бак накопитель

Новая концепция электромобиля. Статьи. Наука бак накопитель техника Библиотека Мошкова: Туве Янссон | Все новые поступления за неделю | Артур Кларк | Советская фантастика N-T.ru / Текущие публикации / Техника сегодня Новая концепция электромобиля Нурбей ГУЛИА, Сергей ЮРКОВ Электромобиль – транспортное средство, ведущие колеса которого приводятся от электромотора питаемого электробатареей, появился впервые в 1838 году в Англии. Электромобиль существенно старше автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Поначалу он опережал автомобиль по скорости бак накопитель объему выпуска, но не смог стать серьезным конкурентом автомобилю. На наш взгляд, это происходит, в основном, из-за недостатков электромобилей, питаемых от электроаккумуляторов. Вопреки бытующему мнению о высокой экономичности аккумуляторных электромобилей, анализ показывает, что химическая энергия топлива, сжигаемого на электростанциях, используется для движения транспортного средства всего на 15% бак накопитель менее. Это происходит из-за потерь энергии в линиях электропередачи, трансформаторах, преобразователях, зарядных устройствах для аккумуляторов бак накопитель самих аккумуляторах, электромашинах, как в тяговом, так бак накопитель в генераторном режимах, бак накопитель также в тормозах при невозможности рекуперации энергии. Для сравнения, дизельный двигатель на оптимальном режиме преобразует в механическую энергию около 40% химической энергии топлива. При большом распространении аккумуляторных электромобилей, бак накопитель особенно с учетом сказанного, им просто не будет хватать электроэнергии, вырабатываемой электростанциями мира. Не следует забывать, что суммарная установочная мощность двигателей всех автомобилей намного превышает мощность всех электростанций мира. Топливные элементы Проблемы снимаются при питании электромобилей от так называемых первичных источников электроэнергии, вырабатывающих энергию непосредственно из топлива. В первую очередь, такими источниками являются топливные элементы (ТЭ), потребляющие кислород бак накопитель водород. Кислород можно забирать из воздуха, бак накопитель водород, в принципе, можно запасать в сжатом или сжиженном виде, бак накопитель также в так называемых гидридах. Но реальнее его получать из обычного автомобильного топлива прямо на электромобиле с помощью конвертора. Эффективность топливных элементов несколько снижается, но зато не меняется вся инфраструктура топливозаправочного хозяйства. КПД топливных элементов при этом все равно очень высок – около 50%. Такие топливные элементы бак накопитель конверторы разработаны, в частности, бак накопитель российскими предприятиями, с которыми сотрудничают авторы статьи. Однако электромобиль с питанием от топливных элементов не лишен общего недостатка – высокой массы тяговых электродвигателей транспортных средств, рассчитанных как на максимальные мощность бак накопитель крутящий момент, так бак накопитель на максимальную частоту вращения. При этом добавляются бак накопитель специфические недостатки, характерные для топливных элементов. Это, во-первых, невозможность рекуперации энергии при торможении, так как топливные элементы не являются аккумуляторами, то есть они не могут заряжаться электроэнергией, бак накопитель во-вторых, низкая удельная мощность топливных элементов. При огромной удельной энергии топливных элементов (порядка 400...600 Вт·ч/кг), удельная мощность при экономичном разряде не превышает 60 Вт/кг. Это делает массу топливных элементов для реальных мощностей, необходимых автомобилям, очень большой. Например, для электромобиля с максимальной потребной мощностью 100 кВт бак накопитель электробуса с максимальной потребной мощностью 200 кВт, это соответствует массам топливных элементов 1670 бак накопитель 3330 кг, соответственно. Если прибавить массы тяговых электродвигателей, примерно равные 150 бак накопитель 400 кг, соответственно, то получаются массы силовых агрегатов, совершенно неприемлемые для легкового электромобиля, бак накопитель требующие пятитонного прицепа для электробуса. Делаются попытки снижения массы топливных элементов с использованием в качестве промежуточных источников энергии конденсаторных накопителей энергии, обладающих высокой удельной мощностью. Однако, бак накопитель этот путь недостаточно эффективен, так как лучшие современные конденсаторные накопители, доступные для автомобильной техники, имеют удельные энергетические показатели около 0,55 Вт·ч/кг бак накопитель 0,8 Вт·ч/литр. В таком случае для накопления всего 2 кВт·ч энергии (это значение рекомендовано специалистами как для электромобилей, так бак накопитель для электробусов), потребуется около 3000 кг или 2,5 м3 конденсаторов, что нереально. Меньшие значения запасаемой энергии существенно снижают динамические качества машины. Кроме того, при коротком замыкании мощные конденсаторы могут загореться, что очень нежелательно для транспорта. Гораздо эффективнее использование в качестве промежуточного накопителя энергии супермаховика, соединенного с обратимой электромашиной. Известные схемы Супермаховик – маховик, изготовленный навивкой из волокон или лент на упругий центр. Удельная энергия супермаховика на порядок больше значений данного параметра для лучших монолитных маховиков, к тому же он обладает свойством безопасного разрыва, не дающего осколков [1]. Такие схемы осуществлены в новейших опытных образцах гибридных электромобилей фирм Mechanical Technology Inc.(США), EDO Energy (США), бак накопитель известной Ливерморской национальной лаборатории (LLNL, США) [2]. Удельная энергия супермаховиков из кевлара бак накопитель графита, достигающая сотен Вт·ч/кг, снижает его необходимую массу до нескольких килограммов (при удельной энергии 200 Вт·ч/кг, для накопления 2 кВт·ч потребуется супермаховик массой всего 10 кг). Однако электромашина накопителя, необходимая здесь помимо тягового двигателя, бак накопитель рассчитанная на максимальную мощность бак накопитель поэтому весьма тяжелая, снижает эффективность этой схемы. К тому же она, как бак накопитель тяговый двигатель должна быть обратимой (и мотором, бак накопитель генератором), что дополнительно усложняет привод. Оригинальную схему гибридного силового агрегата с маховичным накопителем бак накопитель электромеханическим приводом предложила, изготовила бак накопитель испытала фирма "BMW" (Германия). Несомненным преимуществом данного технического решения является наличие только одной электромашины, что снижает массу бак накопитель приближает его к автомобильным схемам (рис. 1). Тип маховика фирма "BMW" в отчете [3] не уточняет, поэтому используемый накопитель условно назван просто «маховичным». Рис. 1. Схема гибридного силового агрегата с маховичным накопителем бак накопитель электромеханическим приводом фирмы "BMW" (Германия): 1 – источник тока; 2 – система управления; 3 – обратимая электромашина; 4 – дифференциальный механизм; 5 – мультипликатор; 6 – маховичный накопитель; 7 – главная передача Источник тока 1 через преобразователи бак накопитель систему управления 2 связан с обратимой электромашиной 3, рассчитанной на максимальную мощность электромобиля. Электромашина 3 через сложный дифференциальный механизм 4 с мультипликатором 5 связана с маховиком 6 накопителя бак накопитель главной передачей 7. В результате масса источника тока 1, например, топливного элемента, может быть выбрана исходя из удельной энергии, бак накопитель не удельной мощности, что снижает ее для электромобиля бак накопитель электробуса с пробегом, соответственно, 400 бак накопитель 600 км до 100...150 бак накопитель 700...1000 кг. Это вполне приемлемо для данных транспортных средств. Однако непременным недостатком всех схем с электроприводом остается наличие тяжелого бак накопитель сложного обратимого электродвигателя. Это отражается на экономичности привода бак накопитель его массе, включая систему преобразователей тока. Мощная электромашина неэкономична при работе на малых мощностях, характерных для разгона (зарядки) маховичного накопителя. Кроме того, в схеме, помимо главной передачи, присутствует сложный по конструкции бак накопитель управлению дифференциальный механизм с мультипликатором бак накопитель тремя системами фрикционного управления (муфтами или тормозами), что усложняет бак накопитель удорожает привод. Концепция электромобиля Новая концепция электромобиля, предложенная проф. Н.В. Гулиа, состоит в максимальном приближении бак накопитель унификации устройств электро- бак накопитель автомобиля. Это позволяет предельно упростить бак накопитель уменьшить массу силового агрегата транспортного средства, увеличить его КПД бак накопитель эффективность рекуперации энергии, бак накопитель также сделать возможным использование существующих шасси автомобилей бак накопитель автобусов для установки силовых агрегатов электромобилей бак накопитель электробусов. Последнее обстоятельство должно существенно удешевить машины, в максимальной степени унифицировать их производство с возможностью оперативно менять соотношение количества машин различных типов бак накопитель программу их выпуска. Кроме того, по желанию заказчика, транспортное средство может быть оснащено как источником механической энергии (обычным или гибридным тепловым двигателем), так бак накопитель электрической (топливные элементы с супермаховиком), с установкой заменяемых агрегатов в том же двигательном отсеке при полном сохранении всей трансмиссии. Такая трансмиссия должна быть рассчитана на перспективу, бак накопитель включать уже не ступенчатую, бак накопитель бесступенчатую коробку передач. Такие коробки передач уже достаточно широко выпускаются на основе ременных вариаторов с различными типами ремней («тянущих» бак накопитель «толкающих»), бак накопитель используются на автомобилях фирм Nissan, Honda, Fiat, Subaru бак накопитель др. Московский государственный индустриальный университет (МГИУ) в содружестве с АМО ЗиЛ ведет работы по разработке бесступенчатой коробки передач на основе нового планетарного дискового вариатора [4]. Бесступенчатая коробка передач на основе дискового вариатора новой концепции может использоваться как на легковых, так бак накопитель на грузовых автомобилях (в том числе бак накопитель седельных тягачах) бак накопитель автобусах. Новый вариатор, рассчитанный на высокие значения крутящего момента достаточно низкооборотных двигателей автобусов, дает возможность применить новую концепцию электромобиля на мощных электробусах. Следует заметить, что для данной схемы не исключается использование бесступенчатой коробки передач любого типа, имеющей достаточную экономичность, малые габариты бак накопитель массу, соизмеримые с существующими коробками передач. Схема электромобиля Схема электромобиля новой концепции представлена на рис. 2. Как бак накопитель в других гибридных схемах электромобилей, источник электроэнергии выбирается исходя из критерия удельной энергии, что при исключительно высоком значении этого параметра обеспечивает малые массы, бак накопитель также объемы топливных элементов. В данной схеме в качестве промежуточного источника энергии использован супермаховик с теми же энергетическими бак накопитель массовыми параметрами, что бак накопитель в других гибридных схемах с маховичным накопителем. Рис. 2. Схема электромобиля новой концепции Принципиальным отличием данной концепции электромобиля от других гибридных схем является отбор мощности от источника электроэнергии необратимой электромашиной – специализированным разгонным электродвигателем малой мощности, соответствующей эффективной удельной мощности источника электроэнергии. Для упомянутых выше легкового электромобиля бак накопитель электробуса это соответствует 15 бак накопитель 20 кВт. Благодаря высокой частоте вращения разгонного электродвигателя – до 35000 об/мин для легкового электромобиля бак накопитель 25000 об/мин для электробуса, что соответствует частоте вращения разгоняемых супермаховиков для накопителей этих машин, масса их весьма мала, соответственно 15 бак накопитель 30 кг (это обычные показатели для отечественных конструкций авиационного назначения). Источник энергии бак накопитель разгонный электродвигатель могут быть объединены в один энергетический блок, сходный по массе бак накопитель габаритам с демонтируемым с шасси двигателем бак накопитель его системами. Топливный бак бак накопитель система питания в принципе могут быть сохранены с добавлением конвертора для получения водорода из топлива. Таким образом, в энергетическом блоке химическая энергия топлива преобразуется в механическую в виде вращения вала, совершенно так же, как бак накопитель у теплового двигателя. Функцию сцепления выполняет выключатель, подключающий электромотор к источнику энергии. Таким образом, по желанию заказчика в двигательный отсек может быть установлен любой преобразователь химической энергии топлива в механическую – тепловой двигатель или новый энергетический блок. Далее все, как бак накопитель в обычном автомобиле, вал энергетического блока соединяется с коробкой передач, в данном случае бесступенчатой. Такая коробка передач уже в недалеком будущем заменит менее эффективные ступенчатые даже на обычных автомобилях. В результате мы получаем электромобиль новой концепции в максимальной степени унифицированный с обычным автомобилем. Каковы же преимущества электромобиля новой концепции? По сравнению с автомобилем это несравненно более высокая эффективность использования топлива бак накопитель экологическая безопасность. По сравнению со средним КПД преобразования химической энергии в механическую – порядка 10...15% у тепловых двигателей на автомобилях (не следует путать с КПД тепловых двигателей на оптимальном режиме – 30% у бензиновых двигателей бак накопитель 40% у дизельных), этот КПД у топливных элементов с конвертором – 50%, бак накопитель у кислородно-водородных топливных элементов – 70%. Вредные выхлопы у топливных элементов практически отсутствуют. Примерно такие же преимущества у электромобилей новой концепции по сравнению с аккумуляторными электромобилями, с той разницей, что вредные выбросы последних имеют место не на самой машине, бак накопитель на электростанциях. По сравнению с наиболее передовыми конструкциями гибридных систем электромобилей с топливными элементами бак накопитель маховичными накопителями, например, схемой предложенной бак накопитель осуществленной фирмой "BMW", преимуществом новой концепции является меньшие габаритно-массовые показатели бак накопитель высший КПД электромашины. Это обусловлено тем, что в новой концепции электромашина не универсальная, обратимая, бак накопитель узко специализированная, разгонная, загруженная практически постоянной мощностью, почти на порядок меньше максимальной бак накопитель при высоких частотах вращения. Второе преимущество заключается в отсутствии сложного дифференциального механизма с тремя фрикционными муфтами или тормозами, переключающими режимы. Третье преимущество состоит в том, что процесс регулирования частот вращения бак накопитель моментов от супермаховика до ведущих колес осуществляется не электроприводом, бак накопитель механическим вариатором, имеющим высший КПД. В особенности это касается процесса рекуперации энергии при торможении, в результате которого кинетическая энергия машины переходит в супермаховик. Ни по частотной полноте передачи этой энергии, ни по КПД этого процесса, электротрансмиссия не идет ни в какое сравнение с механическим вариатором. И последнее преимущество, о котором уже говорилось – почти традиционная автомобильная схема бак накопитель соизмеримые габаритно-массовые показатели нового энергетического блока с существующими двигателями, позволяют легко заменять один вид источника энергии на другой, получая при этом как автомобиль (с обычной или гибридной схемой двигателя), так бак накопитель гибридный экономичный бак накопитель динамичный электромобиль новой концепции. Электробус На рис. 3 представлена схема городского электробуса новой концепции. Эта схема предоставляет устройству большую гибкость, чем в изображенной на рис. 2 структурной схеме. Рис. 3. Схема городского электробуса новой концепции: 1– источник тока; 2 – электродвигатель; 3 – механизм реверса; 4 – коробка отбора мощности; 5 – планетарный дисковый вариатор; 6, 7 – карданные передачи; 8 – главная передача; 9 – коническая зубчатая передача; 10 – супермаховичный накопитель Здесь блок супермаховичного накопителя 10, снабженный своим редуктором 9, расположен независимо от остальных агрегатов бак накопитель мягко подвешен на раме для уменьшения бак накопитель без того небольших гироскопических усилий при горизонтальном расположении супермаховика. С помощью коробки отбора мощности 4 бак накопитель карданных передач 7 этот блок может связываться с вариатором 5 как независимо, так бак накопитель совместно с электродвигателем 2. Этот электродвигатель может быть соединен с вариатором 5 бак накопитель независимо от супермаховика, бак накопитель играть роль полноценного тягового двигателя, в основном, на стационарных режимах движения. Несмотря на то, что электродвигатель 2 в этом случае несколько увеличивается по мощности бак накопитель массе, энергоемкость супермаховичного накопителя может быть существенно снижена, реально до 0,5 кВт·ч. Это позволяет изготовлять супермаховик из такого стабильного бак накопитель сравнительно дешевого материала, как стальная углеродистая проволока. Выход из строя (разрыв) супермаховика настолько безопасен, что тяжелого защитного кожуха, существенно превышающего по массе сам маховик, бак накопитель необходимого при маховике из углепластиков, не требуется. Вариатор позволяет тяговому электродвигателю работать в эффективном диапазоне крутящих моментов бак накопитель частот вращения, передавая только часть мощности, необходимой для движения электробуса, что благоприятно для его работы. Следует заметить, что проблема создания эффективного электромобиля, уже давно актуальная в технически развитых странах мира, приобретает особую актуальность в настоящее время в России, благодаря новым программам разработки электромобилей, в которых участвуют бак накопитель авторы данной статьи. Источники информации: Гулиа Н.В. Накопители энергии. – М.: Наука, 1980. – 150 с. Electric & hybrid vehicle technology' 95. The international review of electric and hybrid vehicle design and development. UK & International press. – 1995. – 304 с. Der neue elektro – 3er von BMW – glied einer langen entwicklungskette. Kolloquium fahrzeug- und motorentechnik. 15...17 Oktober 1991. Eurogress Aachen. – 47 p. Отрохов В.П., Гулиа Н.В., Петракова Е.А., Юрков С.А. Бесступенчатая коробка передач для ЗиЛ-5301 // Автомобильная промышленность. – 1998. – №7. Дата публикации: 6 февраля 2000 года Электронная версия: © НиТ. Текущие публикации, 1997 Везде n-t.ru В начало сайта | Книги | Статьи | Журналы | Нобелевские лауреаты | Журнал «Сумбур» | Карта сайта Подписка | Издания НиТ | Cовместные проекты | Аналитический центр | Техническая библиотека © МОО «Наука бак накопитель техника», 1997...2008 Об организации • Аудитория • Связаться с нами • Разместить рекламу • Правовая информация разделы мини пекарня пакет гриппер классический аэробика прайс эфирный антенна сенсорный дисплей облицовка панель охота пиранья циклон сцн-40 прибор крыса кулер 478 поставщик вина кружка избавиться спам валерий билет аэрография обогащение кислородом учиться танго танго кэш купить чейнджер фмс рефконтейнеры продать кайт рак пищевод стелажи хлеборезка ахм измеритель фаза нуль покупка кострома сэндвич кофе-бар гостинницы санкт-питербурга флеш презентация аденома предстательный железа лечение головокружение мини пекарня 5004.14 (крышка) зубной протез индивидуальный сейфовые ячейка биоэпиляция электромонтажный стол люминисцентная краска создание лого средство самооборона профессиональный видеосъемка мультиметры цифровой грунт лечение щитовидный железа купить конвертер помещение шиномонтаж клеить нанесение классический аэробика брусок алмазный государственный герб экстракт корень лопух сух. басейны intex бахила полиэтиленовый измеритель температры помыть потолок knauf гипсокартон продажа кофе скраб-пилинг выделение кислорода измеритель температры электропечь dimplex model brayford kiev apartaments service беседка telecomfm gsmphone срезанный цвет туба машина уничтожение данный стелаж пищеблок штамповка сухой мороженый холодный обзвон сделать пазл шампанский заказ брусок алмазный купить нипель холодильник уценка изготовление пленка kiev apartaments rent mastercard мусорный пакет охота гончий вымпел заказ зубной протез варочный поверхность hansa московский флаг 5440.15 (крышка) покраска аэротенк доставка канцелярия теннисный ракетка кулер винчестер мистер бин флаг заказ время архангельск цвет dufour факультет психология изготовление презентация детский мир wow проведение анкетирование сборный доставка профессиональный видеосъемка кислород съемный зубной протез фирменный флаг тренировка память переводческий бюро мультиметры цифровой охота слоеный изделие вышитый герб крутой компания выведение бородавка бейсболки заказ катетер выведение бородавка клеить 88 люкс купить усилитель поливомоечная машина kyiv apartaments rent стеклянный перегородка доставка снегоуборочный машина ларсен центр кпк опт восстановление информация вентеляционная решетка 5004.13 (крышка) 5440.14 (крышка) уличный барбекю сервис alfa laval теплолюкс электрокотел радиодоступ высокотемпературный электроизоляция купить чейнджер ваза 2110 бюджетирование оркестр креольский танго московский флаг вино заказ три цвета: синий тонирование стеклопакетов motorola v3i купить озонатор воздуха кофе колониальный товар огнестойкий краска адресный база данный 8800 white gold трехфазный электросчетчик оформление свадеб лак эмаль мультиметры цифровой слим лифт любимый цвет фасадный покрытие система перемешивание вымпел подготовка ielts диспорт доставка санкт доставка суша операторский центр багетный мастерский одевание бахила кружка восстановление файл подбор контрацепция ночной очки блюдо фарфор скребковый конвейер инвертор цвет камуфлир легранд мужчина выходной протеин диагностический стенд купить широкоугольник центр консультирование имплантат флагшток внутренний использование слименд лифт флагшток внутренний использование создание лого бордюр обоев сейфовые ячейка рак кишка кассовый машина профессиональный видеосъемка аденома предстательный железа кайт сушильный машина ardo эксимер лазер 5440.14 (крышка) центр проктология куллер корпаративные праздник значок медаль купить блендер корпоративный иностранный выделение кислорода валерий билет isdn видеоконференция бак накопитель