Наша сеть партнеров Banwar
Економічність сучасного автомобіля з двигуном внутрішнього згоряння є останнім і єдиним аргументом у битві за серця покупців. Сучасні гібриди, задумані і проведені, як відповідь нафтовим картелів на непомірно високі ціни на бензин і дизельне паливо, повторюють долю транспорту з двигунами внутрішнього згоряння. Величезні інвестиції в розвиток легких і сверхенергоемкіх літій-іонних батарей принесли несподівані результати. Ємність батарей, які знаходяться в серійному виробництві, перевершила самі раціональні прогнози і перевищила 100вт / кг.
Гібриди перетворилися на потужну силу, здатну витіснити конкурентів і забрати під себе нішу «міського легкового транспорту». Всілякі варіанти комбінованих систем поступово були зведені до однієї - найпростішої і надійною. Силова установка такого гібрида складається з ДВС з циклом Аткінсона або дизеля з генератором змінного струму і батареї. До зльоту популярності літієвих акумуляторів в таких системах застосовувалися адаптовані кислотні акумулятори, метал-нікельгібрідние і лужні системи. Заряду батарей вистачало на пару десятків кілометрів, доводилося економити кожен джоуль за допомогою складної і дорогої системи датчиків і контролерів. Здавалося, доля гібридів був визначений - міська «черепаха» з високими екологічними показниками, надзвичайно низькою витратою палива в 2-3 літри.
Поява більш доступних за ціною гібридів не справило революційних змін на автомобільному ринку, але змусило серйозно задуматися про майбутнє двигуна внутрішнього згоряння. Конструкторська думка спробувала врятувати двигун внутрішнього згоряння легкового автомобіля. Системи «старт-стоп», електричні компенсатори, бустерні системи на основі конденсаторних батарей дозволили знизити витрату дизельного двигуна до 3 літрів на сотню, хоча і привели до невеликого ускладнення конструкції. Подальше вдосконалення ДВС, без впровадження нових, більш досконалих, принципів перетворення теплової енергії в механічну, стало практично неможливим. На ринку легкового транспорту з двигуном внутрішнього згоряння автомобілі стали більш комфортними, стильними, потужними, але двигун практично перебував у стані застою.
Повсюдне посилювання екологічних норм на вміст токсичних речовин у вихлопних газах, висока ціна на вуглеводні принесли нові проблеми для теплових машин. Гігантські виробничі комплекси і технологічні лінії створені світовими грандами світової автоіндустрії саме для побудови транспорту на основі двигунів внутрішнього згоряння. Безліч технологічних циклів і ланцюжків пов'язано в складну і заплутану мережу, від сировини і матеріалів до продукції рекламних компаній. Переналаштувати цей налагоджений механізм на випуск принципово нової продукції дорого і складно. Простіше боротися за подальше удосконалення ДВС, роблячи їх більш дешевими у виробництві, уніфікованими, надійними і хитромудрими одночасно. Приблизно з 80-х років минулого століття в двигунах внутрішнього згоряння активно використовуються мікроконтролери і спеціальні датчики якості горючої суміші. Це був останній значущий ривок у розвитку теплових двигунів. Навіть якщо сучасні методи управління, контролю та оптимізації роботи двигуна допоможуть трохи поліпшити процес горіння і зменшити втрати - цього все одно недостатньо, щоб скласти гідну конкуренцію транспорту на електротязі.
Гібридні дизель-електричні приводи приречені на повне зникнення, переваг подібної схеми досить для використання в невеликій обмеженою сферою застосування. З різким здешевленням вартості літієвих батарей використання примхливої і важкої гібридної установки втрачає будь-який сенс. Пробіг автомобіля на електричній тязі досяг 300-400км, і багато в чому цей запас вже надмірний. Практика говорить про достатність запасу в 200км. Сучасний спосіб життя передбачає, що щоденні витрати продуктивного часу, сил і здоров'я на їзду більше 2 годин на добу є недозволеною розкішшю. До повної перемоги електромобілів залишилося небагато - зниження вартості літієвих батарей йде повільно, але впевнено.
Тупик? Зовсім необов'язково. Це не перший прихід електромобілів в наше життя. На початку двадцятого століття перші зразки на електричній тязі всерйоз розглядалися в якості альтернативи не менше примітивним бензиновим і паровим автомобілям. Перемога залишилася за двигуном внутрішнього згоряння.
Одним з найбільш серйозних факторів, які гарантують подальший розвиток ДВС легкового автотранспорту, є відсутність реальної альтернативи двигунам внутрішнього згоряння, що застосовується в світовій транспортній системі. Випуск двигунів внутрішнього згоряння і супутніх їм систем нерозривно пов'язаний з паралельним виробництвом витратних матеріалів - моторних масел, охолоджуючих рідин, свічок запалювання, величезної кількості запасних частин і змінних вузлів. Це гігантський бізнес. Він буде наполегливо підтримувати існуючу монополію ДВС.
У 2015р. значно знизилися ціни на нафту і нафтопродукти. Якщо вартість бензину і дизельного палива зменшиться аналогічно ціною на нафтову сировину, широко розрекламована дешевизна пробігу електромобіля стане не такою переконливою.
Основною складовою у вартості електромобіля є вартість системи накопичення електроенергії. Якщо розрахувати ресурс батареї, її амортизацію, то вийде, що вартість пробігу електромобіля не така маленька, як може здатися на перший погляд. Масовий випуск електромобілів, оснащених літієвими акумуляторами, можливий тільки при збільшенні на два порядки кількості батарей на основі літію. Але запаси цього металу не настільки величезні, як нафтові родовища, і їх розробка потребує чималих ресурсів.
Які перспективи розвитку двигунів внутрішнього згоряння
Вже зараз на ринку набирають популярність моделі класів «А» і «В», в яких заявлено реальний витрата палива в 2,9-3,5 літра дизельного палива на 100 кілометрів пробігу. Багато це чи мало? Можна згадати розробки концерну «АУДІ» в 80-х роках минулого століття, які отримали в експериментальних пробігах прототипів витрата в 1,5 літра на сотню.
Як не дивно, але у ДВС є можливості для подальшого зниження витрати палива:
- Системи з безпосереднім уприскуванням палива і повторним використанням енергії вихлопних газів. Конструктивно такі двигуни увібрали в себе всі достоїнства і переваги як дизельних, так і бензинових систем. Можливість використання енергії вихлопних газів дозволяє підвищити ККД до нереальних 55-60%. Вартість таких двигунів поки обчислюється десятками тисяч євро, масогабаритні показники не дозволяють застосовувати їх на легковому транспорті.
- Практично забута і ніким серйозно не сприймається схема з механічними накопичувачами енергії. Задум такої конструкції полягає в використанні системи супермаховика і малопотужного ДВС, що працює в надзвичайно вузькому діапазоні оборотів двигуна. Останній фактор дозволяє максимально оптимізувати економічність теплового циклу, а Супернакопитель бере на себе все навантаження. Ресурс маховичного накопичувача в сотні разів перевищить ресурс будь-якої акумуляторної батареї.
Багато це чи мало?