Экологические аспекты автомобильных двигателей

Слайд #1

Экологические аспекты автомобильных двигателей Двигатель — устройство, преобразующее энергию (например, сгорания топлива) в механическую работу.

Слайд #2

Некоторые любопытные данные про автомобили К концу 2009 года во всем мире будет насчитываться в общей сложности 1 млрд. автомобилей. (Например, в 2007 году в мире насчитывалось 942 млн. транспортных средств.) Ежегодно в мире в автомобильных двигателях внутреннего сгорания сжигается около 2 млрд. тонн нефтяного топлива. Коэффициент полезного действия в среднем составляет 23%, остальные 77% уходят на обогрев окружающей среды. То есть всего менее четверти топлива тратится на движение автомобиля, остальные три четверти сгорает впустую.

Слайд #3

Основные проблемы Ограниченность основных ресурсов (нефти) на планете. Загрязнение окружающей среды (автомобилями, заводами при переработки нефти, при добыче нефти). Неэффективное использование нефтяного топлива (низкий КПД).

Слайд #4

Цель автомобилестроителей Создание экологически чистого двигателя, потребляющего в виде топлива возобновляемые природные ресурсы. Двигатель должен быть компактным, мощным, простым в производстве и эксплуатации и иметь высокий КПД.

Слайд #5

Пути поиска решения проблемы Усовершенствование существующих бензиновых или дизельных двигателей, путем очищения выхлопа двигателей, использование новых композитных материалов для двигателей и автомобилей, использование каталитических нейтрализаторов, использование добавок для топлива понижающих выхлоп вредных веществ и повышающий теплоотдачу топлива. Изобретение принципиально новых видов топлива и двигателей.

Слайд #6

Бензиновые автомобильные двигатели Изобретателями бензинового двигателя официально признаны только два немецких конструктора: Готлиб Даймлер, построивший в 1885 г. мотоцикл с бензиновым двигателем, и Карл Бенц, построивший в 1886г. трехколесный бензиновый автомобиль. Основной принцип работы бензинового двигателя – горение бензина в камере сгорания двигателя путем его поджога искрой от электрического источника. Топливо – бензин. Производится из нефти. В конце 19 века в основном получался как побочный продукт осветительного керосина.

Слайд #7

Принцип работы бензинового ДВС

Слайд #8

Основные преимущества и недостатки бензиновых двигателей Недостатки: - очень низкий КПД - сложность конструкции - большое потребление топлива и, как следствие, загрязнение окружающей среды Преимущества: - низкий уровень шума и вибраций; - большая мощность; - большая распространенность в мире

Слайд #9

Дизельный двигатель В 1890 году Рудольф Дизель развил теорию «экономичного термического двигателя», который благодаря сильному сжатию в цилиндрах значительно улучшает свою эффективность. Он получил патент на свой двигатель 23 февраля 1893 года. Основной принцип работы дизельного двигателя – сильное сжатие топлива и его последующее самовозгорание. Топливо – дизель, получаемое также из нефти.

Слайд #10

Основные преимущества и недостатки дизельных двигателей Недостатки: - больший шум и вибрация - плохой пуск на морозе - большая масса - требует более частого обслуживания Преимущества: -экономичность, расход топлива при том же объеме и мощности меньше на 15-25%; - меньшая стоимость топлива; - хорошая тяга на низких оборотах, дизельный двигатель удобен для джипов и грузовиков особенно на бездорожье; - простота двигателя - отсутствие свечей зажигания, проводов.

Слайд #11

Вывод Основной недостаток бензиновых и дизельных двигателей – использование нефтепродуктов в качестве топлива и, как следствие, большой вред для окружающей среды .

Слайд #12

Новые виды двигателей Газовый двигатель Гибридный двигатель (автомобиль) Двигатель, работающий на биотопливе Двигатель, работающий на метаноле Водородный двигатель

Слайд #13

Двигатели работающие на природном газе Это фактически бензиновый двигатель, только вместо топлива используется природный газ. Преимущества: газ дешевле дизельного топлива и бензина, запасов газа на планете больше, чем запасов нефти, газ более экологичен (не содержит в выхлопе свинца и серы, практически полностью сгорает в двигателе) Недостатки: требуется внимательное отношение к газобаллонной аппаратуре из-за возможности утечки и последующего взрыва

Слайд #14

Гибридный двигатель Комбинация дизельного или бензинового двигателя с электродвигателями, то есть в автомобиле одновременно установлены один двигатель внутреннего сгорания и один или несколько электрических двигателей. Компьютерная система следит за включением и выключением всех двигателей для оптимальной работы автомобиля, при торможении происходит зарядка батарей электродвигателя. Преимущества: высокий КПД, экономия топлива. Недостатки: сложность двигателя и его дороговизна.

Слайд #15

Биотопливные двигатели Биотопливные двигатели – это те же бензиновые или дизельные двигатели, в качестве топлива используется 10-20% добавки биоэтанола (биоэтанол получается из отходов лесопереработки или растениеводства) и биодизельное топливо, (дизельное топливо смешанное с растительными маслами и продуктами их переработки) Преимущества: экономия нефтепродуктов, экологичность.

Слайд #16

Метанол Метанол - древесный спирт, очень перспективный вид топлива. Почему? Во первых потому что лес является возобновляемым природным ресурсом и во-вторых метанол сгорает «чище», образуя главным образом диоксид углерода и воду, а диоксида углерода в выхлопе более чем в 5 раз меньше по сравнению с бензиновыми двигателями. Преимущества: экологичность (в выхлопах нет твердых веществ и сажи), экономичность, лучше характеристики мощности и КПД, двигатели более компактные и легкие. Недостаток: дороговизна топлива.

Слайд #17

Водородные двигатели Использование водорода в качестве основного вида топлива может коренным образом изменить всю будущую техническую цивилизацию. Важнейшая проблема современности – охрана окружающей среды от загрязнения – будет практически решена. Характеристики водорода как моторного топлива уникальны: высокая теплота сгорания; хорошая воспламеняемость; безвредность отработанных газов; высокая скорость сгорания . Недостатки: взрывоопасность , дороговизна и емкость баков для его хранения.

Слайд #18

Выводы Человечество вплотную подошло к решению задачи экологичного, экономичного и не потребляющего нефтепродукты двигателя с высоким КПД. И в ближайшие годы стоит ожидать появление мощных автомобилей работающих на альтернативном и безопасном для природы и человека топливе.