Двигун автомобіля, призначення і види
Двигун, мабуть, можна назвати найважливішою частиною автомобіля. Адже без двигуна автомобіль не зрушить з місця, а й без коліс теж далеко не заїдеш, тому не будемо ділити автомобільні системи за важливістю, а просто спробуємо дізнатися трішки більше, про автомобільний двигуні.
Двигун - це силова установка, джерело енергії автомобіля. Він використовується для того щоб машина могла виконувати свою основну функцію - перевезення вантажів і пасажирів, але крім цього, енергія, що виробляється двигуном, використовується для забезпечення функціонування всіх допоміжних систем, наприклад для роботи кондиціонера.
Втім, все допоміжні системи, як правило, працюють від електрики, що виробляється генератором або забирається від акумуляторів. А ось генератор якраз наводиться в дію за допомогою двигуна, передаючи йому механічну енергію обертання валу.
Для забезпечення руху автомобіля так само використовується механічна енергія вала двигуна, яка передається від двигуна на колеса через трансмісію.
Тобто, по суті, двигун потрібен для того, щоб перетворити будь-який вид енергії в механічну енергію обертання валу, яка через систему механічних зв'язків передається на колеса, змушуючи автомобіль рухатися.
Двигун внутрішнього згоряння
Коли ми говоримо про двигун автомобіля, то найчастіше уявляємо собі двигун внутрішнього згоряння. в якості палива для якого використовується бензин, дизельне паливо, газ, а останнім часом намагаються і водень.
У двигуні внутрішнього згоряння, як нескладно здогадатися, відбувається перетворення енергії, що виділяється при згорянні легкозаймистих речовин в механічну енергію. Конструкції двигунів внутрішнього згоряння можуть відрізнятися, бувають поршневі двигуни, роторні і газотурбінні.
Але принцип їх роботи залишається незмінним. Енергія, що виділяється при згорянні палива, в кінцевому підсумку перетворюється в механічну енергію обертання валу двигуна і через систему механічних зв'язків передається на колеса, змушуючи їх обертатися.
Основний недолік двигунів внутрішнього згоряння їх неекологічність. При спалюванні палива виділяється багато шкідливих речовин. Виняток в цьому становить водень, продуктом горіння якого є звичайна вода, але проблема з його використанням на сьогоднішній день полягає в дорожнечі, хоча ймовірно, що в майбутньому це буде основний вид палива.
Але двигуни внутрішнього згоряння - не єдині двигун автомобіля.
Електро-двигун
Існують машини, які використовують в якості вихідної енергії - електрика. Найбільш популярний і близький до автомобіля вид транспорту, що працює на електриці - це всім відомий тролейбус.
Але повноцінним автомобілем його не назвеш, оскільки рухатися тролейбус може тільки уздовж натягнутих проводів, від яких він живиться електрикою.
Але ви напевно чули про машинах, які називаються електромобілями. Електромобілі - це автомобілі, в яких в якості силового агрегату використовується електродвигун.
Електродвигун, як ви розумієте, працює від електричної енергії, яку він отримує, як правило, від акумуляторних батарей.
Електромобілі, в порівнянні з автомобілями, які використовують двигуни внутрішнього згоряння, мають масу переваг.
Вони екологічні, практично безшумні (що не завжди плюс), швидко набирають швидкість, їм не потрібна коробка швидкостей можна навіть обійтися без трансмісії, якщо поставити двигуни на кожне з коліс. Тобто такі автомобілі могли б бути набагато дешевше, ніж автомобілі з ДВС, якби стали масовими.
Але є два істотні моменти, які дуже сильно обмежують застосування електродвигунів на сучасних автомобілях. До сих пір не придумали акумуляторів, які б могли запасти в собі достатню кількість електричної енергії.
Тобто запас ходу електромобіля сьогодні обмежений кількома десятками кілометрів. Якщо не включати фари, магнітолу, кондиціонер, то можна і до сотні кілометрів проїхати, але все одно це дуже мало. Приблизно в 5-6 разів менше, ніж на одній заправці бензином. Втім, над цим розробники постійно працюють і можливо, що коли ви Новомосковскете ці рядки, вже існує електромобіль з запасом ходу більше 500 км.
Але навіть малий запас ходу був би не такий страшний, якби не час, необхідний на перезарядку акумуляторів. Якщо заправка бензином, дизпаливом або газом займає 5-10 хвилин, то акумулятори доведеться заряджати годин 12, а то і добу.
Тому, поки електромобілі можуть використовуватися лише для нетривалих поїздок по місту, після чого всю ніч на зарядці.
Гібридні силові агрегати
Але перевага електродвигунів над ДВС настільки велике, що бажання їх використовувати хоча б частково призвело до появи гібридних силових установок, які сьогодні досить активно використовуються на автомобілях.
Гібридні силові установки - це об'єднані на одному автомобілі двигун внутрішнього згоряння і електродвигун (як правило, їх 4, по одному на кожне колесо). Такі автомобілі називають гібридними.
Існують три схеми гібридних установок.
У першій енергія ДВС використовується виключно для вироблення електричної енергії за допомогою генератора. А вже від генератора енергія передається на зарядку акумуляторів і на електродвигуни, що забезпечують обертання коліс.
Але більш популярна інша схема. У другій схемі привід на колеса здійснюється як від ДВС, так і від електродвигунів. ДВС і електродвигуни можуть використовуватися як самостійно, так і разом.
Третій варіант - це поєднання першого і другого.
Ось такі вони двигуни автомобіля, різноманітні і неоднозначні. Більш докладно властивості, принцип роботи, деталі ми розберемо в майбутніх публікаціях.