9.11. Выводы

coca и шипящих сапуиных каналов. Однако, в случае применения таких газораспределительных кчапанов на грузовых автомобилях, оборудованных системой пневматических тормозов, эти недостатки не имеют существенного значения. Фирма FEV МТ намерена использовать свою разработку на дизельных двигателях грузовых автомобилей после 2006 года.

9.10. Выводы

1. Основной недостаток механических клапанов с приводом от распределительного вала - их жесткая кинематическая связь с коленчатым ваюм. Это не позволяет создавать порип1евые двигатели с гибким (адаптивным) программны.м управлением процессами газораспределения от электронной автоматики, что препятствует дальнейшему их (двигателей) совершенствованию.

2. Основное преимущество газораспределительных клапанов с прямым приводом от тяговых электромагнитов - это работа без расиределилельного ваш с управлением от электронной автоматики.

3. За период с конца 50-х годов XX века по наслоящее время зарегислрировано более ста патентов на изобретение газораспределительных клапанов с прямым приводом от силовых тяговых электромагнитов. Наиболее активно в этом направлении работают немецкие автомобилестроительные фирмы [38-66J.

4. Аналитический обзор известных конструкций электромагнитных клапанов, их описаний в патентной, рекламной и другой научно-технической литературе, указывает на то, что пока нет практически реализованных разработок. Теоретические исследования и методики инженерных расчетов из собраний KNOW-HOW не публикуются.

5. Общей конструктивной особенностью подавляющего большинства известных электромагнитных клапанов является применение в них тяговых силовых смыкающихся электромагнитов, ос1Ювные недостатки которых - громоздкость, инерционность и значительные акустические шу.мы. Все извеслные изобретения направлены на устранение этих недостатков.

6. Резкое увеличение числа научно-технических и палентных публикаций в зарубежных источниках за последнее 3-4 года по новейшим разработкам электромагнитных газораспределительных клапанов говорит о скором внедрении таких клапанов в серийные ГРМ автомобильных двигателей внутреннего сгорания.

Глава 10. Электромобили

10.1. Общие сведения

Сегодня большинство автомобильных производителей серийно выпускают небольшие количества электромобилей. Гаражи различных городских служб экспериментируют с широкомасштабной эксплуатацией электро.мобилей. В крупных городах уже имеются пункты зарядки аккумуляторов электромобилей. Тем не менее сегодня эксплуатация электромобилей экономически неоправданна, она производится более в силу политических, чем экологических соображений. Электромобили стоят значительно дороже аналогичных моделей с двигателя.ми внутреннего сгорания (ЛВС).

Несмотря па последние достижения, технология электромобилей все еще недостаточно развита. Серьезный недостаток электромобилей - малый пробег до перезарядки акку.муляторной батареи: 80... 160 км - в зависимости от скорости. В гибридных элекгро.мобилях этот недостаток преодолевается за счет использования двух источников энергии: электродвигателя с аккумулятором и ДВС. Например, гибрид Toyota Prius (Япония) при небольших нагрузках применяет электрическую тягу, при больптх - бензиновый 1,5-литровый двигатель внутреннего сгорания или оба двигателя одновременно, аккумуляторная батарея подзаряжается от ДВС. Загрязнение окружающей среды токсичными отходами от гибридных электромобилей по сравнению с автомобилями значительно уменьшено.

Следует отмстить, что электромобили появились раньше, че.м автомобили с двигателями внутреннего сгорания. Первый :лекгро.мобиль, нриводи.мый в движение электродвигагедем, питаемым от аккумулятора, был создан в 1835 году в США Т. Давенпортом.

Первоначально электромобили были более распространены, чем автомобили с ДВС: электродвигатели проще вю1юча1ись и управлялись, не было необходимости в бензозаправочных станциях, которые в тс годы просто не существовали. Быстрое совершенствование ДВС, появление электростартеров сдела,зи электромобили неконкурентоспособными. Однако электромобили еще долго применялись ограниченно местными службами доставки. Например, [ючта США иснользовача их в Нью-Йорке .многие десятилетия.

Увеличение загрязнения окружающей среды с 1960 года стаю критическим фактором, что подто;1кнуло автомобилестроителей к разработке электромобилей. Но в это же время активно форсироватись работы по значительному уменьшению количества токсичных bcuicctb, поступающих в окружающую среду от автомобилей с ДВС. Основной недостаток электромобилей - относительно короткий пробег до перезарядки, плотность энергии в традиционном топ,чиве для ДВС в 20 раз выше, чем в современных аккумуляторах.

Власти И1тата Катифорпия постановили, что с 1998 года 2% продаваемых новых авто.мобилей .массой до 1700 кг должны быть экологически чистыми и не загрязнять окружающую среду токсичными веществами (zero emission vehicle - ZEV). Процент продаваемых в Катифорнии автомобилей по проекту ZEV плапи-роваюсь увеличить до 5% в 2001 году и до 10% в 2003 году, на деле эти планы не

10,1. Общие сведения

были выполнены. Однако аналогичные законодательства будут введе1п>1 и в других штатах северо-востока. Иа сегодня единственным коммерчески доступным автомобилем ZEV является электромобиль.

Основной аргумент за использование электромобилей - отсутствие выбросов токсичных вешеств в окружающую среду. Затрязне1{ие атмосферы в больших городах автомобильными ДВС достигло критического уровня. Переход на электромобили уменьшит загрязнение окружающей среды авто.мобилями, но увеличится потребление электроэнергии и загрязнение окружающей среды электростан ция-,ми. Если рассматривать загрязнение окружаюн1ей среды только от автомобилей и электростанций, то произойдет следующее. В атмосферу практически не будут поступать токсичные вещества (канцерогены) СО, озон, летучие органические соединения. Уровень COj будет понижен вдвое, содержание окислов азота N0, снизится на 20...25%. Содержание двуокиси серы вырастет. Двуокись серы - продукт сжигания угля на тепловых электростанциях вызывает кислотные дожди. Для уме-ньпюния загрязнения атмосферы при сжигании топлива окислами серы и азота )ш электростанциях устанавливают специсцтьные фил1>тры.

Вторы.м аруменгом в пользу применения электромобилей является сокрапе-ние потребления нефти. Тепловые электростанции могут потреблять уголь или таз, автомобили с ДВС - только топливо, произведенное из нефти, разведанin:)ie запасы которой значительно меньше, чем угля. Например, в США только 4% электроэнергии вырабатывается электростанциями, нотребляюнптми нефтепродукты.

Третий аргумент: больпшпство электромобилей будут перезаряжаться в непиковые ночные часы. Это позволит рациональнее использовать имеющуюся систему распределения электроэнергии, что приведет к снижению тарифов. Поставщики электроэнергии тарифной политикой поонфяют ночную перезарядку. Правительство США рассматривает вопрос о поощрительной частичной компенсации затрат на электроэнергию при покупке электромобилей.

Серьезным недостатком электромобилей в экологическом отношении является загрязнение окружающей среды свинцом. На большинстве электромобилей установлены свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. Производство, эксплуатация, утилизация таких батарей неизбежно увеличивает загрязнение окружаюп1ей среды свинцо.м. Модели электромобилей 1998 года в 60 раз больше загрязняют свинцом окружающую среду за пройденный километр, чем авто.мобиль с ДВС на этилированно.м бензине. Аккумуляторы на основе никеля еще более токсичны. Загрязнение окружающей среды свинцом сильно уменьшает экологическую привлекательность электромобилей.

Вопреки бытующему мнению о высокой экономичности аккумуляторных электромобилей, анатиз показывает, что химическая энергия топлива, сжигаемого на электростанциях, используется д-тя движения транспортного средства всего на 15% и менее. Это происходит из-за потерь электроэнергии в линиях электропередачи, трансформаторах, преобразователях, зарядных устройствах для аккумуляторов и самих аккумуляторах, электромашинах, как в тяговом, так и в генераторном режимах, а также в тормозах при невозможности рекуперации энергии. Для сравнения, дизельный двигатель в оптимально.м режиме работы преобразует в механическую энергию около 40% химической энергии топлива. При большом распространении аккумуляторных электромобилей им возможно не будет хватать электроэнергии, вырабатываемой всеми электростанциями мира. Не следует забывать, что суммарная установочная монщость двигателей всех автомобилей намного превышает MOHHiocTb всех электростанций мира.