Двс схема: Общее устройство двигателя автомобиля, схема работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Двигателем внутреннего сгорания (ДВС) называется такой поршневой тепловой двигатель, в котором тепловая энергия, возникающая в цилиндрах при сгорании горючей смеси, преобразуется в механическую за счет воздействия на поршни газообразных продуктов сгорания, обладающих высоким давлением и температурой (до 2400° С и 8 МПа). При этом поршни, перемещаясь под давлением продуктов сгорания, приводят во вращение через кривошипно-шатунный механизм коленчатый вал двигателя, а от него — трансмиссию машины.

Принципиальная схема ДВС представлена на рис. 6.1. Из нее видно, что поршень может перемещаться в цилиндре из крайнего верхнего положения, или верхней мертвой точки (ВМТ), в крайнее нижнее положение, или до нижней мертвой точки (НМТ), на расстояние, соответствующее ходу поршня.

От НМТ поршень может перемещаться только вверх до ВМТ. Таким образом, двойной ход поршня (вниз и вверх) соответствует полному обороту вала. Значит, если обеспечить своевременное попадание в цилиндр горючей смеси, ее сжатие и сгорание, а затем удаление продуктов сгорания и новое заполнение цилиндра горючей смесью, можно добиться постоянного вращения коленчатого вала двигателя. На этом основана работа ДВС. А сама совокупность повторяющихся в определенной последовательности процессов впуска горючей смеси, ее сжатия, сгорания с последующим расширением и выпуска продуктов сгорания в атмосферу носит название рабочего цикла ДВС. Часть рабочего цикла, соответствующая перемещению поршня из одного крайнего положения в другое, называется тактом.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Если полный рабочий цикл ДВС совершается за четыре такта (4 хода поршня), т. е. за два полных обо рота коленчатого вала, то такой двигатель называется четырехтактным; если же рабочий цикл состоит из двух тактов (2 хода поршня), то двигатель считается двухтактным. На рис. 6.1 видно, что полость цилиндра сообщается с внешней средой с помощью двух отверстий, закрываемых клапанами или другим образом. Одно из отверстий является впускным и предназначено для впуска горючей смеси или воздуха, другое — выпускным и служит для выпуска продуктов сгорания. Впускное и выпускное отверстия могут либо полностью перекрываться, либо закрываться попеременно.

Когда поршень занимает крайнее верхнее положение, над ним остается свободное пространство объемом Ус, которое является так называемой камерой сгорания. При перемещении поршня в НМТ в цилиндре освобождается объем Ур, называемый рабочим, который вместе с объемом камеры сгорания Vc образует полный объем цилиндра: V„= Ус+ Vp. Таким образом, поршень, перемещаясь в обратном направлении от НМТ до ВМТ, изменяет объем цилиндра с V„ до VQ, т. е. многократно сжимает газообразные вещества. Поэтому отношение полного объема цилиндра V„ к объему камеры сгорания VQ показывает так называемую степень сжатия в цилиндре е= Vn/Vc, т. е. величину сжатия горючей смеси в момент ее воспламенения. Эта величина зависит от конструкции ДВС. Так, у дизельных двигателей она достигает величины 14…22, а у карбюраторных 6… 10. Когда рабочий объем одного цилиндра Vp умножается на их число, получается рабочий объем двигателя Ул.

Рис. 6.1. Принципиальная схема ДВС

В зависимости от вида применяемого топлива ДВС могут быть дизельными (используется дизельное топливо) и карбюраторными (топливом являются бензин, газ). На автогрейдерах основными двигателями являются многоцилиндровые четырехтактные дизельные двигатели, в качестве пусковых на них используются одноцилиндровые двухтактные бензиновые двигатели. В общем, принципы работы дизельных и карбюраторных двигателей подобны. Основное отличие состоит в том, что в карбюраторных двигателях для воспламенения рабочей смеси (смеси паров топлива, воздуха, остаточных газов) в цилиндрах используется специальная электрическая система зажигания, а на дизельных двигателях — воспламенение топлива, впрыскиваемого под высоким давлением в камеру сгорания, происходит от высокой температуры воздуха, превышающей температуру вспышки смеси топлива и воздуха, сжатого в камере сгорания поршнем. Кроме того, в дизельных двигателях вначале цилиндры наполняются воздухом, а не горючей смесью (смесь мелкораспыленного жидкого или газообразного топлива с воздухом), как у карбюраторных, и сжимается воздух, а не горючая смесь (поэтому-то степень сжатия, температура и давление в цилиндрах у дизельных двигателей выше, чем у карбюраторных). В связи с этим для дизельных двигателей требуется специальная система впрыска топлива под давлением, в то время как у карбюраторных двигателей горючая смесь поступает за счет разрежения, создаваемого поршнями.

Принцип работы четырехтактного дизельного двигателя. Первый такт — впуск воздуха (рис. 6.2, а) производится при движении поршня от ВМТ до НМТ за счет создаваемого в цилиндре разрежения через открытый впускной клапан, который открывается с опережением до прихода поршня в ВМТ и закрывается с запаздыванием после достижения поршнем НМТ.

Рис. 6.2. Принцип работы четырехтактного дизельного двигателя: а — первый такт — впуск воздуха; 6 — второй такт — сжатие воздуха; в — третий такт — рабочий ход; 4— четвертый такт — выпуск отработавших газов; 1 — коленчатый вал; 2 — шатун; 3 — поршень; 4 — впускной клапан; 5 — форсунка; 6 — выпускной клапан; 7 — цилиндр

Второй такт — сжатие воздуха (рис. 6.2,6) происходит при движении поршня от НМТ к ВМТ при закрытых впускном и выпускном клапанах. В конце сжатия давление воздуха достигает 3…4 МПа при температуре выше 500° С. В момент, когда поршень несколько не доходит до ВМТ, с помощью форсунки производится впрыск топлива под давлением 20…40 МПа. В нагретом воздухе распыленное топливо самовоспламеняется и сгорает.

Третий такт — рабочий ход (рис. 6.2,в) происходит при заканчивающемся сгорании топлива и расширении продуктов сгорания, сопровождающемся перемещением поршня от ВМТ к НМТ. С целью лучшей последующей очистки полости цилиндра от отработавших газов выпускной клапан открывается до момента подхода поршня в НМТ.

Четвертый такт — выпуск отработавших газов (рис. 6.2, г) производится при движении поршня от НМТ к ВМТ, когда выпускной клапан открыт. После этого рабочий цикл двигателя повторяется.

Принцип работы двухтактного карбюраторного двигателя. В отличие от дизельного двигателя для образования горючей смеси в нем использован карбюратор, а система зажигания со свечой, вставленной в головку цилиндра, служит для зажигания горючей смеси (рис. 6.3). В отличие от четырехтактного карбюраторного двигателя в двухтактном двигателе с кривошип- но-камерной продувкой отсутствуют клапаны, а впускное и выпускное отверстия перекрываются самим поршнем. Кроме того, имеется продувочное отверстие и для подачи горючей смеси от карбюратора в цилиндр используется герметичный картер двигателя.

В одном такте двухтактного двигателя сосредоточены не один, а два описанных выше процесса.

Первый такт — рабочий ход поршня (рис. 6.3, а, б) начинается, когда поршень, перекрыв выпускное и продувочное отверстия и открыв впускное отверстие, подходит к ВМТ. Тогда срабатывает свеча, искра от которой воспламеняет сжатую рабочую смесь, в камере сгорания резко повышается температура и давление (до 2,5 МПа). Поршень, под давлением перемещаясь вниз, сначала закрывает впускное отверстие и начинает сжимать рабочую смесь в картере 8 двигателя, а затем открывает выпускное отверстие 2 и продувочное, через которые под давлением (0,1 МПа) рабочей смеси из картера производится удаление отработавших газов и продувка рабочей полости цилиндра. При этом отражатель, установленный на головке поршня, направляет рабочую смесь по всей полости цилиндра, способствуя его очистке от продуктов сгорания. Когда поршень достигает НМТ, начинается его движение вверх.

Рис. 6.3. Принцип работы двухтактного карбюраторного двигателя: а — начало рабочего хода поршня; б—конец рабочего хода поршня; 1 — впускное отверстие; 2 — выпускное отверстие; 3 — шатун; 4 — цилиндр; 5 — поршень; 6 — свеча; 7 — продувочное отверстие; 8 — картер; 9—коленчатый вал; 10—карбюратор

Второй такт — сжатие рабочей смеси начинается с продолжающегося удаления отработавших газов и впуска в надпоршневое пространство рабочей смеси. По мере движения поршня вверх сначала перекрывается продувочное отверстие, а затем и выпускное, после чего рабочая смесь сжимается в течение всего движения поршня до ВМТ. В тот момент, когда нижний край поршня открывает впускное отверстие, начинается впуск горючей смеси в полость картера (в подпоршневое пространство). Затем рабочий цикл повторяется.

Принцип и особенности работы поршневых ДВС определили наличие у них следующих основных механизмов и систем: кривошипно-шатунный механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение поршня под воздействием давления газов во вращательное движение коленчатого вала; механизм газораспределения, предназначенный для своевременного наполнения цилиндров горючей смесью или воздухом и выпуска отработавших газов в атмосферу; система смазки, предназначенная для очистки и подачи к трущимся сопряженным поверхностям двигателя необходимого для смазки и охлаждения этих поверхностей количества масла; система охлаждения, служащая для охлаждения всех нагреваемых деталей двигателя путем отвода от них тепла; система питания, предназначенная для подачи в цилиндры дозированного количества топлива или горючей смеси в распыленном состоянии; система зажигания (у карбюраторных двигателей), служащая для принудительного воспламенения рабочей смеси в цилиндрах; система пуска, предназначенная для быстрого и уверенного запуска двигателя при любых температурных условиях.

Работу ДВС характеризует такой параметр, как эффективная мощность N3, являющаяся мощностью, снимаемой с коленчатого вала двигателя для производства полезной работы. Мощность указана в паспорте на двигатель. Кроме того, в паспорте дается и регуляторная характеристика двигателя, т. е. зависимости мощности и крутящего момента на валу двигателя от частоты его вращения.

определение. Двигатель внутреннего сгорания: характеристики, схема

Не будет преувеличением сказать, что большинство самодвижущихся устройств сегодня оснащены двигателями внутреннего сгорания разнообразных конструкций, использующими различные принципиальные схемы работы. Во всяком случае, если говорить об автомобильном транспорте. В данной статье мы рассмотрим более подробно ДВС. Что это такое, как работает данный агрегат, в чем его плюсы и минусы, вы узнаете, прочитав ее.

Принцип работы двигателей внутреннего сгорания

Главный принцип работы ДВС основан на том, что топливо (твердое, жидкое или газообразное) сгорает в специально выделенном рабочем объеме внутри самого агрегата, преобразуя тепловую энергию в механическую. Рабочая смесь, поступающая в цилиндры такого двигателя, подвергается сжатию. После ее воспламенения при помощи специальных устройств возникает избыточное давление газов, заставляющих поршни цилиндров возвращаться в исходное положение. Так создается постоянный рабочий цикл, преобразующий при помощи специальных механизмов кинетическую энергию в крутящий момент.

На сегодняшний день устройство ДВС может иметь три основных вида:

• двухтактный двигатель, часто называемый легким;
• четырехтактный силовой агрегат, позволяющий добиться более высоких показателей мощности и значений КПД;
• газотурбинные установки, обладающие повышенными мощностными характеристиками.

Помимо этого существуют и другие модификации основных схем, позволяющие улучшить те или иные свойства силовых установок данного вида.

Преимущества двигателей внутреннего сгорания

В отличие от силовых агрегатов, предусматривающих наличие внешних камер, ДВС обладает значительными преимуществами. Главными из них являются:

• гораздо более компактные размеры;
• более высокие показатели мощности;
• оптимальные значения КПД.

Необходимо заметить, говоря о ДВС, что это такое устройство, которое в подавляющем большинстве случаев позволяет использовать различные виды топлива. Это может быть бензин, дизельное топливо, природный или сжиженный газ, керосин и даже обычная древесина. Такой универсализм принес данной принципиальной схеме двигателя заслуженную популярность, повсеместное распространение и поистине мировое лидерство.

Краткий исторический экскурс

Принято считать, что двигатель внутреннего сгорания ведет отсчет своей истории с момента создания французом де Ривасом в 1807 году поршневого агрегата, использовавшего в качестве топлива водород в газообразном агрегатном состоянии. И хотя с тех пор устройство ДВС подверглось значительным изменениям и модификациям, основные идеи этого изобретения продолжают использоваться и в наши дни.

Первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания увидел свет в 1876 году в Германии. В середине 80-х годов XIX столетия в России был разработан карбюратор, позволявший дозировать подачу бензина в цилиндры мотора. А в самом конце позапрошлого века знаменитый немецкий инженер Рудольф Дизель предложил идею воспламенения горючей смеси под давлением, что существенно повышало мощностные характеристики ДВС и показатели КПД агрегатов подобного вида, которые до этого оставляли желать много лучшего. С тех пор развитие двигателей внутреннего сгорания шло в основном по пути улучшения, модернизации и внедрения разнообразных улучшений.

Основные виды и типы ДВС

Тем не менее более чем 100-летняя история агрегатов данного вида позволила разработать несколько основных видов силовых установок с внутренним сгоранием топлива. Они отличаются между собой не только составом используемой рабочей смеси, но и конструктивными особенностями.

Бензиновые двигатели

Как явствует из названия, агрегаты данной группы используют в качестве топлива различные виды бензина. В свою очередь, такие силовые установки принято подразделять на две большие группы:

• Карбюраторные. В таких устройствах топливная смесь перед поступлением в цилиндры обогащается воздушными массами в специальном устройстве (карбюраторе). После чего происходит ее воспламенение при помощи электрической искры. Среди наиболее ярких представителей данного типа можно назвать модели ВАЗ, ДВС которых очень долгое время был исключительно карбюраторного типа.
• Инжекторные. Это более сложная система, в которой впрыск топлива в цилиндры осуществляется посредством специального коллектора и форсунок. Он может происходить как механическим способом, так и посредством специального электронного устройства. Наиболее продуктивными считаются системы прямого непосредственного впрыска «Коммон Рейл». Устанавливаются почти на все современные автомобили.

Инжекторные бензиновые двигатели принято считать более экономичными и обеспечивающими более высокий КПД. Однако стоимость таких агрегатов намного выше, а обслуживание и эксплуатация – заметно сложнее.

Дизельные двигатели

На заре существования агрегатов подобного вида очень часто можно было слышать шутку о ДВС, что это такое устройство, которое ест бензин, как лошадь, а движется намного медленнее. С изобретением дизельного двигателя эта шутка частично потеряла свою актуальность. Главным образом потому, что дизель способен работать на топливе гораздо более низкого качества. А значит, и на гораздо более дешевом, нежели бензин.

Главным принципиальным отличием дизельного двигателя внутреннего сгорания является отсутствие принудительного воспламенения топливной смеси. Солярка впрыскивается в цилиндры специальными форсунками, а отдельные капли топлива воспламеняются из-за силы давления поршня. Наряду с преимуществами дизельный двигатель обладает и целым рядом недостатков. Среди них можно выделить следующие:

• гораздо меньшая мощность по сравнению с бензиновыми силовыми установками;
• большими габаритами и весовыми характеристиками;
• сложностями с запуском при экстремальных погодных и климатических условиях;
• недостаточной тяговитостью и склонностью к неоправданным потерям мощности, особенно на сравнительно высоких оборотах.

Кроме того, ремонт ДВС дизельного типа, как правило, гораздо более сложен и затратен, нежели регулировка или восстановление работоспособности бензинового агрегата.

Газовые двигатели

Несмотря на дешевизну природного газа, используемого в качестве топлива, устройство ДВС, работающих на газе, несоизмеримо сложнее, что ведет к существенному удорожанию агрегата в целом, его монтажа и эксплуатации в частности. На силовых установках подобного типа сжиженный или природный газ поступает в цилиндры через систему специальных редукторов, коллекторов и форсунок. Воспламенение топливной смеси происходит так же, как и в карбюраторных бензиновых установках, – при помощи электрической искры, исходящей от свечи зажигания.

Комбинированные типы двигателей внутреннего сгорания

Мало кто знает о комбинированных системах ДВС. Что это такое и где применяется?Речь идет, конечно же, не о современных гибридных автомобилях, способных работать как на горючем, так и от электрического мотора. Комбинированными двигателями внутреннего сгорания принято называть такие агрегаты, которые объединяют в себе элементы различных принципов топливных систем. Наиболее ярким представителем семейства таких двигателей являются газодизельные установки. В них топливная смесь поступает в блок ДВС практически так же, как и в газовых агрегатах. Но поджиг горючего производится не при помощи электроразряда от свечи, а запальной порцией солярки, как это происходит в обычном дизельном моторе.

Обслуживание и ремонт двигателей внутреннего сгорания

Несмотря на достаточно широкое разнообразие модификаций, все двигатели внутреннего сгорания имеют аналогичные принципиальные конструкции и схемы. Тем не менее, для того чтобы качественно осуществлять обслуживание и ремонт ДВС, необходимо досконально знать его устройство, понимать принципы работы и уметь определять неполадки. Для этого, безусловно, необходимо тщательно изучить конструкцию двигателей внутреннего сгорания различных типов, уяснить для себя назначение тех или иных деталей, узлов, механизмов и систем. Дело это непростое, но очень увлекательное! А главное, нужное.

Специально для пытливых умов, которые желают самостоятельно постичь все таинства и секреты практически любого транспортного средства, примерная принципиальная схема ДВС представлена на фото выше.

Итак, мы выяснили, что собой представляет данный силовой агрегат.

BS в области машиностроения — концентрация двигателей внутреннего сгорания | Механическое и аэрокосмическое машиностроение

Цель

Кафедра механического и аэрокосмического машиностроения предлагает программу, ведущую к получению степени бакалавра в области машиностроения (BSME) с концентрацией двигателей внутреннего сгорания. Эта программа предназначена для ознакомления студентов-механиков с фундаментальной наукой и техникой, лежащими в основе проектирования как обычных, так и высокопроизводительных двигателей внутреннего сгорания, а также с основами формирования выбросов в системах сгорания, автомобильных механизмах и конструкциях, включая вибрации и шум. Включены исследования традиционных видов топлива и синтетических видов топлива будущего, таких как водород и метанол. Программа машиностроения аккредитована Комиссией по инженерной аккредитации ABET, http://www.abet.org.

Образовательные цели программы бакалавриата по машиностроению (BSME) состоят в том, чтобы подготовить выпускников в течение нескольких лет после выпуска:

• Работать в качестве профессионала или предпринимателя в области, тесно связанной с машиностроением, или
• Обучаться на протяжении всей жизни, получая или получив ученую степень или профессиональную степень и/или продемонстрировав профессиональное развитие

Результаты учащихся

1. способность идентифицировать, формулировать и решать сложные инженерные проблемы, применяя принципы инженерии, естественных наук и математики
2. способность применять инженерный дизайн для создания решений, отвечающих конкретным потребностям с учетом общественного здравоохранения, безопасности и благополучия, а также глобальных, культурных, социальных, экологических и экономических факторов
3. способность эффективно общаться с различными аудиториями
4. способность признавать этическую и профессиональную ответственность в инженерных ситуациях и делать обоснованные суждения, которые должны учитывать влияние инженерных решений в глобальном, экономическом, экологическом и социальном контекстах
5. способность эффективно работать в команде, члены которой вместе обеспечивают лидерство, создают совместную и инклюзивную среду, устанавливают цели, планируют задачи и достигают целей
6. способность разрабатывать и проводить соответствующие эксперименты, анализировать и интерпретировать данные, а также использовать инженерную оценку, чтобы делать выводы
7. способность приобретать и применять новые знания по мере необходимости, используя соответствующие стратегии обучения.

Учебная программа

Студенты, зачисленные на программу BSME – Двигатели внутреннего сгорания, должны набрать 126 кредитов курса.

План обучения

Год первокурсника
Осень		Кредит-часы
МАЭ 111	Введение в инженерию I	3
АНГЛИЙСКИЙ 105	Английский Состав I	3
Месяц 151	Расчет I для инженеров	5
Физический уровень 205	Университетская физика I	3
	Кредит-часы	14
Пружина
МАЭ 112	Введение в машиностроение II	2
CAE 210	Механика твердого тела I	3
ENG 107	Английский Состав II: Наука и техника	3
Месяц 162	Исчисление II	4
PHY 206	Университетская физика II	3
PHY 208	Университетская лаборатория физики II	1
	Кредит-часы	16
Второкурсник
Осень
МАЭ 207	Механика твердого тела II	3
ИЕН 311	Прикладная вероятность и статистика	3
Месяц 211	Исчисление III	3
PHY 207	Университетская физика III	3
PHY 209	Университетская лаборатория физики III	1
HA Родственный (HA по выбору) 1		3
	Кредит-часы	16
Пружина
МАЭ 202	Динамика	3
МАЭ 241	Лаборатория измерений	3
CHM 151	Химия для инженеров	3
CHM 153	Химическая лаборатория для инженеров	1
ЕЭК 205	Основы электротехники – I	3
Родственный PS (факультативный) 1		3
	Кредит-часы	16
Младший курс
Осень
МАЭ 302	Механическое поведение материалов	3
МАЭ 303	Термодинамика I	3
МАЭ 309	Гидромеханика	3
МАЭ 341	Механическая конструкция I	3
Месяц 311	Введение в обыкновенные дифференциальные уравнения	3
	Кредит-часы	15
Пружина
МАЭ 301	Инженерное материаловедение	3
МАЭ 310	Теплообмен	3
МАЭ 342	Механический дизайн II	3
МАЭ 351	Лаборатория механики	2
МАЭ 362	Компьютерный анализ задач машиностроения и аэрокосмической техники	3
МАЭ 503	Двигатели внутреннего сгорания	3
	Кредит-часы	17
Старший год
Осень
МАЭ 404	Экспериментально-техническая лаборатория	2
МАЭ 412	Системная динамика	3
МАЭ 441	Проектирование жидкостных и тепловых систем	3
МАЭ 442	Дизайн-проект Capstone-I	1
МАЕ 514	Расширенные экспериментальные исследования двигателей внутреннего сгорания	3
HA Родственный (HA по выбору)		3
Родственный PS (факультативный)		3
	Кредит-часы	18
Пружина
МАЭ 415	Автоматическое управление	3
МАЭ 443	Дизайн-проект Capstone-II	2
МАЕ 521	Контроль выбросов выхлопных газов	3
Родственный HA (Adv. HA Elective)  1		3
Родственный PS (расширенный PS по выбору)  1		3
	Кредит-часы	14
	Всего кредитных часов	126

	1 Наши учащиеся должны заполнить как минимум 1 родственное слово PS и 1 родственное слово HA, чтобы их можно было выбрать из списка доступных родственных слов. Каждый родственный предмет должен состоять как минимум из трех курсов (9 кредитных часов), чтобы его можно было выбрать из списка доступных родственных предметов.
	2 Технические факультативы — это продвинутые курсы по математике, естественным наукам или технике, одобренные консультантом факультета в зависимости от индивидуальных целей.

Двигатели внутреннего сгорания Гибридные силовые агрегаты и топливные элементы

Чт, 24 февраля 2022 г. |
Возобновляемая энергия

В следующем разделе в основном рассматриваются двигатели легковых автомобилей и топливо. Двигателю внутреннего сгорания более 100 лет, но он полон жизни. Дальнейшие разработки в отношении повышения эффективности (или снижения расхода топлива) никоим образом не были достигнуты. Двигатель внутреннего сгорания будет основной силовой установкой на десятилетия вперед, несмотря на то, что можно сказать иначе. Следует признать, что двигатель внутреннего сгорания, в частности бензиновый двигатель, довольно плохо работает при низких нагрузках, характерных для применения в легковых автомобилях. Бензиновый двигатель можно улучшить, применив изменение фаз газораспределения, деактивацию цилиндров, уменьшение размеров и наддув, автоматический старт-стоп, непосредственный впрыск бензина и снижение трения. В целом потенциал может превысить 30%. Некоторые из этих элементов уже используются сегодня, однако в слишком ограниченном объеме. Например, трудно понять, почему уменьшение размеров и наддув не используются намного больше — выигрыш в расходе топлива составляет около 10%. Или почему мы не используем старт-стоп автоматы гораздо больше? Выгода также может достигать 10%. Дизельный двигатель, который лучше экономит топливо по сравнению с бензиновым двигателем, также можно сделать более эффективным за счет улучшения наддува, автоматического запуска и остановки, характеристик сгорания и снижения трения. Потенциал может достигать 20% и более.

Картина не будет полной без упоминания о выбросах выхлопных газов. Сегодня двигатель легкового автомобиля, при условии внедрения в него новейших технологий, уже не загрязняет окружающую среду — это по сути воздухоочиститель (стандарт СУЛЕВ, бензин). Эти превосходные результаты были достигнуты благодаря нормам выбросов выхлопных газов, принятым в Калифорнии. По сравнению с 1970 годом (когда вступило в силу законодательство) выбросы оксидов азота были снижены на 99 %, углеводородов — на 99,8 %, а оксида углерода — на 9 %.3% (СУЛЕВ-стандарт). Интересно отметить, что эти улучшения не были достигнуты из-за инициативы автомобильной промышленности — эта промышленность заявила, что в этом нет необходимости и что сокращение выбросов будет очень дорогим!

Следующим шагом к сокращению выбросов CO2 является переход на природный газ. Природный газ, безусловно, является переходным топливом на долгом пути к устойчивому энергетическому будущему. ETH Zurich совместно со Швейцарской федеральной лабораторией по испытанию и исследованию материалов (EMPA) и другими разработала новый газовый двигатель для легковых автомобилей с наддувом, высокой степенью сжатия, рециркуляцией отработавших газов и новой коробкой передач, что позволило снизить выбросы CO2 на 33%. выбросы по сравнению с родственным двигателем той же мощности, работающим на бензине.

Далее идет более сложный гибридный силовой агрегат. Как упоминалось ранее, двигатели внутреннего сгорания, особенно бензиновые двигатели, действительно показывают средний КПД ездового цикла ниже 20%. В гибридной силовой установке малые нагрузки покрываются электродвигателем, эффективность которого намного выше, чем у двигателя внутреннего сгорания. Этот двигатель можно реверсировать для работы в качестве генератора для рекуперации энергии торможения и, таким образом, дальнейшего повышения эффективности цикла. В целом, гибридные силовые установки, в зависимости от рассматриваемого цикла движения, могут снизить расход топлива на 20% и более. На рис. 5 показана схема гибридной силовой установки.

— двигатель CI или SI

— двигатель с автоматическим запуском/остановкой

— электродвигатель для глубокой частичной нагрузки

— без режима ZEV

— рекуперация

— различные типы аккумуляторов

— NiMH 9000 supercap

— без зарядки аккумулятора от сети

— 5-ступенчатая коробка передач для двигателя

— 1-ступенчатая для электродвигателя

Рис.