе, батарея теряет менее 20% своей ёмкости при пробеге 250000 км. При расчётном сроке службы транспортного средства 8-10 лет, лишь у 0,003% электромобилей наблюдаются проблемы с батареей, которые требуют её замены до окончания этого срока.

Итого – сплошные плюсы у электромобиля, вроде бы он побеждает с крупным счётом.

А вот с питанием все обстоит наоборот. ДВС выигрывает у электромотора с разгромным счётом.

Бензин, дизельное топливо залил в бак и поехал. Газ – заменил баллон – это чуть подольше. Топливо (бензин, солярку, газ) можно хранить, запасать впрок. Его очень просто доставлять до заправок.

А электромобиля вместо бензобака аккумуляторная батарея. Для этого устройства нужны заводы, он опасный, ядовитый. Для выработки электричества нужны электростанции. Большая часть мирового электричества производится из нефти, газа и угля. Отсутствует возможность запасти электричество впрок. Аккумуляторы быстро саморазряжаются.
Производство электромобилей наносит больший экологический вред, чем производство автомобилей с ДВС. Это связано с энергоёмкостью и ресурсоёмкостью производства батарей, содержащих редкоземельные металлы. Однако, имеются исследования, которые доказывают, что электромобили полностью компенсируют большее экологическое воздействие на производственном этапе меньшими выбросами в процессе эксплуатации.

Высокая надёжность электромобилей позволяет снизить затраты их владельцев на ремонт и обслуживание. По данным Американской ассоциации автомобилистов, электромобиль требует значительно меньше расходов на ремонт и замену изношенных частей, чем обычный автомобиль того же класса. Кроме того, у электрических транспортных средств существенно меньше расходных материалов и жидкостей, требующих регулярной замены. Их тормозные колодки изнашиваются медленнее благодаря технологии рекуперативного торможения.

Автомобили с электрическим двигателем позволяют значительно сэкономить на топливных расходах. Зарядка электричеством обходится владельцу машины дешевле, чем заправка бака обычного автомобиля самым дешевым топливом – сжатым природным газом. Предположительно, за время пробега 100 тыс. км экономия составит около 3 000 $.

Стоимость покупки является одним из главных минусов электромобилей. Она связана с большой стоимостью аккумуляторных батарей. Даже экономия при эксплуатации, маловероятно, что покроет разницу в цене между электромобилем и машиной с ДВС.

Другой минус электромобилей – это запас хода, по этому показателю они отстают от бензиновых и дизельных автомобилей. Лишь отдельные модели способны проехать на одном заряде более 500 км. В условиях низких температур эффективность батарей падает. На обогрев салона требуется дополнительная энергия, поэтому запас хода может уменьшиться на 20%.

С другой стороны, исследование, проведённое в Массачусетском Технологическом Институте, показало, что запас хода современных бюджетных электромобилей покрывает ежедневные нужды 87% американцев без дополнительной подзарядки в течение дня. Кроме того, по правилам безопасности, водителям требуется отдых через определённое время. Его можно производить во время подзарядки аккумуляторных батарей.

Одним из факторов, сдерживающих распространение электромобилей, является медленная скорость зарядки и малое количество зарядных станций. Развитие аккумуляторных технологий сокращает отставание от бензиновых и дизельных автомобилей. Строительство скоростных зарядных станций вдоль автомагистралей позволит использовать электромобили для дальних поездок.

Плюсом электродвигателей является отсутствие коробки передач, поэтому они способны мгновенно передавать максимальный крутящий момент на колёса. Электромобили очень динамичны, быстро разгоняются и позволяют безопасно проводить обгоны. У них более высокая курсовая устойчивость и меньше риск заноса.

У электромобилей, по сравнению с автомобилями с ДВС, низкое шумовое загрязнение. Учитывая всё вышеизложенное, можно сделать вывод, что на данном этапе развития технологий, электромобили уже обладают многими преимуществами по сравнению с бензиновыми и дизельными автомобилями, а с развитием технологий – они будут только усиливаться.

P.S. Нужно учесть, что какие-то силы препятствуют развитию технологий, замещающих те, которые используют нефть и газ. Например, в конце 19 века электрический транспорт был хорошо развит, была создана сеть зарядных станций. Каталоги продаваемых моделей электромобилей насчитывали тысячи разновидностей. Исследователи считают, что в то время имелась возможность передачи электроэнергии без проводов. Имеется версия, что на планете существовало устройство (Солар), создающее электромагнитное поле, которое создавало электрический ток в приёмно-распределяющих устройствах. Это объясняет, каким образом работали маяки. Опыты Н. Теслы подтверждают это. Впоследствии, Солар был изолирован, и мы потеряли много различных возможностей, в том числе – использовать передачу электроэнергии без проводов.