Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
В последние десятилетия остро встала проблема защиты окружающей среды. Известно, что основным источником загрязнения воздуха является автотранспорт, выхлопные газы которого, попадая в атмосферу, делают её небезопасной для живых существ. С каждым годом количество автомобилей только растет, поэтому актуальность данной проблемы остаётся высокой, несмотря на то, что производители автомобилей делают всё возможное для того, чтобы их машины были максимально безопасными для окружающей среды.
В данной исследовательской работе я преследую следующие цели:
изучить от чего же зависит экологичность двигателей внутреннего сгорания (ДВС);
узнать современные методы борьбы с токсичностью выхлопных газов;
рассмотреть альтернативные пути решения проблемы;
попытаться предложить собственные идеи для снижения вредности автомобилей;
сделать выводы о том, что же нужно делать, чтобы обезопасить себя окружающую среду от вредных выбросов.
Более подробно изучив зависимость расхода топлива от стиля вождения, можно получить наиболее полную информацию о том, что же представляет собой эта проблема, и исходя из результатов исследований подвести итоги работы.
2. Экономичность и экологичность современных автомобилей
2.1 Виды двигателей
При полном сгорании углеводородов конечными продуктами являются углекислый газ и вода. Но в поршневых ДВС полное сгорание не происходит из-за конструктивных особенностей, и через выхлопную трубу в атмосферу выбрасывается более 200 различных химических веществ. Среди них:
Соединения неорганических веществ, которые входят в состав топлива
Продукты термических реакций азота с кислородом - оксиды азота
Продукты неполного сгорания в виде оксида углерода, альдегидов, кетонов, углеводородов, сажи и т.д
В данной работе мы рассмотрим три самых распространённых вида двигателей для автомобильного транспорта и выясним, какой же из них наиболее вреден для природы. Очевидно, что главным фактором экологичности двигателя является его расход топлива, ведь чем меньше сжигается топлива, тем меньше вредных веществ выбрасывается в атмосферу. В настоящий момент на автомобилях наиболее распространены три вида двигателей:
2)дизельный двигатель
3)гибридные двигатели (электрическая тяга +ДВС)
Каждый из этих силовых установок имеет свои эксплуатационные характеристики, в которые, конечно же, входит и расход топлива. Если сравнивать бензиновый и дизельный ДВС, то наиболее экономичным по отношению к горючему окажется дизельный. Так, например, дизельный двигатель такого же объёма, как и бензиновый, потребляет примерно в 1,5 раза меньше топлива, чем двигатель, работающий на бензине. Однако,это вовсе не означает, что дизельный двигатель менее вреден для человека. Для наглядности обратим внимание на таблицу:
Исходя из этой информации, видим, что содержание сажи в выхлопных газах дизельного ДВС намного выше, бензинового. Получается, что нельзя делать выводы о вреде двигателя только по его расходу топлива. Есть еще множество факторов влияющих на содержание вредных веществ в отработавших газах. К ним вернемся чуть позже, а теперь более детально рассмотрим, что же представляют собой гибридные автомобили.
2.2 Гибридные двигатели, их преимущества и недостатки
Гибридные автомобили - транспортные средства, использующие для движения более одного двигателя. Современные производители автомобилей часто прибегают к совместному использованию двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и электродвигателя. Основной причиной для начала производства таких автомобилей стало увеличение цен на нефть и ужесточение экологических норм. Гибриды в несколько раз меньше сжигают топливо и меньше выделяют вредных веществ при эксплуатации. Объясняется это тем, что ДВС в гибридном автомобиле, в общей сложности, работает меньшее количество времени и нагрузка на него меньше, чем в обычном автомобиле и вследствие этого меньше выхлопных газов. Так же некоторые гибриды в городских условиях могут двигаться исключительно на электротяге, что способствует уменьшению загазованности в мегаполисах во время дорожных пробок.
Несмотря на все преимущества гибридных автомобилей, их количество на дорогах невелико. Это говорит о том, что они имеют ряд недостатков и автолюбители еще не готовы приобрести экологичные автомобили. Так какие же недостатки существуют у гибридных автомобилей?
Во-первых, гибриды имеют больший вес, относительно обычных автомобилей, что сказывается на маневренности и управляемости транспортного средства.
Во-вторых, гибридная установка является сложной конструкцией, и из-за этого увеличивается стоимость её ремонта и обслуживания.
В-третьих, если встает вопрос об утилизации аккумуляторов, то все экологические преимущества перечёркиваются, ведь в батареях для питания электродвигателя содержатся опасные химические вещества.
Ко всему этому добавляется ещё и более высокая рыночная стоимость гибридных автомобилей. Именно по этим причинам доля таких машин на дорогах мала.
2.3 Зависимость экологичности автомобилей от системы зажигания
Вернёмся к бензиновым и дизельным двигателям. Было сказано, что кроме топливной экономичности существуют множество факторов, влияющих на природу. Среди них первое место занимает приготовление качественной горючей смеси. Поясню, что это значит. Для того чтобы полностью сгорел 1 кг бензина, нужно 14,7 кг атмосферного воздуха. Это и называется нормальным качеством смеси. Если количество воздуха для 1 кг бензина будет больше 14,7 ,то смесь называется бедной. Если же воздуха будет меньше 14,7 кг, то смесь будет богатой. Для регулировки качества смеси на двигателях могут устанавливаться две различные системы питания: карбюраторная и инжекторная. Подробнее рассмотрим каждую из них и узнаем, какая из них более экономичная.
Карбюраторная система является более простой по конструкции и менее эффективной в отношении рационального использования топлива. Она состоит из топливного бака, фильтров, самого карбюратора, топливного насоса, топливных проводов. Качество смеси, приготовляемое карбюратором, регулируется один раз, и не может меняться без участия человека в зависимости от режимов работы двигателя. И зачастую происходит так, что двигатель расходует больше топлива, чем хотелось бы. Именно это является главным недостатком этой системы.
Почти все современные автомобили оборудованы инжекторной системой подачи топлива. Преимущества её в том, что на любых режимах работы двигателя она обеспечивает качественное смесеобразование. Происходит это за счёт более точной дозировки топлива, в зависимости от температуры окружающей среды, температуры двигателя и режима его работы, а также других факторов, которые влияют на процессы, происходящие в ДВС. Контролирует все это электронный блок управления (ЭБУ), который считывает и обрабатывает информацию с датчиков и корректирует качество смеси. В совокупности, инжекторная система делает двигатель экономичнее, мощнее, экологичнее карбюраторного. Благодаря всем этим преимуществам двигатели, оборудованные электронными системами, почти полностью вытеснили карбюраторные версии.
2.4 Современные методы борьбы с токсичностью выхлопных газов и альтернативные пути решения проблемы
С каждым годом конструкция современных двигателей все усложняется новыми системами,которые снижают уровень выделяемых вредных веществ. Вот уже несколько лет существуют эффективные методы снижения токсичности выхлопа автомобилей, которые хорошо зарекомендовали себя на практике:
Каталитический нейтрализатор . Он состоит из носителя, заключенного в корпус. Носитель представляет собой керамический материал (сотовой конструкции или в виде шариков), покрытый тонким слоем катализатора из благородных металлов, например, платины, палладия, родия. При температуре поверхности катализатора свыше 250-300°С содержащиеся в отработавших газах окислы углерода СО эффективно окисляются, а их концентрация в выхлопных газах снижается во много раз. Окисление углеводородов СН происходит при более высокой температуре (400°C). Окисление СО и СН происходит в присутствии свободного кислорода воздуха, небольшое количество которого образуется в результате сгорания.
Рециркуляция отработавших газов . Эта система направляет небольшую часть выхлопных газов обратно в двигатель. Повторное сжигание снижает количество оксидов азота в выхлопе.
Система старт-стоп . Эта функция автоматический выключает двигатель во время остановки на светофорах, пробках и включает его перед началом движения.
Так же улучшается качество топлива в заправочных станциях, что тоже помогает развитию экологичности двигателей.
Существуют и альтернативные способы уменьшения вреда двигателей. Например, использование в качестве топлива водорода. Известно, что водород можно получить путём пропускания электрического тока через воду. По этому принципу построены автомобили,оборудованные водородными генераторами. Но высокая взрывоопасность таких конструкций пока ещё не позволяет получить широкое распространение данной идеи.
Нельзя не упомянуть двигатели, работающие на метане. Относительно невысокая стоимость и экологичность данного вида топлива создают потенциал для развития данной отрасли.
2.5 Исследование зависимости расхода топлива от стиля вождения
В этой работе было проведено исследование зависимости расхода топлива от стиля вождения.
Испытания проводились следующим образом: на одном и том же автомобиле замерялся расход топлива при различных условиях движения. Результаты снимались со штатного бортового компьютера автомобиля.
Опыт 1.Движение в городских условиях с интенсивными ускорениями и торможениями. Бортовой компьютер показал значение расхода топлива: 12,5 литра на 100 километров пути.
Опыт 2. Движение в городских условиях с плавным ускорением и торможением. Показания бортового компьютера: 11,2 литра на 100 километров пути.
Опыт 3.Движение по загородной трассе со скоростью 80 км/ч. Расход топлива составил: 10,2 литра на 100 километров пути.
Опыт 4.Движение по загородной трассе со скоростью 100 км/ч. Расход топлива равнялся: 10,5 литров на 100 километров пути.
3.Заключение, выводы
Таким образом, проделанная работа позволяет сделать выводы о том, что проблема загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом может решаться силами не только учёных и инженеров, но и силами обычных водителей. Проведенные опыты показали, что даже манерой своего вождения можно снизить расход топлива, тем самым сэкономить деньги и уберечь природу от вредных веществ.
4.Использованная литература
1 .http://www.newreferat.com/ref-6964-3.html
2.http://www.avtovzglyad.ru/sovety/ekspluataciya/2015-1..
3.https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Выхлопные_газы
4.http://znanieavto.ru/toplivo/toplivno-vozdushnaya-sme..
5.http://biofile.ru/bio/36719.html
6.http://kit-e.ru/articles/sensor/2009_06_29.php
О бесперебойном снабжении электроэнергией дачных поселков и отдаленных таунхаусов в некоторых случаях остается только мечтать. Бесперебойная подача электричества – это не только удобство, но и жизненная необходимость. Отсутствие света – причина остановки котлов отопления. Решит проблему перебоев электроснабжения установка оборудования автономного электроснабжения. Рассмотрим подробно, как выбрать электрогенераторы для дачи.
Топливо
Если электропитание нужно постоянно, настоятельно рекомендуем выбрать электрогенератор, работающий на дизельном топливе. Это оптимальный вариант с точки зрения экономичности, если природный газ к даче не подведен. Если же газ в наличии, советуем купить аппарат, работающий на газе: он экономичный и малошумный.
При необходимости снабжения загородного дома в электрическом токе лишь время от времени, в моменты перебоев, смело покупайте бензиновый агрегат: он отличается низким уровнем шума, простотой и дешевизной: цена такого аппарата не будет «кусаться».
Мощность
Оцените ваши потребности в электроэнергии. Если у вас небольшая дачка, и ваши потребности ограничиваются несколькими лампочками, холодильником и телевизором, выбирайте прибор мощностью 2 кВт. Если же нагрузка будет больше, и вам нужно обеспечить электроэнергией дом, оборудованный бытовой техникой, насосом, 10-15 лампочками – без электрогенератора мощностью 6 кВт не обойтись.
Многие дома оборудованы, помимо бытовой техники, электрокотлами, кондиционерами, электроплитами. В этом случае придется покупать однофазный генератор мощностью 10 кВт или выше. Для мастерских с трехфазными сварочными аппаратами и оборудованием, рассчитанным на трехфазное питание, советуем купить трехфазный генератор мощностью от 15 кВт и выше.
Покупая мощный генератор, следует иметь в виду, что эксплуатация такого оборудования обойдется дорого: кроме расходов на топливо придется тратиться на расходные материалы: машинное масло и фильтры.
Уровень шума
Это немаловажный параметр, особенно если агрегат будет эксплуатироваться непрерывно. Бензиновые генераторы издают меньше шума, чем дизельные. Для уменьшения шума бензиновых агрегатов советуем опционально заказывать «еврокожух», уменьшающий шумность. Для дизельных агрегатов также есть подобная опция – «контейнер».
Включение
- Стартером оснащаются аппараты эконом-класса. Запуск осуществляется при помощи резкого рывка стартерного тросика.
- Ключом или кнопкой – это удобнее, так как включить устройство сможет и ребенок.
- Автоматическое включение. Подключение генератора происходит автоматически, сразу после того, как напряжение в сети исчезнет.
Производитель
Изделия известных европейских и азиатских производителей отличаются высоким качеством и высокой стоимостью. Так, повышенная цена электрогенераторов производителей Briggs & Stratton или Honda вызвана тем, что ресурс моточасов (срок непрерывной работы) двигателя агрегата составляет 5 тысяч часов. Изделия компании Hyundai стоят существенно меньше, но и их моторесурс также ниже, и составляет не больше 3 тысяч часов.
Отдельно стоит упомянуть о продукции малоизвестных китайских марок. Изделия китайских брендов привлекают покупателей своей низкой ценой. В большинстве случаев такие электрогенераторы неплохо работают положенный срок, но иногда ломаются уже через несколько дней после покупки. Если вы решите покупать такое устройство, советуем вам внимательно изучить инструкцию и пользоваться электрогенератором аккуратнее.
Этот тип автономного источника электричества распространен больше других. Топливом для двигателей этих девайсов служит бензин марки Аи92. В силу своей конструкции этот вариант лучше всего подходит для кратковременного использования на даче, на стройке, и т.д.
Достоинства:
- Небольшая цена
- Надежность, компактность, простота конструкции
- Низкий уровень шума (по сравнению с генератором, комплектующимся дизельным ДВС)
- Относительная дешевизна топлива
- Заводятся даже при сильном морозе
Недостатки:
- Воздушное охлаждение – время непрерывной работы не превышает сутки
- Небольшой моторесурс
- Невысокая мощность
Достоинства:
- Возможность длительной непрерывной эксплуатации
- Высокая мощность
- Высокая экономичность (по сравнению с бензиновым электрогенератором)
- Дешевизна топлива
Недостатки:
- Цена в 2 раза больше, чем у бензиновых агрегатов
- Повышенная шумность
- Большие габариты
Газовые электрогенераторы обладают теми же достоинствами, что и дизельные. Отличительная особенность этой конструкции – в качестве топлива используется природный газ. Это в несколько раз снижает расход на топливо. Если к даче проведен природный газ, газовый электрогенератор будет в этом случае идеальным вариантом.
Действие устройств этого типа основано на преобразовании вырабатываемого тока из переменного в постоянный и обратно, благодаря чему вырабатывается ток с идеальными параметрами: частотой и напряжением. Ток с близкими к идеальным параметрами благоприятно сказывается на работе электроники, компьютеров и т.п. В качестве топлива некоторые модели инверторных электрогенераторов используют бензин, другие – дизельное топливо.
Для уменьшения расхода топлива во многих моделях инверторных устройств применяется система регулировки оборотов. Если одно или несколько подключенных к генератору устройств будут отключены, система автоматически уменьшит обороты, и генератор будет вырабатывать достаточное количество электроэнергии. Это помогает сэкономить значительное количество топлива.
Достоинства:
- Высокие характеристики вырабатываемого тока
- Пониженный расход топлива (на треть меньше аналогов)
- Небольшие размеры (в 2 раза меньше аналогов) и вес
Недостаток:
- Высокая стоимость
Если вам необходимо купить агрегат средней или высокой мощности, вам стоит подумать о его монтаже – самостоятельная установка представляется проблематичной. Потребуется не только сделать подводку кабелей, но и установить автоматику, обеспечить вентиляцию или водяное охлаждение, фундамент, и т.д. Эти работы покупатель производит за свой счет, их стоимость составляет от 10 до 30% от цены электрогенератора.
Для снижения шумности, а также для улучшения условий работы в неблагоприятных условиях открытого воздуха рекомендуем устанавливать прибор в еврокожух (контейнер). Этим понижается шумность агрегата и увеличивается его срок службы.
Покупая генератор, ориентируйтесь на те фирмы, сервисные центры которых есть поблизости к вашему месту проживания. Если сервисный центр будет находиться далеко, гарантийный ремонт будет неосуществим.
Для того чтобы вычислить мощность прибора, подсчитайте мощность ламп освещения и бытовых приборов, которые вы планируете подключать к электрогенератору. При подсчете мощности учитывайте т.н. пусковые токи: во время включения любой электроприбор потребляет в несколько раз больше электроэнергии, чем указано в инструкции.
О важных моментах выбора электрогенератора для дачи смотрите в видео.
Если у вас есть собственный опыт покупки подобной аппаратуры, поделитесь им в комментариях внизу страницы.
4. Топливная экономичность
Топливная экономичность автомобиля имеет важное значение в эксплуатации, так как топливо - один из основных эксплуатационных материалов, потребляемый автомобилем в большом количестве. Себестоимость перевозок существенно зависит от топливной экономичности автомобиля, поскольку затраты на топливо составляют примерно 10... 15 % всех затрат на перевозки. Поэтому чем выше топливная экономичность автомобиля, тем меньше расход топлива и ниже себестоимость перевозок.
4.1. Измерители топливной экономичности
Топливная экономичность автомобиля оценивается двумя группами измерителей. К первой группе относятся измерители топливной экономичности самого автомобиля, ко второй - измерители топливной экономичности двигателя автомобиля.
Измерителями первой группы являются расход топлива в литрах на единицу пробега автомобиля (путевой расход топлива) q n , л на 100 км, и расход топлива в граммах на единицу транспортной работы q n , г/(т∙км) или пасс.-км.
К измерителям второй группы относятся расход топлива в килограммах за час работы двигателя (часовой расход топлива) G т, кг/ч, и удельный эффективный расход топлива в граммах на киловатт-час q e , г/(кВт∙ч).
Рассмотрим указанные измерители топливной экономичности.
Путевой расход топлива
где Q - общий расход топлива, л; S a - пробег автомобиля, км.
В указанном выражении единицей пробега являются 100 км пути (принято для автомобилей в России и многих европейских странах).
Путевой расход топлива - легко определяемая величина, но не учитывающая полезной работы автомобиля. Так, например, автомобиль, который перевозит груз, расходует больше топлива,
чем автомобиль без груза. Поэтому согласно формуле он оказывается менее экономичным по сравнению с автомобилем, совершающим порожний рейс.
Расход топлива на единицу транспортной работы
,
где m rp - масса перевезенного груза (число пассажиров), кг (пасс); S rp - пробег автомобиля с грузом, км; р т - плотность топлива, кг/л.
Расход топлива на единицу транспортной работы более правильно оценивает топливную экономичность автомобиля. Однако практическое использование этой величины сопряжено с определенными трудностями вследствие того, что объем транспортной работы, выполненной автомобилем, не всегда поддается точному измерению.
Часовой расход топлива
,
где T д - время работы двигателя, ч.
Удельный эффективный расход топлива
,
где N e - эффективная мощность двигателя, кВт.
С учетом удельного эффективного расхода топлива определим его путевой расход:
,
где величина g e выражена в г/(кВт∙ч), N e - в кВт, a v - в м/с.
4.2. Уравнение расхода топлива
В процессе движения автомобиля эффективная мощность двигателя затрачивается на преодоление сил сопротивления движению. Для ее определения воспользуемся уравнением мощностного баланса автомобиля:
.
Подставив найденную величину N e в выражение для путевого расхода топлива, получим уравнение расхода топлива автомобилем
В этих выражениях мощность представлена в кВт, сила - в Н, а скорость - в м/с.
Из уравнения расхода топлива следует, что путевой расход топлива зависит от топливной экономичности двигателя (g e ), технического состояния шасси (η тр), дорожных условий (Р д), скорости движения и обтекаемости кузова (Р в), нагрузки и режима движения (Р и).
При использовании уравнения расхода топлива для определения путевого расхода топлива в различных дорожных условиях должна быть известна зависимость удельного эффективного расхода топлива от степени использования мощности двигателя при разных значениях угловой скорости коленчатого вала. Такая зависимость для бензинового двигателя приведена на рис. 4.1.
Из этого рисунка следует, что удельный эффективный расход топлива g e существенно зависит от степени использования мощности двигателя И и в меньшей степени - от угловой скорости коленчатого вала ω е . При увеличении степени использования мощности двигателя и снижении угловой скорости коленчатого вала g e уменьшается. Возрастание удельного эффективного расхода топлива при низкой степени использования мощности двигателя вызвано уменьшением механического коэффициента полезного действия двигателя и ухудшением условий для сгорания смеси в цилиндрах. Удельный эффективный расход топлива также несколько возрастает при высокой (близкой к полной) степени использования мощности из-за обогащения горючей смеси.
ω е 1 - ω е 3 - значения угловой скорости коленчатого вала двигателя
4.3. Топливно-экономическая характеристика автомобиля
Топливно-экономической характеристикой автомобиля называется зависимость путевого расхода топлива от скорости при равномерном движении автомобиля по дорогам с разным сопротивлением.
Топливно-экономическая характеристика позволяет определять расход топлива по известным значениям скорости движения и коэффициента сопротивления дороги. Она может быть построена для любой передачи, однако обычно ее строят для высшей передачи.
На рис. 4.2 представлена топливно-экономическая характеристика автомобиля для трех различных дорог с разными коэффициентами сопротивления, причем ψ 1 < ψ 2 < ψ 3 .
Каждая кривая топливно-экономической характеристики имеет три характерные точки - a , b и с.
Точка а соответствует минимальной устойчивой скорости движения автомобиля.
Точка b (точка минимума) определяет наименьший расход топлива q min при движении автомобиля по дороге с определенным коэффициентом сопротивления ψ. Скорость, соответствующая этой точке, является оптимальной для данной дороги с точки зрения топливной экономичности.
Точка с характеризует расход топлива при его полной подаче, т.е. при полной нагрузке двигателя. Она соответствует максимально возможной скорости движения на данной дороге. Кривая, проведенная через точки c 1 , с 2 и с 3 , отвечает расходу топлива при полной нагрузке двигателя.
Из рис. 4.2 видно, что каждому значению сопротивления дороги соответствуют определенный минимальный расход топлива, оптимальная и максимально возможная скорости движения автомобиля. При возрастании сопротивления дороги увеличивается расход топлива, а эти скорости уменьшаются.
ψ 1 - ψ 3 - значения коэффициента сопротивления дороги, соответствующие трем кривым путевого расхода топлива; а 1 - а 3 - точки, отвечающие минимальной устойчивой скорости движения v min ; b 1 - b 3 - точки минимума кривых; с 1 - с 3 - точки, соответствующие максимальной скорости движения по каждой дороге; q min , v эк1 , v max 1 – минимальный расход топлива, оптимальное и максимальное значения скорости движения по дороге, характеризуемой коэффициентом ψ 1 .
Хотя движение автомобиля с оптимальной скоростью сопровождается наименьшим расходом топлива, из этого не следует, что при выполнении транспортной работы необходимо двигаться с указанной скоростью. При выборе скорости движения нужно исходить не из условий, обеспечивающих топливную экономичность, а из времени перевозок, безопасности движения, сохранности груза и комфортабельности пассажиров. Так, например, увеличение скорости движения приводит к повышению производительности автомобиля и уменьшению себестоимости перевозок.
Представленная топливно-экономическая характеристика типична для автомобилей с бензиновыми двигателями. Аналогичный вид имеет и топливно-экономическая характеристика автомобилей с дизелями. Ее отличительной особенностью является менее крутой подъем кривых в области низких значений скорости движения, что можно объяснить более высокой экономичностью дизелей при малой угловой скорости коленчатого вала.
4.4. Построение топливно-экономической характеристики
Существует несколько способов построения топливно-экономической характеристики автомобиля:
по результатам дорожных испытаний;
по результатам стендовых испытаний;
приближенный расчетный способ.
В первом и втором случаях топливно-экономическая характеристика строится на основании экспериментальных данных, тогда как при использовании третьего способа она может быть построена при отсутствии экспериментальных данных. Рассмотрим расчетный способ построения топливно-экономической характеристики автомобиля.
В соответствии с этим способом удельный эффективный расход топлива определяется по формуле
g e = g N k ω k И
где g N - удельный эффективный расход топлива при максимальной мощности двигателя, г/(кВт∙ч); k ω - коэффициент изменения удельного эффективного расхода топлива в зависимости от угловой скорости коленчатого вала двигателя; k И - коэффициент изменения удельного эффективного расхода топлива в зависимости от степени использования мощности двигателя.
Удельный эффективный расход топлива при максимальной мощности для бензиновых двигателей составляет 300...340 г/(кВт∙ч), а для дизелей - 220...260 г/(кВт∙ч).
Коэффициент k ω определяется в зависимости от отношения ω е /ω N угловых скоростей коленчатого вала двигателя при текущем и максимальном значениях мощности:
|
| |||||||||
|
k ω |
Коэффициент k И определяется в зависимости от степени использования мощности двигателя И:
|
(бензиновый) | ||||||||||
|
k И |
Коэффициенты k ω и k И могут быть также найдены по специальным графикам, представленным на рис. 4.3.
Расчет и построение топливно-экономической характеристики выполняют в такой последовательности:
Рис. 4.3. Графики для определения коэффициентов k И (а ) и k ω (б ): 1 - дизели; 2 - бензиновые двигатели
задают коэффициент сопротивления дороги у;
выбирают пять-шесть значений угловой скорости коленчато- го вала двигателя ω е в диапазоне от ω min до ω m ах;
для выбранных значений ω е определяют отношения ω е / ω N (зна- чение ω N известно) и по полученным отношениям находят значе- ния k ω ;
для выбранных значений ω е определяют соответствующие скорости движения автомобиля v и для этих скоростей по заданному коэффициенту сопротивления дороги ψ находят мощности, затрачиваемые на преодоление сопротивления дороги N Д и воздуха N B ;
по внешней скоростной характеристике двигателя для выбранных значений ω е определяют эффективную мощность двигателя N e или для соответствующих скоростей движения по графику мощностного баланса находят значения тяговой мощности N T на ведущих колесах;
по известным значениям мощностей N Д + N B и N e (или N T) для каждого значения ω е (или v ) определяют степень использования мощности двигателя И и по полученным значениям находят k И;
по найденным значениям коэффициентов k ω и k И определяют удельный эффективный расход топлива g e ;
По полученным значениям g e находят путевой расход топлива q П для дороги с заданным коэффициентом сопротивления ψ, для чего используют уравнение расхода топлива при равномерном движении автомобиля.
Повторив указанные выше расчеты для других коэффициентов сопротивления дороги ψ, строят топливно-экономическую характеристику автомобиля.
Foto: Eero Vabamägi
Бытует мнение, что газ дешевле электричества. И выгоднее купить газовую плиту, нежели стеклокерамическую. А уж старые добрые советские, с конфорками, вообще лучше всех. ”МК-Эстония” решила посчитать, какая плита будет самой экономичной, и выяснить, чем вообще отличаются дорогие плиты от бюджетных.
На самом деле ныне в магазинах плит столько, что рассказать о каждой не представляется возможным. Разброс цен - от 20 евро за плиточку с одной конфоркой до нескольких тысяч за кулинарный агрегат высокохудожественной ценности.
И все же, если отбросить художественные и дизайнерские ценности и рассуждать только с позиций функционализма, то можно выделить шесть типов плит: газовая, четыре типа электрических и плита смешанного типа. При этом мы сейчас не будем заострять внимание на духовках, поскольку это отдельная, большая и сложная тема. Будем изучать только варочные поверхности.
Чугунные ”блины”
Самая неэкономичная из всех возможных электрических - это старая электроплита с чугунными блинами конфорок. Она же самая недорогая - 18 евро за одну конфорку, за 206 евро можно купить уже полноценную плиту. Однако мы советуем трижды подумать, приобретать ли такую даже для дачи. Она весьма неэкономична.
Масса энергии уходит для того, чтобы разогреть чугунные ”чурки”, и когда блюдо уже приготовлено, они все еще остывают. Из-за этого у многих хозяек, не привыкших к электроплитам, продукты подгорают.
Секрет готовки на таких плитах довольно прост, конфорки нужно выключать до того, как блюдо полностью приготовлено, или как только оно приготовлено, снимать его с плиты. Очень удобно на электроплитах ”томить” блюда, достаточно выключить конфорку заранее, и блюдо само доходит до готовности.
Вкус у еды, приготовленной на таких чушках, совсем другой, чем у еды, приготовленной на газе. Более нежный. На такой плите, как и на других электроплитах, нельзя ставить котелки, казаны, а также кастрюли с выгнутым дном. На газовых плитах такие кастрюли закипают быстрее, а вот на электроплитах такие кастрюли портят дорогостоящие нагревательные элементы.
Иногда конфорки-”блины” перегреваются и деформируются (выгибаются) - и тогда готовить практически невозможно - потому что кастрюля, к примеру, не стоит ровно, и соприкасается с конфоркой не полностью. Надо просто вызвать мастера и поменять конфорку. Случается это, когда электроплитой пытаются топить помещение или ставят посуду с неровным дном.
Стеклокерамические плиты с нагревательными элементами
Первое, что необходимо отметить, - это то облегчение, которое испытывают хозяйки, когда к ним на кухню попадает стеклокерамическая плита. Одним движением руки плита очищается от любой накипи и грязи. Поверхность ровная, очень гладкая и к ней ничего не прилипает. Чистить такую - одно удовольствие.
Хотя с первого взгляда все стеклокерамические поверхности одинаковые, они довольно серьезно отличаются и по конструкции, и по цене, и по экономичности. Обойтись такая плита может и в 279 евро, и в 700.
Отличие стеклокерамической плиты с нагревательными элементами - это удивительная способность стеклокерамики к нагреванию. Поперек слоя стеклокерамического листа (сквозь него) тепло очень хорошо проходит, а вот вдоль листа - плохо. Благодаря этому тепловое излучение раскаленной докрасна спирали нагревательного элемента прекрасно достигает дна посуды и лишь в незначительной степени распространяется за пределы зоны нагрева. Вы можете совершенно безболезненно касаться стекла вне конфорок и ощутите лишь тепло, без риска обжечься.
А чтобы не получить ожога, случайно прикоснувшись к недавно выключенной зоне нагрева, стеклокерамические варочные поверхности снабжены специальными индикаторами остаточного тепла. Они напоминают вам своим свечением о необходимости быть осторожными, пока температура зоны нагрева превышает 50°С.
По сравнению с ”блинами” такие плиты тратят гораздо меньше энергии, но разнятся они и между собой. Нагревательные элементы бывают спиральными, ленточными и галогенными.
Галогенные нагревательные элементы быстрее нагреваются, но и тратят немного больше энергии.
ТОП
Спиральные и ленточные энергии тратят меньше, хотя и немного медленнее нагреваются.
Чтобы разогреть литр воды, плита с ленточным нагревателем потратила на 1 минуту и 18 секунд больше времени, но при этом сэкономила 0,04 кВт/час. Если посмотреть годовую экономию, то разница между потреблением плит 8,4 евро. Хотя и выигрыш во времени - около 6 часов готовки! Тут уж кому что важнее. А ценовая категория у этих плит примерно одинаковая.
Индукционные плиты
Внешне эти плиты мало чем отличаются от стеклокерамических. Та же стерильность на кухне, те же круги на плоской поверхности, обозначающие конфорки. Но, во-первых, эти плиты на порядок безопаснее - они просто перестают работать, когда вы снимаете с нее кастрюлю или сковородку. А во-вторых, они гораздо экономичнее.
По сути индукционные плиты - абсолютный рекордсмен экономичности. Даже по сравнению с газовой плитой пока что индукционная плита экономнее газовой.
Принцип их действия несколько фантастичен - под стеклом этих плит находятся катушки индуктивности. Текущий по катушке переменный электрический ток по закону индукции должен навестись в находящемся поблизости проводнике - им является дно поставленной на конфорку посуды. Вот так, без лишних потерь энергии - сразу в кастрюле или сковородке, а уж она при этом разогреется быстрее, чем на газу или электрической конфорке. Индукция– абсолютный рекордсмен по КПД (до 90%), экономичности и скорости нагрева.
Проще говоря, в индукционных плитах поверхность не нагревается вообще. С этим связано несколько довольно забавных демонстрационных фокусов. В одном из них на конфорку кладут половину сковороды и разбивают посередине яйцо, так чтоб половина была на сковороде, а половина на поверхности без сковороды. На сковороде яйцо поджаривается, на второй половине остается сырым. Этот фокус наглядно показывает, что индукционная плита воздействует только на металл кастрюль и сковород. И нагревает только кастрюли и сковороды, а сама поверхность если и нагревается, то только от тепла сковороды или кастрюли.
Другой известный фокус, когда на плиту между конфоркой и кастрюлей кладут денежную купюру. Вода кипит, купюра цела. (Евро для фокусов использовать нельзя, в них есть металл, а доллары - пожалуйста.) Поверхность получает тепло от дна кастрюли и не разогревается более 60 градусов.
По цене индукционные плиты имеют очень большой разброс - 39 евро за одну конфорку, порядка 499 евро за полноценную плиту. На разницу цен влияет и экономичность, и объединенные конфорки, когда для большой кастрюли можно использовать сразу несколько конфорок, и плита, сама распознающая размер кастрюли, и многое другое. Регуляторы температуры, как правило, сенсорные. Чем больше градаций, тем экономнее плита.
Газовая плита
До сих пор у многих жителей Эстонии - именно газовые плиты. Люди к ним привыкли и уже не замечают их недостатков, будучи свято убеждены в их экономичности. Цены на них тоже вполне демократичны - 11 евро за одну конфорку, порядка 219 евро за полноценную плиту.
Недостатков по сути всего два - низкий КПД и взрывоопасность. Любая перестановка плиты на кухне чревата утечкой газа. Утечка газа может привести к взрыву. Зато долгое время наши газовые плиты были крайне выгодны исходя из цены на газ. Но сегодня цены на газ таковы, что кухонные газовые плиты уже не самые выгодные.
Выгода складывается из разницы тарифов на газ и электричество. На сегодняшний день газовые плиты (там, где есть магистрали природного газа) менее экономны, чем электрические индукционные, новые стеклокерамические плиты с галогенными (HI LIHT) или ленточными нагревателями. И даже не выгоднее, чем старые электрические плиты.
Есть еще вариант - газ в баллонах, как правило, это пропан-бутан. Теплоемкость у пропан-бутана больше, но все равно цены на него таковы, что люди придумывают разные хитрости при готовке. Например, чтобы сварить картошку или макароны, используют кипяток из электрочайника. Про духовку стараются не вспоминать и т.д.
Вдобавок примерно каждый месяц нужно покупать баллон и устанавливать его.
В погоне за экономией
Если вы, изучив цифры, решите заменить свою газовую плиту с подключением к магистрали природного газа на более экономную индукционную, помните: окупится маленькая индукционная плита в одну конфорку (за 39 евро) примерно за полтора года.
Но на даче это может происходить медленнее (даже если разница тарифов на газ и электричество сохранится). Ведь сколько тратится газа на даче? Хорошо, если один баллон или 6-8 м 3 за сезон. А то и за два-три сезона, если приезжать только на выходные и не особенно заморачиваться с готовкой.
Статья целиком - в еженедельнике ”МК-Эстония”.
Является в наши дни главным критерием выбора для потенциального покупателя. Никто не хочет потратить 1,2млн. рублей или больше, покупая автомашину, и в итоге получить не очень большое преимущество по экономии топлива, по сравнению с более дешевыми автомобилями. Покупая экономичную машину, покупатель хочет получить существенную экономию бензина или дизельного топлива, которая со временем хотя бы частично окупит переплаченные деньги за экономный автомобиль.
Мы составили для вас рейтинг, состоящий из 10 автомобилей, являющиеся самыми экономными и по своей стоимости имеют смысл для покупки, так как переплатив за экономность автомобиля со временем, возможно окупить вложенные деньги за счет меньших трат на заправке.
Не смотря на то, что в последние годы в основном наблюдается появление новых современных технологий, которые используются в двигателях внутреннего сгорания, что позволило существенно снизить средние потребление топлива, в нашей подборке нет и одного автомобиля с обычным бензиновым или дизельным двигателем. Все автомобили, представленные в рейтинге .
Причина в том, что пока технологии не позволяют современным традиционным моторам конкурировать по потреблению топлива с автомашинами, работающие на гибридных силовых агрегатах.
Отметим, что в нашей подборке представлены полноразмерные автомобили. Мы намеренно не включаем в рейтинг маленькие автомобили, имеющие низкий расход топлива, так как такие автомобили маловместительные (чаще двухдверные) и маломощные, которые не пользуются большим спросом во всем в мире и не очень актуальны в нашей стране.
Представленные автомашины в ТОП-10 достаточно мощные, но, тем не менее являются экономными по потреблению топлива.
1) 2013 Lexus CT200h - 1,32-1,7 млн. рублей
Наш список начинается с роскошного Lexus CT200h. Этот автомобиль один из немногих гибридных автомобилей продается в России (в США и в Европе представлено куда больше автомашин с гибридными двигателями), цены на который начинаются от 1,318,000 рублей. Этот не большой автомобиль в комбинированном режиме (одновременная работа обычного двигателя и электрического) расходует топлива всего 5,6 литров на 100 километров пути.
Такой низкий расход топлива стал возможен благодаря использованию технологий Toyota Hybrid Synergy, которая используются на многих гибридных и полностью электрических Японских автомобилях.
Гибридная силовая установка состоит из четырехцилиндрованного бензинового двигателя объемом 1,8 литра и электрического силового агрегата. Общая мощность составляет 134 л.с. Вес - 1445-1485 кг. (Полная снаряженная масса автомобиля составляет 1790кг.)
Пятидверный хэтчбек Lexus CT200h считается более спортивным и приятным в управлении по сравнению с Тойота Приус, на котором он основан.
2) 2013 Ford Fusion Hybrid (Mondeo) - $ 27995 (цена в США)
Цена в России:
1,30-1,65млн. рублей с учетом таможенных сборов и доставкой из США.
Компания Форд тратит большие усилия по развитию гибридных технологий. Модель Fusion, которая больше известна в России, как Форд Мондео не смотря, что официально не представлен в РФ, занимает вторую строчку нашего рейтинга. Невзирая на ее небольшую стоимость в Штатах, купить за небольшие деньги этот автомобиль в России не возможно. Для того, чтобы приобрести этот автомобиль, необходимо ехать за ней в Америку или заказывать автомашину через компании специализирующих на перепродажах автомобилей из США.
Но цена автомобиля вырастит за счет таможенных платежей и доставки в Россию. Так таможенный сбор будет составлять примерно 469тыс. рублей.
Не смотря на высокий ценник, автомобиль и сложностью его приобретения в РФ этот автомобиль попал в наш рейтинг из-за своей экономичности. Расход топлива в комбинированном режиме составляет всего 5 литров на 100км. Гибридная установка представляет собой 2-х литровый бензиновый двигатель, совмещенный с электрической 7.6 Квт установкой. Работа в комбинированном режиме дает 188 л.с. мощности, благодаря использованию электронной автоматической бесступенчатой коробки передач ECVT.
Форд признало успех проекта оснащения гибридными двигателями модели Ford Fusion Hybrid (Mondeo). Благодаря успеху, Американская компания приняла решение использование этой гибридной системы на автомобилях Ford C-MAX.
3) 2013 Toyota Prius V - 1.25-1,59млн. рублей
Не смотря на то, что во всем мире Тойота Приус является очень популярным гибридным автомобилем, в нашей стране этот автомобиль пользуется не очень огромным спросом по причине дороговизны по сравнению с другими странами. Не говоря уже о версии Prius V. Но мы решили включить ее в рейтинг, так как без этого автомобиля подборка самых экономичных автомобилей в мире была бы не полная.
Прямой конкурент Приусу это Форд С-Макс. Приус 5 по сравнению с обычным Приусом имеет большие габариты, который специально спроектирован для большой вместительности людей и багажа (багажник это проблема для всех гибридных автомобилей, так как это единственное удобное место для установки аккумуляторной батареи, питающая электродвигатель).
Расход топлива в комбинированном режиме составляет 5,6 литров на 100 километров.
Используя свою фирменную технологию гибридных установок Toyota Synergy Drive, автомобиль имеет мощность 134 л.с., что является низким показателем для автомобиля таких габаритов. Разгон с 0 до 100 км/час 10,6 секунд.
4) 2013 Toyota Camry Hybrid - $ 26,935 (цена в США)
Цена в России: 1,18-1,53млн. рублей с учетом таможенных платежей и доставкой из США.
Более доступной в отличие от 2013 Ford Fusion Hybrid (Mondeo) является автомобиль 2013 Toyota Camry Hybrid, который к сожалению также официально не представлен в РФ. В настоящие время гибридные технологии от компании Тойота в виде гибридной Тойоты Камри доступны для всех тех, кто не может терпеть стиль и дизайн Тойоты Приус.
Расход топлива при совместной работе 2,5 литрового бензинового двигателя и электрического мотора составляет 5,7л./100км. Помимо формы кузова, стиля, Камри отличается от Приуса хорошей мощностью (200 л.с.), благодаря чему, этот полноразмерный седан среднего класса разгоняется до 100 км/час всего за 7,6 секунд, что очень не плохо для гибридного четырехдверного автомобиля.
5) 2013 Ford C-Max Гибридная - $ 25995 (цена в США)
Цена в России: 1,18-1,51млн. рублей с учетом таможенных платежей и доставкой из США или Европы.
Ford C-Max является идеальным гибридным автомобилем для тех, кому нравится 2013 Ford Fusion Hybrid USA (Mondeo), но необходимо больше пространства для пассажиров и багажа. Этот автомобиль, как и большинство гибридных автомобилей не продается официально в нашей стране. Так, что поклонникам этой марки, придется покупать этот автомобиль в США или в Европе, затрачивая деньги на таможню и доставку в Россию.
Тем не менее, не смотря на сложности покупки C-Max дешевле гибридной Мондео. Обратите внимание на то, что C-Max и Ford Fusion используют одинаковый двигатель и трансмиссию. Также одинаковый у этих моделей расход топлива, который составляет всего 5л./100км., но у C-Max габариты кузова больше, что имеет преимущество, перед Fusion Hybrid USA. Мощность 188 л.с. (при совместной работе электрического двигателя и бензинового 2-х литрового).
При тестировании гибридного С-Макс стоит отметить, что гораздо приятней в управлении, чем Prius V.
6) 2014 VW Jetta Гибрид - $ 25790 (цена в США)
Цена в России: 1,15-1,49млн. рублей с учетом таможенных сборов и доставкой из США.
Обладая бензиновым 4-х цилиндрованным 1,4 литровым турбодвигателем и электрическим мотором, Volkswagen намного мощнее Приуса. Мощность гибридной Jetta составляет 170 л.с. Последние модели этого гибридного автомобиля оснащаются автоматическими коробками автомат DSG с двойным сцеплением.
При такой мощности VW Jetta расходует всего 5,23 литра на 100 километров пути, что является отличным результатом с учетом не маленькой мощности. Цена, за которую его можно купить в Североамериканском континенте, очень привлекательна.
7) 2013 Honda Civic Hybrid - $25,150 (цена в США)
Цена в России: 1,14-1.47млн. рублей с учетом таможенных платежей и доставки в Россию.
В России предлагаются в продаже б/у гибридные Honda Civic VII 2009-2010 годов по цене от 450тыс.-550тыс. рублей. (данные Auto.ru)
В отличие от других гибридных автомобилей, представленных в этом рейтинге не дорогих и самых экономичных автомобилей, Хонда Цивик является гибридом, который может работать только в комбинированном режиме работы электродвигателя и бензинового мотора. Так, что поездить на одной только электротяге на этой автомашине не получится.
Не смотря на это, расход топлива Honda Civic Hybrid составляет всего 5,35л./100 километров расстояния, что очень не плохо для 1,5 литрового двигателя, работающего в паре с электрическим силовым агрегатом.
Единственный минус, это не очень большая мощность, составляющая всего 93 л.с. (для рынка Японии 91 л.с.). С учетом небольшой цены и низким расходом топлива, расходы на переплату за гибридный автомобиль могут окупиться всего за несколько лет.
8)2013 Toyota Prius - $24,995 (цена в США)
В России стоимость составляет 1,19-1.53млн. рублей. Цена б/у автомобили в среднем ниже 1млн. руб.
Тойота Приус, по сравнению с примерно таким же классом автомобилей, работающие на традиционных двигателях, стоит примерно также, что является одним из самых главных факторов в пользу покупки этого гибрида. Плюс очень низкий расход топлива - 4,7 литра на 100 км. Хоть обычный Приус и меньше по размеру чем Prius V, мощности в 134 л.с. все равно маловато.
Так же, как и на Приус 5, в Toyota Prius в стандартном кузове используется тот же бензиновый двигатель, объемом 1,8 литра, работающего в паре с электрическим мотором и с бесступенчатой автоматической коробкой автомат (CVT). Не смотря на не очень стильный дизайн автомобиля и некоторые недостатки, цена и расход топлива на Тойота Приус главные преимущества для принятия решения о покупки гибридного автомобиля.
Благодаря экономичности и его доступной цены, расходы по покупки автомобиля, частично окупятся в процессе эксплуатации, за счет экономии денег на бензин.
9) 2014 Toyota Prius С - $19,875 (цена в США)
Цена в России: 1,09-1,30млн. рублей с учетом доставки из США и таможенных платежей.
Новая модель Тойоты Приус С на целых почти 5000 долларов дешевле, чем обычная модель Prius. Размер новой модели Toyota Prius С ровно в два раза меньше чем обычная модель Приус. Эта модель является первым гибридным автомобилем Тойота в США, по стоимости ниже 20,000 долларов. Несмотря на маленький размер, сократить расход топлива на этой модели не удалось.
Автомашина расходует такое же количество топлива, что 2013 Toyota Prius (4,7 л./100км.). Также ожидать резвости за счет веса этого автомобиля не стоит. На автомобиле в паре с электродвигателем установлен 1,5 литровый маломощный двигатель от Toyota Yaris (почти 100 л.с.).
Но вопреки скучных технических показателей, главное в автомобиле низкая цена (на территории США), которая очень привлекательна, что естественно привлечет большое количество покупателей.
10) 2013 Honda Insight Гибрид - $ 19390 (цена в США)
Цена в России: 1,00-1,25млн. рублей с учетом доставки из США и таможенных сборов в РФ.
Этот автомобиль заканчивает нашу десятку самых экономичных и недорогих автомобилей. Он является самым доступным по цене для покупки. Как и все полноразмерные автомобили нашего рейтинга, 2013 Honda Insight является гибридом. Гибридная установка состоит из электрического силового агрегата и бензинового 1,3 литрового двигателя, мощностью 98 л.с.
Как и гибридная Honda Civic 2013 года, Insight не может работать самостоятельно на одной электрической тяге, но, тем не менее, расход топлива достаточно хорош, составляющий 5,6 литров на 100 километров пути. По стилю, дизайну и другим параметрам автомобиль уступает всем машинам, представленным в рейтинге.
Но по цене конкурентов у него нет. С учетом специфики нашего , низкая цена позволяет быстрее всего окупить затраты на покупку этого гибридного автомобиля, благодаря экономии денежных средств на заправке.
