В чем польза двигателя внутреннего сгорания
Навстречу более экологичному будущему
Окружающая среда
Энергия
Транспорт
Поскольку правительства, деловые круги и обычные потребители пытаются изменить свои привычки, чтобы избежать использования ископаемых видов топлива, мы часто испытываем разочарование в связи с масштабами данной задачи. Мы спрашиваем: что нужно сделать для изменения ситуации в лучшую строну?
Возможно, решение заключается в появлении «чистых машин». Они могут быть определены как транспортные средства, приводимые в движение электрическим током, с использованием либо батареи, либо топливных элементов, которые работают на борту транспортного средства на водороде и часто представляют собой гибрид двух элементов. Идеи производства электромобилей обсуждались в течение многих лет, но только сейчас доказан эффект изменения климата, что делает их жизнеспособной коммерческой перспективой. Действительно, перемены уже наступили. Ежемесячные данные, опубликованные обществом производителей и торговцев электромобилями, свидетельствуют о том, что за последние несколько лет продажи электромобилей в Соединенном Королевстве значительно возросли. В то время как в первой половине 2014 года было зарегистрировано около 500 электромобилей в месяц, в течение 2018 года этот показатель вырос в среднем до 5000 в месяц 1) .
Тем не менее их производство является достаточно сложным, и многие производители и потребители будут сталкиваться с многочисленными проблемами, прежде чем такие автомобили будут производиться массово. Как поясняет г-н Ясуджи Шибата (Mr Yasuji Shibata), генеральный директор департамента оценки электрических транспортных средств корпорации, «первая цель Toyota Motor Corporation заключается в том, чтобы разработать электрические двигатели с тем же уровнем производительности и надежности, что и обычные автомобили, в рамках обоснованного бюджета». С этим связано требование гарантии эксплуатации характеристик автомобиля, отвечающего потребностям клиента, в особенности потребности в экономии топлива.
Подробнее о потерях
Если забегать вперед, то можно уверенно сказать что КПД бензинового двигателя находится в пределах от 20 до 25 %. И на это много причин. Если взять поступающее топливо и пересчитать его на проценты, то мы как бы получаем «100% энергии», которая передается двигателю, а дальше пошли потери:
1) Топливная эффективность. Не все топливо сгорает, небольшая его часть уходит с отработанными газами, на этом уровне мы уже теряем до 25% КПД. Конечно, сейчас топливные системы улучшаются, появился инжектор, но и он далек от идеала.
2) Второе это тепловые потери. Двигатель прогревает себя и множество других элементов, такие как радиаторы, свой корпус, жидкость которая в нем циркулирует. Также часть тепла уходит с выхлопными газами. На все это еще до 35% потери КПД.
3) Третье это механические потери. НА всякого рода поршни, шатуны, кольца – все места, где есть трение. Сюда можно отнести и потери от нагрузки генератора, например чем больше электричества вырабатывает генератор, тем сильнее он тормозит вращение коленвала. Конечно, смазки также шагнули вперед, но опять же полностью трение еще никому не удалось победить – потери еще 20 %
Таким образом, в сухом остатке, КПД равняется около 20%! Конечно из бензиновых вариантов есть выделяющиеся варианты, у которых этот показатель увеличен до 25%, но их не так много.
ТО есть если ваш автомобиль расходует топлива 10 литров на 100 км, то из них всего 2 литра уйдут непосредственно на работу, а остальные это потери!
Конечно можно увеличить мощность, например за счет расточки головки, смотрим небольшое видео.
Если вспомнить формулу то получается:
Почему у двигателя внутреннего сгорания все еще нет серьезной альтернативы, узнал Кирилл Журенков
У двигателя внутреннего сгорания, без которого невозможно представить современный транспорт, юбилей — 195 лет. Однако полноценной замены имениннику так и не изобрели
Современный автомобиль, каким мы его знаем, рождался, наверное, целый век, и каждый из его дней рождения — исторический. Судите сами: 125 лет назад двумя венгерскими учеными, Донатом Банки и Яношем Чонка, запатентован карбюратор — устройство, где готовится горючая смесь для автомобильного двигателя. Долгое время его изобретателем вообще-то считался немец Вильгельм Майбах, запатентовавший карбюратор раньше венгерских коллег, и лишь после специальной экспертизы выяснилось — Банки и Чонка опередили его с публикацией. Счет шел на месяцы!
Но, пожалуй, еще важнее другая дата: в 1823 году, то есть 195 лет назад, другой инженер, британец Сэмуэль Браун, запатентовал первый получивший успех и коммерческое приложение двигатель внутреннего сгорания (ДВС)! Оговоримся: и на этот почетный титул — изобретателя ДВС — также претендует множество инженеров, выбирай любого. Вот, к примеру, один из претендентов — француз Жозеф Нисефор Ньепс больше известный как один из изобретателей фотографии. Он еще в 1807 году вместе с братом создал прототип ДВС, названный пирэолофором. Пирэолофор был установлен на корабль и успешно испытан, после чего братьям выдали патент, подписанный самим Наполеоном. Был в истории ДВС и русский след: бензиновый двигатель внутреннего сгорания с электрическим зажиганием — разработка российского конструктора сербского происхождения Огнеслава Костовича, известного проектами дирижабля, вертолета и даже рыбы-лодки.
Как немецкий автопром реагирует на бум электромобилей
Парадокс в другом: ни один из изобретателей этого чуда техники не был уверен, что его усилия пригодятся. Сегодня об этом уже не помнят, но с ДВС тогда конкурировали паровой и… электрический двигатель, изобретенный еще в 1828 году!
— Период, когда люди выбирали тип двигателя для безлошадных повозок (так называемое осевое время автомобилизма), пришелся как раз на конец XIX века,— говорит шеф-редактор журнала «Авторевю» Леонид Голованов.— Так вот, вплоть до середины 1900-х параллельно выпускались машины со всеми тремя типами силовых установок: ДВС, электроприводом и паровым двигателем. В результате победил двигатель внутреннего сгорания, причем заслуженно — он оказался эффективнее, проще в эксплуатации и более пригоден для массового производства. Но главное — сочетание энергоемкости, цены и скорости заправки, которое обеспечивало моторное топливо. Альтернативы этому не было!
О «нефтяном факторе» в успехе двигателя внутреннего сгорания говорит и декан транспортного факультета Московского политехнического университета Пабло Итурралде. По его словам, выпуск машин на ДВС в начале ХХ века получил поддержку у нефтяной отрасли — ей нужен был мощный потребитель производимой продукции, и автомобили, работающие на бензине, идеально подошли для этого.
«Топливо-изгой», «Европа отказывается от двигателей внутреннего сгорания», «Объявлена война дизелю»… Европейские СМИ предупреждают: в Старом Свете решили всерьез взяться за ДВС. Повод нашелся в 2015-м, когда в результате так называемого Дизельгейта выяснилось: крупнейший европейский производитель дизельных моторов занижал количество вредных выбросов во время тестов. И вот время перемен: к примеру, в Великобритании запретить продажи новых автомобилей на бензиновых или дизельных ДВС собираются уже к 2040 году. А Норвегия ставит дедлайн еще раньше — на 2025 год… Чем собираются заменить ДВС? Конечно же, старым добрым электромотором, но и тут все не однозначно.
— Конец ДВС приближают сразу несколько факторов: ужесточившиеся требования к токсичности отработавших газов, истерика по поводу антропогенной природы глобального потепления и, безусловно, электромобили,— уверен Леонид Голованов.— Впрочем, до массового распространения электромобилей еще далеко, и сдерживает его отсутствие аккумуляторных батарей с достаточной энергоемкостью.
Иными словами, современные литий-ионные батареи не способны обеспечить переход на массовую электромобилизацию — нужен качественный скачок, батареи нового типа, например на основе графена. Вот только когда их изобретут. Как открыт и вопрос о перспективах так называемых гибридов — автомобилей, где электродвигатель совмещен с ДВС.
Приговор специалистов: человечество на перепутье. Жить с ДВС больше не хочется, а переходить на электромобили не получается, да и последствия такого перехода никто толком не просчитал.
— Вся инфраструктура наших городов рассчитана под двигатели внутреннего сгорания, и перемены идут с большим трудом: посмотрите на Европу — станции для подзарядки встречаются там гораздо реже, чем автозаправки,— говорит Пабло Итурралде из Московского политеха.— Прибавьте к этому скорость самого процесса — чтобы заправить обычный автомобиль, у вас уйдет пять минут. А для зарядки электромобиля понадобится минимум часа два. Так что переход на новую инфраструктуру в перспективе довольно трудозатратен: всегда есть соблазн потратить эти деньги на что-то другое, например на развитие общественного транспорта.
Леонид Голованов, в свою очередь, уверен, что переход на электромобили неизбежен. Но и он соглашается: последствия такого перехода будут столь масштабны, что сравнить их можно разве что с появлением беспилотных электрических робомобилей. Попробуем представить этот транспорт будущего: никаких дилерских сетей, автозаправочных станций, водителей и даже автослесарей — «умные» машины будут сами «сообщать» в специализированные сервисы о поломках тех или иных систем. Есть и более радикальный взгляд: мол, двигатели будущих робомобилей почти не будут ломаться, а на старомодные ДВС, которые мог разобрать любой мальчишка, мы станем любоваться разве что в музеях. Впрочем, до этого еще надо дожить — или доехать.
Экспертиза
Игорь Моржаретто, партнер аналитического агентства «Автостат», автоэксперт
Появление двигателя внутреннего сгорания (ДВС) — это новый этап промышленной революции, перевернувший всю мировую экономику. До этого она пребывала в полусредневековом состоянии, а с появлением двигателя внутреннего сгорания и дешевого автомобиля, который мог доставить товары и грузы по всему миру на дальние расстояния, изменилась коренным образом. Изменилась и жизнь людей. Специалисты называют это транспортной доступностью «по Форду»: появилась возможность купить автомобиль и поехать на нем куда-то.
Так вот, с моей точки зрения, КПД двигателя внутреннего сгорания далеко не исчерпан. За последние 10–20 лет его параметры очень сильно изменились: он стал более экономичным, мощным, экологичным. К сожалению, сейчас сворачиваются дальнейшие разработки по ДВС, особенно по дизелю. Все кричат, что наше светлое будущее — это электродвигатели. Но перспективы есть и в других отраслях, например в нескольких странах работают над водородными топливными элементами. Возможно, какие-то прорывы будут и с двигателем на ядерном топливе…
А вот что касается электромобилей, то с ними еще очень много нерешенных вопросов.
Сегодня максимум, который он может преодолеть,— это 300 км при теплой погоде и ровной дороге без пробок. Это много, но, к примеру, в условиях России явно недостаточно.
К тому же современные аккумуляторы чудовищно дороги. Если не будет государственной поддержки, электромобиль просто никто не купит: сегодня он стоит в 2,5—3 раза дороже, чем автомобиль с ДВС того же класса. И соответственно, все те продажи, которые идут в мире, происходят при поддержке разных государственных программ. Когда будет создан дешевый и мощный аккумулятор? Никто не знает. Его обещали создать и год, и пять лет назад…
Еще одна принципиальная проблема, связанная с электромобилями, заключается в том, что при выработке электроэнергии все равно расходуется топливо, просто другое. 60 процентов электростанций (а это они вырабатывают электроэнергию, которая используется для зарядки электромобилей.— «О» ) в мире сегодня, напомню, работает на угле и, соответственно, загрязняют окружающую среду.
Нельзя не упомянуть и об отсутствии программы утилизации аккумуляторов. Одна компания — мировой лидер по производству электромобилей — после 7 лет эксплуатации забирает эти аккумуляторы и предлагает их владельцам частных домов в качестве аварийного источника энергии. То есть утилизировать их не умеют… В общем, как мне кажется, энтузиазм стран и правительств по поводу электромобилей несколько преждевременен: без госпрограмм поддержки все это долго не продержится. А вот прощаться с ДВС я бы не торопился…
Брифинг
Торстен Мюллер-Отвос , гендиректор английской компании, выпускающей автомобили класса люкс
Мы представим электрическую модель в следующем десятилетии, однако не будем спешить убирать ДВС из портфолио. Переход к электрокарам будет постепенным, и какое-то время они пойдут параллельно. Беспилотники станут для нас интересны тогда, когда они будут функциональными, удобными в использовании, не требующими усилий и полностью автономными, то есть тогда, когда они смогут полностью заменить водителя. Вот тогда мы скажем: «Давайте сделаем это».
Источник: «Автопилот Онлайн»
Александр Фертман , директор по науке, технологиям и образованию фонда «Сколково»
Те горизонты, которые сегодня нарисованы в Европе по поводу отказа от двигателя внутреннего сгорания, наводят на мысль, что это серьезный технологический рывок. А главное, что создается огромный рынок. Новые виды аккумуляторов постоянно разрабатываются, эта тема одна из самых инвестируемых, если не говорить об IT-секторе. И это не только сама батарея, это и система управления. Здесь, кстати, у России действительно есть интересные проекты. Важно не только то, как вам отдает энергию батарея, но и то, как вы управляете ячейками, чтобы ячейки разряжались одновременно, равномерно.
Источник: «Эхо Москвы»
Коджи Нагано , автодизайнер
— Каким будет автомобиль лет через 30?
— Думаю, внешний вид автомобилей будет сильно зависеть от типа двигателя. Но, как и раньше, автомобилю нужен будет кузов, внутреннее пространство, колеса. Если говорить об автомобиле будущего, то есть такая жутко интересная вещь, как 3D-принтер. И я могу себе представить, что скоро каждый человек сможет создать автомобиль у себя дома, просто напечатать именно тот, который нужен ему. Возможно, он нарисует этот автомобиль сам или использует готовый дизайн.
Из любви к «зеленому»: власти Латвии будут «подкупать» недовольных автовладельцев
В рамках борьбы с глобальным потеплением правительство Латвии задумало «озеленить» латвийский автопарк. Решение это больно ударит по карману автовладельцев.
Власти Латвии в рамках борьбы с изменением климата и глобальным потеплением уже со следующего года планируют доплачивать гражданам за приобретение электроавтомобилей: за новый – 4500 евро, за подержанный или гибрид – 2250 евро.
Парадокс в том, что среднестатистический латвиец от этого не выиграет, а только проиграет.
Позеленеть можно
Руководство Евросоюза поставило перед своими странами задачу: в ближайшие годы соскочить с угольной, газовой, нефтяной иглы и перейти на энергию солнца, ветра, прилива и прочих неисчерпаемых источников. В целом, всю эту возобновляемую энергию принято называть «зеленой».
Ради скорейшего энергоперехода лидеры европейских государств принимают драконовские законы и директивы, урезающие применение традиционных видов топлива. И наоборот – поощряют льготами и субсидиями всех, кто переходит на «зеленую» энергию.
Так, в Германии и 50 крупных городах ЕС уже введен запрет на проезд автомобилей со старыми двигателями, не соответствующими стандарту Euro-5. И Volkswagen AG уже обещает, что в 2033–2035 годах откажется от выпуска легковых машин с двигателями внутреннего сгорания, полностью перейдя на производство электромобилей.
То же самое озвучил и Mercedes-Benz, который планирует отказаться от автомобилей с традиционными бензиновыми и дизельными двигателями еще раньше: к 2025 году.
Думаете, автоконцернам это надо? Нет, у них просто нет иного выхода. Если европейский автопром хочет сохранить бизнес, ему волей-неволей придется перестраивать производство в соответствии с новой политико-экологической линией руководства ЕС.
Еврокомиссия настроена очень серьезно. Она требует, чтобы выбросы от новых транспортных средств к 2030 году снизились на 65%, а к 2035 году – на все 100%.
Поэтому ЕК обяжет страны ЕС создавать инфраструктуру для «чистых» авто: размещать зарядные станции через каждые 60 км на основных автомагистралях.
Взяв под козырек, Дания, Бельгия, Нидерланды и Швеция с лозунгом «выполним и перевыполним» пообещали запретить продажи машин с двигателем внутреннего сгорания уже в 2030 году, Великобритания – к 2035 году, а Франция – к 2040-му году.
Не осталась в стороне и Латвия, чей бюджет целиком и полностью зависит от европейских вливаний, и которая отлично понимает, что не в ее интересах гневить спонсора. Тот может и обидеться.
Чтобы продемонстрировать руководству Евросоюза верность выбранному курсу и полную поддержку общеевропейской климатической политики, правительство ЛР поспешило одобрить предложение Министерства по охране окружающей среды и региональному развитию. И отрапортовало, что уже со следующего года государство будет субсидировать покупку новых электрических автомобилей.
Предложение со многими неизвестными
На данный момент электромобили в латвийском автопарке составляют лишь 0,2%. Это всего 1666 автомобилей. Причем сия ничтожная цифра включает в себя и электроавтобусы, и старые советские электрокары.
Чтобы резко улучшить эти показатели, государство объявило, что готово покрывать 4500 евро из стоимости нового электромобиля. При покупке гибридного или подержанного электроавто субсидия составит 2250 евро. Более того, эти суммы могут вырасти еще на 1000 евро, если покупатель спишет и утилизирует свою старую машину с двигателем внутреннего сгорания.
Продолжительность программы поддержки составит два года: до 31 декабря 2023. В целом на программу электрификации латвийского автопарка правительство намерено выделить 10 миллионов евро.
Правда, есть условия. Так, машина не может стоить дороже 50 тысяч евро без НДС, на ней необходимо проезжать минимум 15 тысяч км в год (иначе госсубсидии придется вернуть), а сам автомобиль нельзя продавать в течение 4 лет.
В общем, планов громадье, но есть нюансы. Первый и главный: бонус будет финансироваться не из европейских фондов, как это было ранее, а из госбюджета. Это означает, что покупка электромобилей будет оплачиваться всеми латвийскими налогоплательщиками. Вот такой вот навязанный сверху подарок за свой счет.
Возникает естественный вопрос – а откуда в закромах родины возьмутся эти 10 миллионов? Ведь в стране громадный дефицит бюджета, а по прогнозам экономистов госдолг страны уже к концу года вырастет до 49,6%, то есть 15,56 миллиардов евро.
Вероятно, первое время деньги на дотации будут изыскивать за счет введения соответствующих налогов для владельцев машин с двигателем внутреннего сгорания. Ну, а когда все граждане постепенно перейдут на электромобили, дотации отменят и введут новые налоги.
Без этого властям «зеленую повестку» не выполнить. Ведь им придется обеспечить создание обширной сети подзаряжающих станций. А в перспективе – вложиться в создание свалок и предприятий по утилизации «зеленых» литиево-ионных батарей.
Так и в чем, спрашивается, выгода для автовладельцев?
Она есть, – уверяет правительство. Зарядка электромобиля обходится вдвое дешевле, чем заправка автомобиля с ДВС. Чтобы проехать сто километров обладатель электромобиля отдаст 3,5 евро, тогда как владелец бензинового авто заплатит в районе 7 евро.
К тому же не нужно платить налог на эксплуатацию транспортного средства, можно передвигаться по полосе общественного транспорта, бесплатно въезжать в экологичную Юрмалу, а также бесплатно пользоваться в Риге парковками Rīgas satiksme.
А вот про минусы власти молчат. Хотя они очевидны: зарядки электромобиля хватает всего лишь на 180 км, стоимость новой батареи – это треть (а то и половина) цены самого электромобиля, обслуживание электромобиля обходится дорого.
Наконец, после 8 лет эксплуатации ресурс батареи снижается на 30%, значит, проехать на нем можно будет еще меньше. Но главный минус электромобиля – цена.
Очень далеки от народа
Самая дешевая и маленькая модель Tesla 3 стоит 42 900 евро. Стоимость электрического BMW i3 только начинается с 41 250 евро. Это гораздо дороже покупки машины с традиционным ДВС.
Между тем, приобрести не электрическую, а просто новую машину большинство латвийцев не в состоянии. Им это просто не по карману. Вот статистика. По данным Европейской ассоциации автопроизводителей, латвийцы ездят на автомобилях, которым без малого 14 лет (13,9). После подорожания в стране всего и вся число сделок в сегменте подержанных машин увеличилось на рекордные 46%.
О каких электромобилях можно говорить при такой покупательной способности? Тем более, что после повышения тарифов на электричество зарядка аккумулятора влетит счастливому обладателю экологического авто в такую копеечку, что нивелирует все субсидии и преимущества.
В Латвии еще никогда электричество не стоило так дорого. Всего за месяц стоимость электроэнергии за 1 мегаватт-час выросла с 90 евро до 130 евро.
Встревожившись, что число неплательщиков увеличится, Latvenergo настоятельно рекомендует потребителям пересмотреть привычки: смотреть реже телевизор, отказаться от холодильника, пользоваться специально разработанным приложением Elektrum Dinamiskais, которое позволяет ежечасно следить за ценами на бирже, чтобы включать электроприборы, когда цены опускаются вниз, и отключать, когда цены скачут вверх.
Интересно, насколько помогут эти советы владельцам электромобилей? Ведь рассчитывать они могут пока только на собственную розетку. Именно это напрямую сказала им заместитель госсекретаря министерства охраны среды и регионального развития Алда Озола, констатировавшая, что с электрозаправками в Латвии большая проблема? и предложившая заряжать свои машины от обычной сети дома или на работе.
К чему огород городить
Таким образом, неподъемная цена и отсутствие соответствующей инфраструктуры превращают идею внедрения электромобилей в фантастический прожект, который совершенно не учитывает латвийских реалий.
Так к чему огород городить? Почему власти ЛР, не считаясь ни с чем, твердят, что электромобилям в стране – быть? Да потому что они испытывают горячее желание выслужиться перед еврочиновниками, отчитаться, что все указы ЕС претворены в жизнь. Это для латвийских «слуг народа» намного важней, чем интересы самого народа.
К тому же, и в самой Латвии найдется прослойка, для которой от новой экологической повестки – сплошная польза. Ведь кто может позволить себе приобрести электроавтомобиль за 50 000 евро? Влиятельные политики, допущенные в госкормушке бизнесмены, чиновники и их близкие.
Для них правительственный бонус в 4500 евро станет приятным подарком. Тем более, что оплатит этот подарок весь латвийский народ.
Кстати, бедных вынуждают делать подарок в пользу богатых уже не первый раз. Достаточно вспомнить, как все под тем же предлогом защиты климата в январе 2021 года правительство Латвии изменило автоналоги, применив хитрую систему расчетов, основанную на новой методологии измерения выбросов (WLTP).
После ее внедрения налог на эксплуатацию новых, но скромных автомобилей с маленькими двигателями взлетел до небес, тогда как для прожорливых автомобилей премиум-класса и спорткаров налог наоборот значительно снизился.
В наглядных цифрах это выглядело так: владелец Nissan Micra с объемом двигателя 1 литр (как у мотоцикла) стал отдавать вместо 48 евро налога – уже 90 евро, а владелец Peugeot 208 с объемом двигателя 1,2 литра – 66 евро налога вместо прежних 12-ти.
А при этом для роскошного автомобиля Bentley Continental с 4-х литровым двигателем налог снизился с 408 до 268 евро, владелец Porsche 911 Turbo S с объемом двигателя 3,8 литра стал платить 258 евро вместо 408.
Это называется: богатые начинают и выигрывают. Но народ уже привык и не ропщет. Ведь разве в новой независимой Латвии за последние тридцать лет когда-то было иначе?
Мнение автора может не совпадать с позицией редакции.
Подписывайтесь на Baltnews в Яндекс.Дзен и присоединяйтесь к нам в Facebook
Американский Terex MT 6300AC
Автомобиль представлен американским производителем Terex в 2008 году и имеет грузоподъемность 400 тонн. Также известен под названием Bucyrus MT6300AC. С 2011 года стал частью линейки Unit Rig компании Caterpillar.
Полная рабочая масса автомобиля составляет 660 тонн. Кузов грузовика 7,92 м в высоту и 14,63 м в длину. Оснащен четырехтактным дизельным мотором с 20 цилиндрами. Номинальная выходная мощность двигателя — 3750 л.с. Скорость движения автомобиля — до 64 км/ч.
