Статья-рассуждение об экологичных машинах и о будущем двигателя внутреннего сгорания. В конце статьи — интересное видео о загрязнении окружающей среды автомобилями.Статья-рассуждение об экологичных машинах и о будущем двигателя внутреннего сгорания. В конце статьи — интересное видео о загрязнении окружающей среды автомобилями.
Содержание статьи:
- Мир — за защиту окружающей среды
- Эксперименты с экологичными машинами
- Водородные автомобили
- Уйдут ли в прошлое ДВС
- Видео о загрязнении воздуха автомобилями
Все больше европейских стран раздумывают над проблемой вреда окружающей среде, наносимого двигателями внутреннего сгорания. Вот и министр комплексных экологических преобразований Франции заявил о разработке мероприятий по полному запрету эксплуатации автомобилей с мотором такого типа. Хотя в его речи звучал план на 2040 год, уже сама обеспокоенность чиновника столь высокого уровня говорит о серьезности намерений.
Мир — за защиту окружающей среды
В Париже уже сейчас на центральные улицы не допускаются автомобили и мотоциклы, выпущенные до 1997 года, чтобы не отравлять столичный воздух своими выхлопами. Нарушители караются штрафом до 70 евро.
Ранее норвежское правительство также поднимало данную тему, и 4 основные партии уже высказались одобрительно по запрещающему законопроекту. Если остальные депутаты согласятся с их доводами, то в этой северной стране двигатели внутреннего сгорания на автомобили перестанут устанавливать еще раньше – к 2025 году. Парадоксально, но под запрет могут попасть и гибриды, сочетающие ДВС с альтернативным мотором, хотя Норвегия в данный момент лидирует по их продаже. Автопроизводителям придется полностью заменить двигатели в своих моделях на водородные или перейти на выпуск электромобилей.
К вышеперечисленным странам готовы присоединиться Нидерланды, Германия, а также несколько штатов Северной Америки. Каждая из них действует в рамках исполнения Парижского соглашения по климату, призывающего добиться снижения углекислотных выбросов до 95%. Согласно расчетам экспертов, запрет на машины с ДВС очень поспособствует этой благой миссии, так как такой транспорт производит около 1/5 части всех мировых выбросов.
Эксперименты с экологичными машинами
Ажиотаж вокруг глобального транспортного плана вынудил общественность, аналитиков и инженеров глубже погрузиться в проблему автомобильного производства. Несмотря на то, что сейчас 97% всех европейских машин оснащены двигателем внутреннего сгорания, практически все крупнейшие автопроизводители бросили максимум ресурсов на выпуск электромобилей. Один только Volkswagen планирует в ближайшем десятилетии спускать с конвейера до 3 миллионов таких машин в год. А Daimler проектирует целую линейку электрокаров, состоящую из двух седанов и двух внедорожников. Крупнейшая консалтинговая компания PwC прогнозирует, что к 2028 году европейский авторынок на 30% будет состоять из электрического автотранспорта. По 28% останется на классические бензиновые и дизельные двигатели, а оставшиеся 14% равномерно распределятся по иным экспериментальным видам транспорта.
Еще в Советском Союзе инженеры пытались экспериментировать с разнообразными накопителями энергии, достигая экономии в 45%. Идея нерациональности автомобильного механизма давно беспокила научные умы. Действительно, какой смысл впустую использовать энергию торможения для нагрева воздуха и тормозной системы. Намного разумнее разработать своеобразный накопитель для нее, в качестве которого даже пытались применить сжимающийся газ. К сожалению, все подобные схемы прежних лет оказывались чересчур примитивными, не пригодными для массового применения. Но мыслью о гибридном автомобиле, умеющем запасать вырабатываемую при торможении энергию в особых аккумуляторах, серьезно озадачились инженеры и ученые многих стран.
Первой серьезной разработкой в данной области можно назвать увидевший свет в 1997 году автомобиль Toyota Prius. Он имел 1,5-литровый бензиновый мотор, который работал в хитрой связке с электромотором и генератором. Вместе вся эта конструкция соединялась в планетарном редукторе и регулировалась чрезвычайно замысловатой электроникой, а получаемая энергия аккумулировалась в гибридной никель-металлической батарее.
Сейчас странно воспринимается информация, что в Prius использовался генератор и электродвигатель по отдельности, тогда как современные электромашины совмещают их в себе. Новинка, разработанная в Toyota, с восторгом была воспринята общественностью, особенно на волне рьяной борьбы на защиту окружающей среды. Выгода автомобиля была налицо:
- польза экологии,
- экономия, продемонстрированная по время тестов в городском режиме,
- цена, сопоставимая с традиционными бензиновыми представителями.
Эффект «первооткрывательства» был настолько велик, что на недостатки предпочитали не обращать внимания, хотя они были не менее очевидны:
- Аккумулятор со всем прочим неотъемлемым электрическим багажом утяжелял автомобиль на дополнительные 300 кг, которые во время стабильного движения по трассе становились бесполезным грузом. Хотя экономия была доказана опытным путем, рядовые автовладельцы, ставшие обладателями сложного и тяжелого агрегата, ощутимого снижения расхода топлива совершенно не ощутили.
- Государственная поддержка, направленная на повышение интереса к новому экологичному транспорту, вызывала негатив у большинства граждан. Так как за покупку и эксплуатацию гибридов владельцы получили налоговое послабление и определенные субсидии, бюджет приходилось пополнять за счет увеличения налогов для других автомобилистов, предпочитающих традиционные автомобили.
- Чтобы обеспечивать растущий спрос на электромобили, должна быть создана отдельная отрасль, обеспечивающая автомобильную промышленность достаточным количеством аккумуляторов. А параллельно, следует решить проблему утилизации отработавших свой ресурс батарей, чтобы снова не привести к экологической катастрофе.
Пока же картину с гибридными автомобилями можно обрисовать, как сданный жилой дом с коммуникациями, но без какой-либо инфраструктуры, над которой работать еще долгие годы.
Промежуточным этапом перехода от ДВС к более совершенному транспорту может стать подзаряжаемый гибрид. По самой сути конструкции это то же самый электромобиль, который в случае крайне низкого разряда аккумулятора запускает маленький ДВС, быстро подзаряжающий основной двигатель. Над подобными моделями работали Chevrolet и Opel, но объем продаж не показал впечатляющих результатов. Отсутствие интереса объяснялось тем, что место, отданное под двигатель внутреннего сгорания и бензобак, можно было заполнить дополнительным аккумулятором, чтобы получить настоящий, полноценный электромобиль. На деле же получилась не очень понятная и не самая функциональная комбинация, так и не нашедшая отклика в сердцах автолюбителей.
Водородные автомобили
В годы Великой Отечественной войны на примере заградительных аэростатов, приводимых в действие водородным двигателем, было решено использовать этот газ для замены классического ДВС. Мера оказалась бы спасительной в условиях повсеместного дефицита на бензин, особенно в блокадном Ленинграде, где положение было катастрофическим. Хотя водородные моторы слишком быстро приходили в негодность, зато само топливо расходовалось ощутимо экономнее.
Эстафету переняла Япония — первый серийный гибридный автомобиль на водороде выпустила все та же прогрессивная Toyota. Высокотехнологичная Mirai точно так же обладает способностью запасать в аккумуляторах энергию торможения. Два водородных баллона расположены спереди и сзади автомобиля и рассчитаны на 60 литров каждый, что позволяет преодолеть расстояние 650 километров со скоростью в 180 км/ч без дозаправки.
Однако всегда найдется хоть какой-либо недостаток. В данном случае, это не очень проработаная система получения водорода. Если добывать его путем электролиза, то энергию, затраченную в больших объемах на его получение, практичнее напрямую запустить в электромобиль.
Можно было бы использовать метан, но он является невозобновляемым природным ресурсом, за сохранение которого активно борются экологи и ученые.
Уйдут ли в прошлое ДВС
На данный момент приходится признать, что если произвести замену всех имеющихся автомобилей, работающих на стандартном двигателе внутреннего сгорания, на электромобили, то даже всех электростанций мира будет недостаточно для их зарядки.
Далее следует уже упоминавшаяся проблема массового выпуска компактных, емких автомобильных аккумуляторов с их последующей утилизацией.
Таким образом, в ближайшие несколько лет рациональной альтернативы старому доброму ДВС не предвидится. Вся имеющаяся инфраструктура – промышленная, социальная, экономическая – слишком плотно завязана на использовании нефти. Безусловно, хочется надеяться, что лучшие мировые умы придумают, как избежать полного уничтожения всех природных ресурсов. Но все текущие эксперименты ведущих автопроизводителей демонстрируют неготовность к переходу на альтернативные виды транспорта.
