Как заводится автомобиль принцип работы: Запуск двигателя: принципы, методы
Запуск двигателя: принципы, методы
Зачастую, автолюбители не задумываются, как работает мотор, а многие даже не знают, как происходит первый запуск силового агрегата. Это достаточно сложный и интересный процесс. Особенно интересно, как зависти мотор в зимнее время года.
Основные принципы пуска мотора
Запустить двигатель сможет каждый, кто имеет водительское удостоверение. Этому учат в автомобильной школе. А вот, какая схема запуска ДВС знают далеко не все, тем более какие процессы происходят в моторе от момента поворота ключа зажигания до того, когда пойдут первые выхлопные газы.
Так, если разобраться, за несколько секунд происходит несколько важных процессов в самом силовом агрегате. Рассмотрим последовательность действий и процессов, которые приводят к пуску мотора. Стоит отметить, что в зависимости от типа движка, система запуска двигателя может отличаться, но принцип работы и действия схожий.
- Когда водитель вставляет ключ в замок зажигания и поворачивает его в положение II, начинает работать бензиновый насос, который подает топливо на форсунки, а те в свою очередь подают первую дозу горючего в камеры сгорания.
- В то время, когда двигатель получил партию горючего, образовывается воздушно-топливная смесь, необходимая чтобы запустить цилиндры.
- Водитель поворачивает ключ зажигания, чем запускает процесс. Стартер, получая ток с аккумулятора, начинает раскручивать коленчатый вал, пока в одном из цилиндров не произойдет детонация, и он не запустит остальные. При этом электронный блок управления регулирует, когда следует подать следующую партию горючего в цилиндр и образовать искру.
Данный принцип двигателя внутреннего сгорания, который был расписан, относиться не только к инжектору, но и к карбюратору и даже к дизелю. В случае последнего нет искры, а топливо сжигается с помощью давления и свечей накала, которые разогревают топливо до того момента, пока оно не сдетонирует.
Запуск мотора в летнее время
Как известно, двигатель автомобиля запускается в летнее время года легче всего, поскольку основные детали уже прогреты и не требуется предпринимать дополнительных действий, чтобы совершить старт. Большинство транспортных средств совершают пуск при обычном повороте ключа зажигания.
Но, случается так, чтобы завести карбюраторный автомобиль необходимо включить подсос. Это связано с перегретым воздухом. Как и человеку, тяжело дышать, так и машина тяжело может переносить очень горячий кислород.
Запуск мотора в зимний период
А вот с запуском мотора в зимнее время года существуют проблемы, поскольку холодный, иногда ледяной, воздух охлаждает детали и смазки. Именно потому, что масло становится густым, пуск двигателя совершается достаточно тяжело. Связано это с тем, что стартеру приходится с усилием проворачивать коленчатый вал.
Еще один немаловажный фактор — заряженность и состояние аккумуляторной батареи, поскольку зимой стартер при пуске вытягивает из него все мощность. Поэтому, если на транспортном средстве стоит плохой АКБ — зачастую такие машины не заводятся, поскольку батарея разряжается раньше, чем стартеру удается сделать проворот коленчатого вала.
Карбюраторный мотор
Запуск карбюраторного двигателя в зимнее время проводится достаточно просто. Многие автолюбители, которые имели автомобиль с таким типом мотора, знают, как совершается процесс. Итак, рассмотрим последовательность действий, чтобы совершить запуск двигателя автомобиля в зимнее время с карбюраторным силовым агрегатом:
- Вставляем ключ в замок зажигание.
- Вытягиваем на себя рычаг подсоса (необходимо, чтобы закрыть подачу холодного воздуха в камеру сгорания).
- Несколько раз нажимаем на педаль акселератора (чтобы накачать топливо в камеру сгорания).
- Выжимаем сцепление (чтобы облегчить пуск и работу коленчатого вала на первых минутах).
- Поворачиваем ключ и пробуем завести двигатель.
Если не удалось провести пуск с первого раза, то следует повторить процедуру несколько раз, пока не «схватит» и мотор не начнет работать.
Не стоит после старта сразу же отпускать педаль сцепления, а то силовой агрегат может заглохнуть.
Дизель
Пожалуй, самым тяжелым пуском мотора является запуск дизельного силового агрегата. Особенно затруднительный пуск наблюдается, когда температура воздуха снижается до −12 градусов Цельсия и ниже. Так, двигатель уже практически невозможно завести без дополнительных компонентов и действий, если температура снизиться до −16…-18 градусов Цельсия. Что же стоит предпринять, чтобы совершить запуск дизеля в зимнее время года.
Первый вариант — это установка предподогревателя двигателя, который наши люди увидели в «девяностые» с приходом в страну дизельных Мерседесов и БМВ. На данный момент существует большой ассортимент таких товаров, которые зачастую ставят на микроавтобусы.
Самый известный вариант — Webasto. Он может подогревать масло. Также, для дизельного мотора необходимо устанавливать тэн подогрева дизельного топлива, поскольку солярка кристаллизируется уже при −15 градусах Цельсия.
Второй вариант, который довольно был распространенный для старых дизелей — разжигание костра под топливным баком и картером двигателя. Этот метод является не безопасным, поскольку одна искра может привести к необратимым и катастрофическим последствиям.
Запуск мотора дизеля достаточно простой — ключ зажигания поворачивается в положение 2. Затем, после накачки топливом высокого давления горючего пробуем завести. В случае, если дизельное топливо все-таки кристаллизировалось, то стоит найти способ разогреть его, в противном случае силовой агрегат запустить не удастся.
Также, стоит отметить, что мотор не будет работать нормально при низкой температуре, если постоянно не подогревать горючее. Именно поэтому ставят специальные дополнительные системы.
Инжектор
Пуск инжекторного силового агрегата — самый простой вариант со всех типов силовых агрегатов. Водителя практически ничего не нужно делать, только следовать инструкциям. Что же необходимо сделать, чтобы завести инжектор, даже в самый большой мороз:
- Поворачиваем ключ зажигания в положение 2. Слушаем, работает ли бензонасос. Он должен накачать топливо в камеры сгорания.
- Выключаем зажигание полностью и теперь можно попробовать завести силовой агрегат.
Если процедуру не удалось провести с первого раза, стоит повторить ее несколько раз, но как показывает практика, пуск инжекторного движка происходит с первого раза. Если мотор, так и не удалось запустить, то стоит задуматься — а нет ли проблем у автомобиля?
Например, причиной могут послужить — АКБ, датчики, подача топлива или отсутствие искры. Прежде чем, совершать повторные попытки совершить старт мотора, рекомендуется устранить существующие проблемы.
Вывод
Запуск двигателя достаточно сложный технологический процесс, в котором принимают участие многие детали и элементы автомобиля. Этот процесс достаточно легко проходит в летнее время года. А вот в зимний период, большинство автолюбителей сталкиваются с проблемами. Особенно, выплывают наружу проблемы с аккумуляторной батарей.
Принцип работы двигателя, почему и что может поломаться
Расскажем, как работает двигатель внутреннего сгорания, какие неполадки возникают в работе и как продлить его жизненный цикл
Цель работы двигателя — преобразование бензина в движущую силу. Преобразовывается бензин в движущую силу путем сжигания внутри движка. Поэтому он и называется двигателем внутреннего сгорания.
Запомните две вещи:
1. Есть разные виды двигателей внутреннего сгорания:
- бензиновый двигатель;
- дизельный;
- дизель с турбонаддувом;
- газовый двигатель.
Различия у них в принципах работы, плюс у каждого свои преимущества и недостатки.
2. Бывают еще двигатели внешнего сгорания. Лучший пример — паровой двигатель парохода. Топливо (уголь, дерево, масло) сгорает вне двигателя, образовывая пар, который и есть движущая сила. Двигатель внутреннего сгорания более эффективен, так как ему нужно меньше топлива на километр пути. К тому же он намного меньше эквивалентного двигателя внешнего сгорания. Это объясняет, почему на улицах сейчас не ездят автомобили с паровыми движками.
Как работает система внутреннего сгорания двигателя
Принцип, лежащий в основе работы любого поршневого двигателя внутреннего сгорания: если вы поместите небольшое количество высокоэнергетического топлива, например бензина, в небольшое замкнутое пространство, и зажжете его, то при сгорании в виде газа высвобождается большое количество энергии. Если создать непрерывный цикл маленьких взрывов, скорость которых будет, например, сто раз в минуту, и пустить получаемую энергию в правильное русло, то получим основу работы двигателя.
Автомобили используют «четырехтактный цикл сгорания» для преобразования бензина в движущую силу четырех колесного автомобиля. Четырехтактный подход также известен как цикл Отто, в честь Николауса Отто, который изобрел его в 1867 году. К четырем тактам относятся:
- такт впуска;
- такт сжатия;
- такт горения;
- такт выведения продуктов сгорания.
Поршень двигателя в этой истории главный «работяга». Он своеобразно заменяет картофельный снаряд в картофельной пушке. Поршень соединен с коленчатым валом-шатуном. Как только коленчатый вал начинает вращение, происходит эффект «разряда пушки». Рассмотрим цикл сгорания бензина в цилиндре подробнее.
- Поршень находится сверху, затем открывается впускной клапан и поршень опускается, при этом движок набирает полный цилиндр воздуха и бензина. Это такт называется тактом впуска. Для начала работы достаточно смешать воздух с небольшой каплей бензина.
- Затем поршень движется обратно и сжимает смесь воздуха и бензина. Сжатие делает взрыв более мощным.
- Когда поршень достигает верхней точки, свеча испускает искры, чтобы зажечь бензин. В цилиндре происходит взрыв бензинового заряда, что заставляет поршень опуститься вниз.
- Как только поршень достигает дна, открывается выхлопной клапан, и продукты сгорания выводятся из цилиндра через выхлопную трубу.
Теперь двигатель готов к следующему такту и цикл повторяется снова и снова.
Теперь рассмотрим составные части автомобильного мотора, работа которых взаимосвязана. Начнем с цилиндров.
Составные части двигателя
Схема № 1
Основа двигателя – это цилиндр, в котором вверх-вниз двигается поршень. Двигатель, описанный выше, имеет один цилиндр. Это характерно для большинства газонокосилок, но в автомобильных движках цилиндров четыре, шесть и восемь. В многоцилиндровых моторах цилиндры обычно размещаются тремя способами: а) в один ряд; б) однорядно с наклоном от вертикали; в) V-образным способом; г) плоским способом (горизонтально-оппозитный).
У разных способов расположения цилиндров разные преимущества и недостатки с точки зрения гладкости в работе, производственных издержек и характеристик. Эти преимущества и недостатки делают разные способы расположения цилиндров подходящими для разных видов транспорта.
Свечи зажигания
Свечи зажигания дают искру, которая воспламеняет воздушно-топливную смесь. Искра должна вспыхнуть в нужный момент для безотказной работы двигателя. Если движок начинает работать нестабильно, дергается, слышно что «пыхтит» он сильнее чем обычно, вероятно одна из свечей перестала работать, ее нужно заменить.
Клапаны (см. схему №1)
Впускные и выпускные клапаны открываются, чтобы впустить воздух и топливо и выпустить продукты сгорания. Обратите внимание, оба клапана закрыты в момент сжатия и сгорания топливной смеси, обеспечивая герметичность камеры сгорания.
Поршень
Поршень – это цилиндрический кусок металла, который движется вверх-вниз внутри цилиндра двигателя.
Поршневые кольца
Поршневые кольца обеспечивают герметичность между скользящим внешним краем поршня и внутренней поверхностью цилиндра. У кольца два назначения:
- Во время тактов сжатия и сгорания кольца не дают утечь воздушно-топливной смеси и выхлопным газам из камеры сгорания.
- Кольца не дают моторному маслу попасть в зону сгорания, где оно будет уничтожено.
Если автомобиль начинает «подъедать масло» и приходиться подливать его каждые 1000 километров, значит двигатель автомобиля «устал» и поршневые кольца в нем сильно изношены. Такие кольца пропускают масло в цилиндры, где оно сгорает. По всей видимости, такому двигателю требуется капитальный ремонт.
Шатун
Шатун соединяет поршень с коленчатым валом. Он может вращаться в разные стороны и с обоих концов, т.к. и поршень и коленчатый вал находятся в движении.
Коленчатый вал (распределительный вал)
Схема № 2
Круговыми движениями коленчатый вал заставляет поршень двигаться вверх-вниз.
Маслосборник
Маслосборник окружает коленчатый вал и содержит определенное количество масла, которое собирается в нижней его части (в масляном поддоне).
Причины неполадок и перебоев в двигателе
Если автомобиль с утра не заводитсяЕсли машина с утра не заводится, этому есть три основных причины:
- плохая топливная смесь;
- отсутствие сжатия;
- отсутствие искры.
Плохая топливная смесь поступает в движок в следующих случаях:
- Закончился бензин и в двигатель поступает только воздух. Бензин не воспламеняется, сгорания не происходит.
- Забиты воздухозаборники, и в движок не поступает воздух, который крайне необходим для такта сгорания.
- В топливе содержатся примеси (например, вода в бензобаке), которые препятствуют горению топлива. Меняйте бензоколонку.
- Топливная система подает слишком мало или слишком много топлива в смесь, следовательно, горение не происходит должным образом. Если смеси мало, то слабое воспламенения в цилиндре не может прокрутить цилиндр. Если смеси много, то заливает свечи и они не дают искру.
О «залитых» свечах подробнее: если машина не заводится, а бензонасос не перестает подавать топливо в цилиндры, то бензин не воспламеняется, а наоборот «тушит» свечи зажигания. Свечи с «подмоченной репутацией» нормальной искры для воспламенения смеси не дадут. Если открутив свечу обнаружите, что она «мокрая», сильно пахнет бензином — знайте, свечи «залило». Либо подсушите все 4 свечи, выкрутив их и отнеся в теплое помещение, либо посидите в незаведенной машине с нажатой педалью газа — дроссельная заслонка будет открыта и свечи немного подсохнут от поступающего воздуха.
Отсутствие сжатия
Если топливная смесь не сжимается, так как надо, то и не будет требуемого сгорания для работы машины. Отсутствие сжатия возникает по следующим причинам:
- Поршневые кольца двигателя изношены, поэтому воздушно-топливная смесь просачивается между стенкой цилиндра и поверхностью поршня.
- Один из клапанов неплотно закрывается, из-за чего смесь вытекает.
- В цилиндре есть отверстие.
Часто «дырки» в цилиндре появляются в том месте, где верхушка цилиндра присоединяется к самому цилиндру. Между цилиндром и головкой цилиндра есть тонкая прокладка, которая обеспечивает герметичность конструкции. Если прокладка прохудится, то между головкой цилиндра и самим цилиндром образуются отверстия, через которые образуется утечка смеси.
Отсутствие искры
Искра может быть слабой или вообще отсутствовать в случаях:
- Если свеча зажигания или провод, идущий к ней, изношены, то искра будет слабой.
- Если провод перерезан или отсутствует вообще, если система, посылающая искры вниз по проводу не работает, как нужно, то искры не будет.
- Если искра приходит в цикл слишком рано или слишком поздно, топливо не воспламениться в нужный момент, что повлияет на стабильную работу мотора.
Возможны и другие проблемы с двигателем. Например:
- Если аккумулятор на авто разряжен, то двигатель не сделает ни одного оборота, а автомобиль не заведется.
- Если подшипники, которые позволяют свободно вращаться коленчатому валу, изношены, коленчатый вал не провернется, а двигатель не запустится.
- Если клапаны не будут закрываться или открываться в нужный момент цикла, то работа двигателя будет невозможна.
- Если в автомобиле закончилось масло, поршни не смогут свободно двигаться в цилиндре, и двигатель застопорится.
В исправно — работающем двигателе описанных проблем быть не может. Если они появились, ждите беды.
Если выяснится, что аккумулятор просто разрядился, почитайте, как правильно «прикурить» от другого автомобиля.
Клапанный механизм двигателя и система зажигания
Разберем процессы происходящие в двигателе отдельно. Начнем с клапанного механизма, который состоит из клапанов и механизмов, открывающих и закрывающих проход топливным отходам. Система открытия и закрытия клапанов называется валом. На распределительном валу есть выступы, которые и двигают клапаны вверх и вниз.
Двигатели, в которых вал размещен над клапанами (бывает, что вал размещают внизу), имеют кулачки распредвала, которые регулируют порядок работы цилидров (см. схему №2). Кулачки вала воздействуют на клапаны напрямую или через очень короткие связующие звенья. Эта система настроена так, что клапаны синхронизированы с поршнями. Многие высокоэффективные двигатели имеют по четыре клапана на один цилиндр – два на вход воздуха и два на выход для продуктов сгорания, и такие механизмы требуют два распределительных вала на один блок цилиндров.
Система зажигания создает высоковольтный заряд и передает его на свечи зажигания через провода. Сначала заряд поступает в распределитель, который легко найти под капотом большинства легковых автомобилей. В центр распределителя подключен один провод, а из него выходит четыре, шесть или восемь других бронепроводов, в зависимости от количества цилиндров в двигателе. Эти провода посылают заряд на каждую свечу зажигания. Работа двигателя настроена так, что за один раз только один цилиндр получает заряд от распределителя, что гарантирует максимально плавную работу мотора.
Давайте подумаем, как заводится двигатель, как остывает и как в нем проходит циркуляция воздуха.
Система зажигания двигателя, охлаждения и набора воздуха
Система охлаждения в большинстве автомобилей состоит из радиатора и водяного насоса. Вода циркулирует вокруг цилиндров по специальным проходам, потом для охлаждения, она поступает в радиатор. В редких случаях двигатели автомобиля оснащены воздушной системой. Это делает двигатели легче, но охлаждение при этом менее эффективное. Двигатели с воздушной системой охлаждения, имеют меньший срок службы и меньшую производительность.
Существуют автомобильные двигателя с наддувом. Это когда воздух проходит через воздушные фильтры и попадает прямо в цилиндры. Наддув ставят в атмосферных движках. Для увеличения производительности некоторые двигатели оснащены турбонаддувом. Через турбонаддув воздух, который поступает в двигатель, уже находится под давлением, следовательно, в цилиндр втискивается больше воздушно-топливной смеси. За счет турбонаддува увеличивается мощь движка.
Повышение производительности автомобиля – это круто, но что же происходит, когда вы проворачиваете ключ в замке зажигания и запускаете автомобиль? Система зажигания состоит из электромотора, или стартера, и соленоида (реле стартера). Когда поворачивается ключ в замке зажигания, стартер вращает двигатель на несколько оборотов, чтобы начался процесс сгорания топлива. Чем мощнее мотор, тем сильнее нужен аккумулятор, чтобы дать ему толчок. Так как запуск двигателя требует много энергии, сотни ампер должны поступить в стартер для его запуска. Соленоид или реле стартера, это тот самый переключатель, который справляется с таким мощным потоком электричества. Когда вы проворачиваете ключ зажигания, соленоид активируется и запускает стартер.
Разберем подсистемы автомобильного мотора, отвечающие за то, что поступает в движок (масло, бензин) и за то, что из него выходит (выхлопные газы).
Смазочные жидкости двигателя, топливная, выхлопная и электрические системы
Каким образом бензин приводит в действие цилиндры? Топливная система двигателя выкачивает бензин из бензобака и смешивает его с воздухом так, чтобы в цилиндр поступила правильная воздушно-бензиновая смесь. Топливо подается тремя распространенными способами: смесеобразованием, впрыском через топливный порт и прямым впрыском.
При смесеобразовании карбюратор добавляет бензин в воздух, как только воздух попадает в двигатель.
В инжекторном движке топливо впрыскивается индивидуально в каждый цилиндр либо через впускной клапан (впрыск через топливный порт), либо напрямую в цилиндр. Называется «прямой впрыск».
Масло также играет важную роль в двигателе. Смазочная система не допускает трения жестких стальных частей друг об друга — запчасти не изнашиваются, стальная стружка внутри двигателя не летает. Поршни и подшипники – позволяющие свободно вращаться коленчатому и распределительному валу – основные части, требующие смазки в системе. В большинстве автомобилей, масло засасывается через масляный насос из маслосборника, проходит через фильтр, чтобы очиститься от песка и выработки механизмов мотора, затем, под высоким давлением впрыскивается в подшипники и на стенки цилиндра. Затем масло стекает в маслосборник, и цикл повторяется снова.
Теперь вы знаете больше о том, что поступает в двигатель автомобиля. Но давайте поговорим и том, что выходит из него. Выхлопная система крайне проста и состоит из выхлопной трубы и глушителя. Если бы не было глушителя, в салоне автомобиля были бы слышны все мини-взрывы, происходящие в двигателе. Глушитель гасит звук, а выхлопная труба выводит продукты сгорания из автомобиля.
Электрическая система автомобиля, запускающая машину
Электрическая система состоит из аккумулятора и генератора переменного тока. Генератор переменного тока подключен проводами к двигателю и вырабатывает электроэнергию, необходимую для подзарядки аккумулятора. В незаведенной машине при повороте ключа зажигания за питание всех систем отвечает аккумулятор. В заведенной — генератор. Аккумулятор нужен только, чтобы запустить электрическую систему машины, дальше в работу вступает генератор, который вырабатывает энергию за счет работы двигателя. Аккумулятор в это время заряжается от генератора и «отдыхает». Подробнее об аккумуляторах здесь.
Как увеличить производительность двигателя и улучшить его работуЛюбой двигатель можно заставить работать лучше. Работа автопроизводителей над увеличением мощности движка и одновременным уменьшением расхода топлива, не прекращается ни на секунду.
Увеличение объема двигателя. Чем больше объем двигателя, тем больше его мощность, т.к. за каждый оборот двигатель сжигает больше топлива. Увеличение объема двигателя происходит за счет увеличения либо объема цилиндров, либо их количества. Сейчас 12 цилиндров – это предел.
Увеличение степени сжатия. До определенного момента, увеличение степени сжатия смеси увеличивает получаемую энергию. Однако, чем больше сжимается воздушно-топливная смесь, тем выше вероятность того, что она воспламенится раньше, чем свеча зажигания даст искру. Чем выше октановое число бензина, тем меньше вероятность преждевременного воспламенения. Поэтому высокопроизводительные автомобили нужно заправлять высокооктановым бензином, так как двигатели таких машин используют очень высокий коэффициент сжатия для получения большей мощности.
Большее наполнение цилиндра. Если в цилиндр втиснуть больше воздуха и топлива, то на выходе получается больше энергии. Турбонаддувы и наддувы нагнетают давление воздуха и эффективно втискивают его в цилиндр.
Охлаждение поступающего воздуха. Сжатие воздуха повышает его температуру. Тем не менее, хотелось бы иметь как можно более холодный воздух в цилиндре, т.к. чем выше температура воздуха, тем больше он расширяется при горении. Поэтому многие системы турбонаддува и наддува имеют интеркулер. Интеркулер – это радиатор, через который проходит сжатый воздух и охлаждается, прежде чем попасть в цилиндр.
Сделать меньшим вес деталей. Чем легче запчасти двигателя, тем лучше он работает. Каждый раз, когда поршень меняет направление, он тратит энергию на остановку. Чем легче поршень, тем меньше энергии он потребляет. Двигатель из углеродного волокна еще не придумали, но как делают этот материал, читайте тут на Zap-Online.ru.
Впрыск топлива. Система впрыска очень точно дозирует топливо поступающее в каждый цилиндр, повышая производительность двигателя и экономя топливо.
Теперь вы знаете, как работает двигатель автомобиля, а также причины его основных неполадок и перебоев. Если остались вопросы или есть замечания по изложенному материалу, добро пожаловать в комментарии.
Как завести автомобиль с толкача или буксира
Иногда внезапно разрядившийся аккумулятор или проблемы со стартером могут превратить движимое имущество в недвижимое: автомобиль не заводится. Самый очевидный выход в этой ситуации – попытаться завести его «с толкача» при помощи мускульной силы или же с помощью буксировки другой машиной. Процедура эта простая, но редко встречающаяся, так что даже водитель с некоторым опытом иногда может допустить ошибку, а уж новичок и подавно. Давайте вспомним правильную последовательность действий для такого пуска и укажем на простые, но полезные нюансы.
Любой ли автомобиль можно завести с толкача?
Сразу оговоримся: метод запуска мотора с толкача или буксира пригоден только для машин с механической (вернее, ручной) коробкой передач. Для автомобилей с автоматом процедура неприемлема: для нормальной работы классической гидротрансформаторной АКП нужно давление масла, которого не будет без работающего мотора.
Если вести речь об автоматических трансмиссиях, то с оговорками методика приемлема разве что для роботизированных коробок с одним сцеплением: они фактически представляют собой обычную механику с автоматизированным управлением приводами сцепления и механизма выбора передач. Так что некоторые производители даже допускают для таких коробок возможность запуска с буксировки. Однако в целом две педали в салоне – повод искать другой аккумулятор для запуска или эвакуатор для доставки машины в сервис.
Еще одно условие касается состояния и наличия аккумулятора, а также общей механической исправности автомобиля. Машину без аккумулятора завести не выйдет (оставим за бортом рассуждения о старых дизелях с механическим ТНВД) – это правило понятное. Но и глубоко разряженный аккумулятор, скорее всего, не даст возможности запустить мотор. Аккумулятор должен иметь остатки заряда: пусть его тока и не хватит для работы стартера, но питать бортовую электронику, свечи зажигания, бензонасос и прочее он будет способен. Ну а сам автомобиль, включая двигатель, должен быть механически исправен: попытки завести заклинивший мотор или толкать заднеприводную машину без кардана ни к чему не приведут.
В чем суть запуска с толкача?
Пытаясь завести машину с толкача, лучше понимать базовую суть этой процедуры. В нормальных условиях мотор запускается стартером: тот через маховик раскручивает коленчатый вал мотора, приводя в движение поршни, и параллельно с этим начинают работать системы подачи топлива и зажигания. Но если аккумулятор или стартер не в порядке, коленвал при повороте ключа в салоне крутить некому. В этом случае запуск с толкача позволяет коленвалу получить «помощь извне»: обычно мотор через трансмиссию передает мощность на колеса, а в нашем случае – наоборот, коленвал через трансмиссию будет раскручиваться от крутящихся колес.
Как завести машину с буксировки?
В целом принцип запуска двигателя не зависит от того, будете ли вы двигать неисправную машину другой машиной или руками – отличаются лишь сопутствующие нюансы. Но прицепить ее тросом к другой машине все же проще – давайте начнем с этого варианта.
Если вы пытаетесь завести старую машину с карбюратором и механическим бензонасосом, перед запуском стоит подкачать топливо в систему рычажком на бензонасосе. Это рекомендуемая, но не обязательная процедура, ну а на «инжекторных» машинах такой необходимости вовсе нет. Для запуска по возможности выберите ровный и прямой участок дороги: помните, что на незаведенном автомобиле не работают усилители руля и тормозов. Заранее договоритесь с водителем буксира об условных сигналах для начала движения, остановки и так далее. Условьтесь, что сигналы о начале движения и остановке будет подавать водитель буксируемой машины – во-первых, у него до запуска двигателя нет все тех же усилителей руля и тормозов, а во-вторых, только он понимает, запустился ли мотор. Затем можно прицепить неисправную машину тросом к буксиру и садиться за руль.
Перед тем как начать буксировку, надо обязательно включить зажигание, выключить стояночный тормоз (ручник), а затем выжать сцепление и включить повышенную передачу – обычно третью или четвертую. После этого можно начинать движение. Разогнавшись до 20-30 км/ч, нужно плавно, но быстро отпустить сцепление и следить за моментом запуска мотора, после которого стоит нажать на газ. Услышав, что мотор запустился, можно убедиться в стабильности его работы, выключив передачу и несколько раз нажав на газ – тахометр и слух подскажут, отзывается ли двигатель на педаль. Поняв, что мотор работает, можно подавать буксиру сигнал об остановке.
Помните, что после запуска стоит дать мотору поработать на холостых, а также не глушить его до места назначения. Ведь для следующего пуска нужно будет либо найти и устранить причину проблем с запуском, либо снова искать буксир.
Как завести машину с толкача?
Общий принцип здесь тот же: садимся за руль, включаем зажигание и подаем сигнал о старте помощникам, толкающим машину. Нюансы касаются организации: например, стоит заранее попросить помогающих найти крепкие точки опоры на кузове, чтобы не тратиться помимо нового аккумулятора еще и на удаление вмятин. Люди не смогут разогнать машину до 25-30 км/ч, так что оптимальной передачей для запуска мотора будет третья (хотя при неудаче можно попробовать и четвертую, и вторую). Толкать машину лучше по прямой: сдвинуть с места автомобиль с повернутыми колесами гораздо сложнее. Ну а если на местности есть уклон, лучше при необходимости развернуть машину для движения вперед по склону: во-первых, задняя передача плохо подходит по передаточному отношению, а во-вторых, толкать автомобиль задом банально опасно.
Когда еще может пригодиться навык запуска машины с толкача?
Ключевые указания, описанные выше, справедливы для ситуации, когда автомобиль заглох прямо во время движения – например, из-за проблем с холостым ходом при переключении передач. На ходу лучше не пытаться поворачивать ключ в зажигании (в самом неудачном случае это может вызвать блокировку руля при маневрировании), да и необходимости ждать полной остановки для перезапуска мотора тоже нет. Можно попытаться перезапустить мотор на ходу, включив третью или четвертую передачу и отпустив сцепление – так же, будто вы движетесь за буксиром.
Как заставить машину работать в сильный мороз — Российская газета
Резкое похолодание сократило количество машин на дорогах. Не всем удалось завестись. Эксперты рассказывают, как заставить работать автомобиль даже в лютые морозы.
Если, конечно, сделать что-то еще возможно. Большинство рецептов давно известны и банальны. Однако в связи с тем, что жизнь не стоит на месте, и технологии продвигаются вперед, многие устоявшиеся способы потеряли свою актуальность.
Греть или не греть?
Начнем с самого «популярного» заблуждения: двигатель необходимо долго прогревать на холостых оборотах.
Не рекомендуется прогревать двигатель на холостом ходу, говорит шеф-тренер «АвтоCпецЦентра» Дмитрий Парбуков. Это не только требует много времени. Именно на стадии прогрева особенно высоки интенсивность износа двигателя и уровень выброса вредных веществ. Поэтому, как только двигатель завелся, необходимо сразу начинать движение. При этом важно избегать повышенных оборотов. В результате двигатель быстрее прогревается и выходит на рабочий режим.
Современные двигатели, как правило инжекторные, не нуждаются в долгом прогреве. Электроника сама регулирует подачу топлива и повышает обороты для достижения наибольшего эффекта. Когда обороты падают до рабочих 0,8, можно ехать. Но рекомендуется двигаться плавно, без резких ускорений. В рабочем режиме двигатель прогревается быстрее. К тому же, пока машина стоит, коробка не прогревается. Если вы на прогретом двигателе начнете резко ускоряться, испортите коробку.
— Если сразу, не прогревая машину, резко разогнаться и поехать быстро, износ цилиндропоршневой группы увеличится в разы, это связано с тем, что масло в двигателе не успело достигнуть рабочей температуры и не будет выполнять в полной мере одну из своих основных функций, а именно смазку. Таким образом, если без прогрева двигателя резко разогнаться и поехать быстро, уменьшится ресурс двигателя и секунды динамичного разгона для двигателя будут эквивалентны нескольким сотням километров пробега, — поясняет Дмитрий Парбуков.
В долгом прогреве двигателя больше плюсов только по комфорту. В салоне будет теплее, стекла отмерзнут, если нет их подогрева. Но такой длительный прогрев не скажется ни на ходовых качествах, ни на сохранности агрегатов. Двигаться по-прежнему надо будет плавно. Ведь в коробке такое же застывшее масло, как и перед запуском двигателя.
С завоевавшими популярность дизельными двигателями — все еще сложнее. Дизель на холостых оборотах вообще не нагревается. Для его разогрева используются дополнительные обогреватели. Webasto, например. Запускать эти обогреватели надо минут за 30 до того момента, когда вы собираетесь воспользоваться машиной. На дизеле можно ехать сразу. Рабочую температуру двигатель наберет только под нагрузкой.
Именно по этой причине все поставляемые официально в Россию дизельные машины оборудованы подогревом двигателя. В пробках температура дизельного двигателя будет падать. В салоне станет холодно. Если, конечно, не установлен обогреватель.
Холодный запуск
Эти рекомендации прописаны в каждой инструкции к автомобилю. Но только не все их читают и не все им следуют. Включив зажигание, необходимо дождаться пока все системы будут протестированы электроникой. На панели приборов загорятся все сигнальные лампочки. Потом они погаснут. Только после этого можно заводить.
На дизельном двигателе обязательно надо дождаться, когда погаснет индикатор нагрева свечи.
При запуске двигателя на автомобиле с механической коробкой передач нужно выжать сцепление. Это облегчит запуск. Кроме того, если двигатель работает неустойчиво, обороты плавают, то лучше сцепление не отпускать в течение нескольких минут.
Если при запуске стартера все электрооборудование гаснет, а стартер не делает оборотов — аккумулятор надо менять. Можно прикурить, но после этого лучше сразу ехать до магазина, где продают эти батареи. Или сразу ехать на дальнее расстояние. Не менее часа поездки потребуется, чтобы потом завестись без посторонней помощи на неостывшем двигателе. А полная зарядка аккумулятора займет часов 8 в домашних, теплых условиях.
Если салонное освещение горит, а стартер вращается, но не запускает двигатель в течение 15 секунд, лучше прекратить насиловать аккумулятор.
— Если автомобиль не заводится в мороз, необходимо сначала запустить аккумулятор, — говорит генеральный директор «АвтоСпецЦентра» Сергей Ворновский. — Для этого достаточно на 2-3 минуты включить фары или музыку. Затем включить зажигание и стартер и подождать 10 секунд, не дольше, чтобы не разрядить аккумулятор. Если двигатель не заводится — повторить эти действия снова через минуту.
Хотя, как правило, для разогрева аккумулятора вполне хватает неудачного запуска стартера.
Если запуск не удался и проблема именно в аккумуляторе, то можно попытаться «прикурить» от более удачливого соседа. Простым соединением высоковольтных проводов здесь не обойтись. Дело в том, что севший аккумулятор будет больше потреблять, чем отдавать. Поэтому тому, от кого прикуривают, необходимо поддать газку. 2-3 тысячи оборотов вполне подойдет. Тогда напряжение в сети будет достаточным для запуска двигателя пострадавшего.
Некоторые пытаются запустить двигатель, просто присоединив еще один аккумулятор к тому, который установлен на автомобиле. Однако это бесполезный вариант. Разряженный заберет всю энергию на себя.
Чем дороже, тем лучше
Зимой расход топлива всегда больше, чем летом. Поэтому на выросшие расходы обращать внимания не стоит. Но стоит обратить внимание на то топливо, которое вы заливаете.
Зимой не стоит вместо 95-го использовать 92-й. Разница в октановом числе небольшая, но достаточная, чтобы усложнить запуск двигателя на морозе. К тому же использование более качественного топлива в конечном итоге понижает его потребление. Проверено на практике.
Ухоженную машину можно завести при любой температуре за бортом. Даже дизельную, если топливо соответствует температурному режиму. Фото: Игорь Черняк/ РГ
Про солярку и говорить не стоит: только зимняя. Причем надо учитывать, что зимняя солярка имеет разные температурные диапазоны. Перед заправкой лучше поинтересоваться, что вам собираются продать. Например, дизель, рассчитанный на минус 28, вряд ли выдержит минус 38, каким бы подогревом ваш автомобиль не был бы оборудован. В баке при лютых морозах будет гель, а не жидкость. Вряд ли он окажется по вкусу двигателю.
Мелочи на заметку
Кстати, отдирать примороженные к стеклу дворники — не очень хорошая идея. Часть резины останется во льду, а дворники будут полосить.
— Если дворники примерзли к лобовому стеклу, нельзя их включать, иначе устройство может быть повреждено, — поясняет Сергей Ворновский. — Нельзя отодвигать дворники силой — можно повредить резину. Нельзя стучать дворниками по лобовому стеклу, так как в мороз на нем могут образоваться микротрещины. Для того чтобы дворники отмерзли быстрее, под них можно налить немного незамерзающей жидкости или антифриза.
Ледяной дождь стал обычным природным явлением. Но вот проблема: после него машину открыть практически невозможно. Ледяная корка снаружи попросту не дает попасть внутрь.
Древний рецепт — облить дверной проем горячей водой из чайника — на морозе даже опасен.
Но есть одна хитрость. В кипятке надо растворить большое количество соли. Соляной раствор превращается в лед при более низкой температуре, чем вода. Поэтому он позволит освободить дверь, а также сам по себе стечет на землю, не повредив кузов.
почему системой «Старт-стоп» не пользуются в России :: Autonews
Когда система «Старт-стоп», заглушающая двигатель при кратковременных остановках, только появилась, ее не воспринимали всерьез. Выигрыш в расходе топлива сводился преимущественно к паспортным цифрам, а реальный эффект был почти незаметен.
Тем не менее, за прошедшее десятилетие число автомобилей с системой «Старт-стоп» заметно выросло: из премиальных моделей опция добралась и до массового сегмента. Чем оборачивается работа системы на самом деле, сколько топлива она помогает сэкономить и на какие узлы автомобиля влияет – в обзоре на Autonews.ru.
Что такое система «Старт-стоп» и в чем ее смысл
Идея системы «Старт-стоп» в том, чтобы автоматически глушить двигатель при кратковременных остановках для снижения расхода топлива и выбросов вредных веществ. При этом основные вспомогательные узлы, такие как климатическая установка или мультимедиа, продолжают работать.
Предполагается, что в условиях загруженных дорог суммарный эффект от выключенного на несколько минут двигателя превращается в заметную экономию (до 10%). Все это время машину питает аккумулятор, который также подвержен суммарному эффекту, что в этом случае работает против него.
К тому же, пуск двигателя – это процесс, требующий концентрации энергии: не случайно у большинства машин в момент схватывания мотора гаснет ближний свет и замолкает аудиосистема. Однако машина, у которой есть система «Старт-стоп», запускает двигатель без подготовки – стоит лишь отпустить педаль тормоза или выжать сцепление, как мотор тут же заводится.
Чаще всего при повторном запуске не задействуется стартер, поэтому процесс происходит так быстро, объяснил представитель Mazda Motor RUS Андрей Глазков. «Цилиндр останавливается так, чтобы потом было достаточно только искры. Благодаря данной инновации iStop от Mazda быстрее остальных переводит двигатель из состояния покоя в движение», – добавил он.
Глазков уточнил, что система Mazda позволяет сэкономить примерно 0,5-0,7 л на 100 км в городских условиях эксплуатации. «Минусы у всех систем одинаковые: если не работает двигатель, а электроэнергия расходуется, но не восполняется, то аккумулятор садится. Поэтому все «Старт-стопы» не работают при крайних температурах как зимой, так и летом», – объяснил специалист.
Каким бывает «Старт-стоп»
Несмотря на одинаковый алгоритм пользования, принцип работы системы «Старт-стоп» может быть разным. Самый простой и распространенный вариант — использование усиленного стартера и специального аккумулятора, позволяющего выдерживать больше запусков (до 150 000 циклов).
Промежуточный способ – интеграция стартера и генератора с отдельным блоком управления воедино (так называемая, схема стартер-генератора). Конструкция позволяет не только вращаться ротору от привода коленвала, но и, наоборот, проворачивать мотор в режиме пуска. Кроме того, дополнительно узел может быть дооснащен конденсатором, накапливающим энергию при отпущенной педали газа путем ее рекуперации.
Профессор кафедры «Поршневые двигатели» МГТУ им. Н.Э. Баумана Дмитрий Онищенко убежден, что лишний раз заводить двигатель – это в любом случае плохо. «К примеру, запуск холодного дизеля, при отрицательной температуре внешней среды, может быть эквивалентен 500 км пробегу. Понятно, что система «Старт-стоп» работает только на прогретом моторе, но полностью исключить отрицательное влияние на силовой агрегат во время запуска нельзя. При этом следует понимать, что максимальный экологический урон природе наносится именно на холостом ходу, поэтому с экологической точки зрения система «Старт-стоп» не бесполезна», – объяснил Онищенко.
К чему может привести «Старт-стоп»
Содержание автомобиля с системой «Старт-стоп» обходится незначительно, но дороже, чем обслуживание такой же машины, но без указанной опции. В первую очередь, речь идет о преждевременном износе аккумуляторной батареи. Следует понимать, что даже аккумулятор повышенной мощности стоит на 15-20% дороже обычной АКБ.
Кроме того, работа системы в некоторых случаях может пагубно сказаться и на самом двигателе. По словам профессора кафедры «Поршневые двигатели» МГТУ им. Н.Э. Баумана, на моторах с экологическим стандартом Евро-5, как правило, реализован управляемый подвпрыск, работающий с середины и конца такта расширения.
«В итоге на холостом ходу это приводит к тому, что горючая смесь не сгорает полностью, а оседает на стенках цилиндров, попадая в картер и смешиваясь с моторным маслом. Если она отключается вместе с выключением системы «Старт-стоп», то это не страшно, если же нет, то попадание топлива в картер воздействует на ДВС отрицательно», – объяснил Онищенко.
Профессор добавил, что польза от заглушенного на две-три секунды двигателя не очевидна, так как при запуске мотор требует больше топлива, чем при стабильной работе. Поэтому эффект от системы тем больше, чем дольше машина стоит.
На российском рынке система «Старт-стоп» не сильно распространена в силу экономических причин. Например, в компании Ford объяснили, что решили отказаться от системы на автомобилях российской сборки с целью поддержания текущего уровня цен.
Что влияет на запуск бензинового двигателя?
Уверенный запуск двигателя в мороз зависит от множества факторов. Сегодня мы рассмотрим несколько способов, как уверенно запускать двигатель зимой.
Что влияет на запуск бензинового двигателя
Принцип работы мотора не изменился со времён постройки первого автомобиля. По-прежнему нужно, чтобы было что поджечь, и чем поджечь рабочую смесь в цилиндрах. Изменились лишь способы обеспечения этого процесса.
Перечислим основные факторы, влияющие на уверенный пуск мотора зимой.
- Качественное топливо. Октановое число бензина должно соответствовать конструкции двигателя, а испаряемость (точнее – давление насыщенных паров) – сезону. Дизельное топливо также должно быть зимнее.
- Маркировка моторного масла по инструкции к автомобилю. Излишне густое затрудняет вращение коленчатого вала стартером, к тому же плохо прокачивается насосом, ускоряя износ мотора.
- Состояние топливной системы. Фильтры должны вовремя меняться. Если вы заливали некачественный бензин, то на форсунках (или карбюраторе) появляются лаковые отложения, которые мешают правильному образованию топливно-воздушной смеси. Вместо распыления в форме факела инжектор начинает лить топливо струёй, и оно не успевает испариться. Износ или нарушение регулировки ТНВД дизеля также затруднит запуск.
- Исправность системы управления двигателем. Неисправный датчик температуры или регулятор холостого хода, кое-как справлявшиеся летом, зимой будут препятствовать запуску двигателя. «Ёжик» из опилок на датчике положения коленвала тоже не способствует уверенному старту в мороз.
- Электрическая часть. Окислившиеся клеммы на аккумуляторе, старая батарея и треснувшие провода затрудняют вращение стартера. Однажды скорости может оказаться недостаточно для того, чтобы завести двигатель зимой.
- Система зажигания. Свечи зажигания должны соответствовать модели двигателя (маркировку и зазор между электродами можно посмотреть в инструкции). Высоковольтные провода и катушки не должны иметь трещин и царапин на поверхности. В дизельном моторе должны исправно работать все свечи накаливания.
Обычно затрудненный запуск свидетельствует о небрежном отношении к технике в целом.
Как видите, заочно сложно выделить единственную причину, по которой машина не заводится на морозе. Но что же делать, если машина не заводится, а ехать нужно? Оптимальный вариант — воспользоваться услугами такси.
Как 100% завести автомобиль зимой
Худший сценарий действий – это исступлённо крутить стартером до тех пор, пока не сядет аккумулятор. Потом попросить «прикурить», пытаться завести «залитый» двигатель до поломки стартера. После этого начать заводить с буксира. Результатом может стать испорченный дорогой нейтрализатор, взорвавшийся глушитель, или впускной коллектор.
Поэтому ещё до наступления холодов подготовимся к зиме:
- Если подходит срок, поменяем масло, фильтры и свечи;
- Почистим клеммы аккумулятора, проверим его нагрузочной вилкой;
- Заранее купим баллон с эфиром «быстрый старт»;
- Выберем качественные провода для прикуривания.
Возьмём за правило вечером за 10 минут до окончания поездки отключать электрообогревы стекол, мощную аудиосистему, лишний свет. Это поможет аккумулятору запасти чуть больше электричества.
Чтобы не навредить машине при аварийном запуске, используем простые правила.
- Не паниковать, пользоваться стартером максимум пять секунд. Повторять попытку запуска минимум через 2-3 минуты.
- Если после двух-трёх манипуляций двигатель не завёлся, попросим опытного соседа «дать прикурить», чтобы поддержать аккумулятор. Пробуем ещё 2 раза.
- Мотор молчит – распыляем во впускной патрубок эфир. Это нужно делать аккуратно, предварительно проконсультировавшись с мастером. Вам покажут, куда можно брызгать, чтобы не повредить датчики. Пробуем ещё две попытки.
- Если опять постигла неудача – уходим греться и возвращаемся к машине через час, чтобы повторить процедуры. Если результат неутешительный – звоним знакомому механику или в специальную службу.
В этой статье мы умолчали о способах прокаливания свечей, поливания кипятком коллектора, замены температурных датчиков резисторами, считывания показаний через диагностический разъём – это по силам только самым опытным автолюбителям. Поэтому, чтобы 100% завести автомобиль зимой, нужно содержать его в исправном состоянии.
Современные машины рассчитаны на использование при температуре до -25 градусов и уверенно заводятся при таких морозах.
Если мороз застал вас за городом, и помощи ждать неоткуда – каждые 4 часа выходите во двор, и прогревайте машину до рабочей температуры. Или поручите эту работу сигнализации с автозапуском. При безветренной погоде сохранить тепло поможет автоодеяло. Если же ваша модель охранной системы без автозапуска, и вы уверены в безопасности, оставьте работающий двигатель на ночь. Тогда утром вы гарантировано сможете уехать своим ходом по любому морозу.
Но помните! Выхлопные газы очень токсичны, поэтому ни в коем случае не оставляйте работающий двигатель в закрытом гараже или ином помещении без вентиляции.
Toyota Hybrid: принцип работы гибридной системы
Сегодня компания Toyota является одним из крупнейших производителей гибридных автомобилей в мире. Этот тип автомобилей становится все более популярным из-за высокую производительность, надежность, экологичность и низкие эксплуатационные расходы. Но чем основной принцип работы гибридной системы автомобилей Toyota отличается от бензиновых и электрических автомобилей?
Гибридная система Toyota использует бензиновый двигатель и электромотор. Это «полный» гибрид — автомобиль может передвигаться как по принципу совместного использования двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и HV-батареи, так и исключительно на электроэнергии. Этим Toyota Hybrid отличается от других «мягких» гибридных систем, в которых электромотор работает только для повышения производительности бензинового двигателя и исключительно вместе с ним.
Система Toyota Hybrid состоит из:
- бензинового двигателя, который работает по циклу Аткинсона. Самый эффективный ДВС при средних и высоких оборотах, имеет высокий КПД и низкие расход топлива и уровень шума
- управляющего электромотора. Выполняет роль генератора энергии от ДВС для подзарядки высоковольтной батареи, а также роль стартера ДВС;
- тягового электромотора. Предназначен для приведения автомобиля в движение. Также выполняет роль генератора при рекуперации;
- гибридной трансмиссии. Представляет собой планетарную передачу, является делителем мощности и распределяет крутящий момент между тяговым электромотором и ДВС. Гибридная трансмиссия не является вариатором в классическом его понимании, поскольку в ней отсутствуют валы, фрикционы, ремни / цепи;
- инвертора. Преобразует переменный ток (АС) с электродвигателя на постоянный (DC) для подзарядки батареи и наоборот. Также конвертирует напряжение 250В с HV-батареи в 650В для запуска и работы тягового электромотора;
высоковольтной батареи. Имеет высокую плотность энергии. Никель-металл-гидридных батарея обеспечивает стабильное подзарядки / разрядки от 30% до 90% для наиболее эффективной работы батареи, идеально подходит для работы при низких температурах и не требует внешнего подзарядки.
Toyota Hybrid может работать в трех режимах: CHARGE, ECO и POWER. В зависимости от режима движения и манеры управления водителя автомобиль определяет оптимальный режим и соответственно отображает его на индикаторе гибридной силовой установки.
CHARGE — автоматическая зарядка HV-батареи гибридной системы автомобиля происходит при плавном и стабильном торможении за счет рекуперации кинетической энергии. HV-батарея также автоматически заряжается при движении накатом. Накопленный заряд используется электромотором для дальнейшего движения, позволяет экономить на топливе. В режиме ECO гибридный привод используется максимально эффективно. Во время движения в городе в режиме ECO система часто позволяет двигаться исключительно на электротяге. POWER — при ускорении, обгоне или движении на высокой скорости автомобиль использует синергию мощности ДВС и гибридной системы для получения высоких динамических показателей.
Гибридная система в Toyota Camry HybridГибридна система в Toyota Camry Hybrid Description:
Применяя такой эффективный принцип совместного использования бензинового двигателя и электрических компонентов, автомобиль может преодолевать расстояния, и подзарядка не нужна. Благодаря этому гибридный автомобиль Toyota является оптимальным выбором как для передвижения по городу, так и для длительных путешествий. Современный водитель стремится стать владельцем автомобиля, который бы отвечал требованиям нового smart-стиля жизни и повышенным стандартам качества. Самозарядные бензиново-электрические гибриды Toyota удовлетворяют современные критерии эффективности, надежности и прогрессивности.
За дополнительной информацией о Toyota Hybrid, включая ценам на доступный модельный ряд, просим обращаться по телефону: (044) 537-54-54 или по адресу Харьковское шоссе 179.
Как батареи заводят ваш автомобиль | Как работают батареи
Когда вы вставляете ключ в замок зажигания автомобиля и поворачиваете переключатель или нажимаете кнопку в положение «ВКЛ», на аккумулятор автомобиля отправляется сигнал. Получив этот сигнал, автомобильный аккумулятор преобразует химическую энергию в электрическую. Эта электрическая мощность подается на стартер для запуска двигателя. Аккумулятор также обеспечивает питание автомобильных фар и других аксессуаров.
Напряжение аккумулятора
Напряжение означает величину электрического потенциала, который держит аккумулятор.Стандартным автомобильным аккумулятором в современных автомобилях является аккумулятор на 12 В. Каждая батарея имеет шесть ячеек, каждая на 2,1 В при полной зарядке. Автомобильный аккумулятор считается полностью заряженным при напряжении 12,6 вольт или выше.
Когда напряжение аккумулятора падает, даже небольшое, это сильно влияет на его производительность. В таблице слева показано, сколько энергии остается в аккумуляторе при изменении показаний напряжения аккумулятора.
Автомобильный аккумулятор заряжен не полностью, но считается заряженным на уровне 12.4 вольта или выше. Он считается разряженным при напряжении 12,39 В или меньше.
Примечание. Предполагается, что удельный вес полностью заряженного заряда составляет 1,265 с поправкой на 80 ° F.
Химическая реакция
Электрическая энергия в батарее генерируется в результате химической реакции. В случае свинцово-кислотной батареи смесь серной кислоты и воды, известная как электролит, вступает в реакцию с активным материалом внутри батареи.
Напряжение аккумулятора во многом зависит от концентрации серной кислоты.Чтобы получить напряжение 12,6 В или выше, массовая доля серной кислоты должна составлять 35 процентов или больше.
По мере разряда батареи реакция между серной кислотой и активным материалом приводит к образованию другого соединения, и концентрация серной кислоты снижается. Со временем это приводит к падению напряжения аккумулятора.
Мощность запуска
Двигатели автомобилей требуют мощности для запуска. Необходимая мощность зависит от многих факторов, таких как тип двигателя, объем двигателя и температура.Как правило, при понижении температуры для запуска двигателя требуется больше мощности. Ток холодного пуска (CCA) — это рейтинг, который измеряет мощность пуска батареи. Это относится к количеству ампер, которое 12-вольтовая батарея может выдавать при температуре 0 ° F в течение 30 секунд, поддерживая напряжение не менее 7,2 вольт. Например, 12-вольтовая батарея с рейтингом 600 CCA означает, что при 0 ° F батарея будет обеспечивать 600 ампер в течение 30 секунд без падения напряжения ниже 7,2 В.
Как работает двигатель?
Вы уже знаете, что завести машину так же просто, как повернуть ключ, но задумывались ли вы, что на самом деле происходит под капотом?
Когда вашему телу нужно топливо, вы кормите его пищей.Когда вашему автомобилю нужно топливо, вы «кормите» его бензином. Точно так же, как ваше тело преобразует пищу в энергию, автомобильный двигатель преобразует газ в движение. Некоторые новые автомобили, известные как гибриды, также используют электричество от аккумуляторов для движения автомобиля.
Процесс преобразования бензина в движение называется «внутренним сгоранием». Двигатели внутреннего сгорания используют небольшие контролируемые взрывы для выработки энергии, необходимой для перемещения вашего автомобиля во все места, куда ему нужно ехать.
Если вы создадите взрыв в крошечном замкнутом пространстве, таком как поршень в двигателе, огромное количество энергии будет выпущено в виде расширяющегося газа.Типичный автомобильный двигатель производит такие взрывы сотни раз в минуту. Двигатель использует энергию для приведения в движение вашего автомобиля.
Взрывы заставляют поршни двигателя двигаться. Когда энергия первого взрыва почти иссякает, происходит еще один взрыв. Это заставляет поршни снова двигаться. Цикл повторяется снова и снова, давая автомобилю мощность, необходимую для движения.
В автомобильных двигателях используется четырехтактный цикл сгорания. Четыре такта — это впуск, сжатие, сгорание и выпуск.Удары повторяются снова и снова, генерируя энергию. Давайте подробнее рассмотрим, что происходит на каждой фазе цикла сгорания.
Впускной: Во время впускного цикла впускной клапан открывается, и поршень перемещается вниз. Цикл начинается с подачи воздуха и газа в двигатель.
Компрессия: В начале цикла сжатия поршень перемещается вверх и выталкивает воздух и газ в меньшее пространство. Меньшее пространство означает более мощный взрыв.
Сжигание: Затем свеча зажигания создает искру, которая воспламеняет и взрывает газ. Сила взрыва заставляет поршень снова опускаться.
Выхлоп: Во время последней части цикла выпускной клапан открывается для выпуска отработанного газа, образовавшегося в результате взрыва. Этот газ перемещается в каталитический нейтрализатор, где он очищается, а затем через глушитель, прежде чем он выходит из автомобиля через выхлопную трубу.
Как работают гибридные электромобили?
Гибридные электромобили приводятся в движение двигателем внутреннего сгорания и электродвигателем, который использует энергию, запасенную в батареях. Гибридный электромобиль нельзя подключить для зарядки аккумулятора. Вместо этого аккумулятор заряжается за счет рекуперативного торможения и от двигателя внутреннего сгорания. Дополнительная мощность, обеспечиваемая электродвигателем, потенциально может позволить использовать двигатель меньшего размера. Аккумулятор также может питать вспомогательные нагрузки и уменьшать холостой ход двигателя при остановке. Вместе эти функции приводят к лучшей экономии топлива без ущерба для производительности. Узнайте больше о гибридных электромобилях.
Изображение в высоком разрешенииКлючевые компоненты гибридного электромобиля
Аккумулятор (вспомогательный): В транспортном средстве с электрическим приводом вспомогательная аккумуляторная батарея обеспечивает электричеством для запуска автомобиля до включения тягового аккумулятора, а также обеспечивает питание аксессуаров транспортного средства.
Преобразователь постоянного тока в постоянный: Это устройство преобразует мощность постоянного тока высокого напряжения от тягового аккумуляторного блока в мощность постоянного тока низкого напряжения, необходимую для работы вспомогательного оборудования автомобиля и зарядки вспомогательной батареи.
Электрогенератор: Вырабатывает электричество от вращающихся колес во время торможения, передавая эту энергию обратно в блок тяговых батарей. В некоторых транспортных средствах используются мотор-генераторы, которые выполняют функции привода и регенерации.
Тяговый электродвигатель: Используя мощность от тягового аккумулятора, этот электродвигатель приводит в движение колеса автомобиля. В некоторых транспортных средствах используются мотор-генераторы, которые выполняют функции привода и регенерации.
Выхлопная система: Выхлопная система направляет выхлопные газы из двигателя через выхлопную трубу. Трехкомпонентный катализатор предназначен для уменьшения выбросов выхлопной системы при выходе из двигателя.
Заливная горловина: Форсунка топливораздаточной колонки присоединяется к резервуару на автомобиле для заполнения бака.
Топливный бак (бензин): В этом баке хранится бензин на борту транспортного средства до тех пор, пока он не понадобится двигателю.
Двигатель внутреннего сгорания (с искровым зажиганием): В этой конфигурации топливо впрыскивается либо во впускной коллектор, либо в камеру сгорания, где оно смешивается с воздухом, а воздушно-топливная смесь воспламеняется от искры свечи зажигания. .
Контроллер силовой электроники: Этот блок управляет потоком электроэнергии, подаваемой тяговым аккумулятором, регулируя скорость электрического тягового двигателя и создаваемый им крутящий момент.
Тепловая система (охлаждение): Эта система поддерживает надлежащий диапазон рабочих температур двигателя, электродвигателя, силовой электроники и других компонентов.
Блок тяговой аккумуляторной батареи: Накапливает электроэнергию для использования тяговым электродвигателем.
Трансмиссия: Трансмиссия передает механическую мощность от двигателя и / или электрического тягового двигателя для привода колес.
Как работают электромобили?
Полностью электрические транспортные средства (электромобили), также называемые аккумуляторными электромобилями, имеют электродвигатель вместо двигателя внутреннего сгорания. В транспортном средстве используется большая тяговая аккумуляторная батарея для питания электродвигателя, и его необходимо подключать к розетке или зарядному устройству, также называемому питающим оборудованием для электромобилей (EVSE). Поскольку он работает на электричестве, автомобиль не выпускает выхлопных газов из выхлопной трубы и не содержит типичных компонентов жидкого топлива, таких как топливный насос, топливопровод или топливный бак.Узнайте больше об электромобилях.
Изображение в высоком разрешенииКлючевые компоненты полностью электрического автомобиля
Аккумулятор (полностью электрический вспомогательный): В транспортном средстве с электрическим приводом вспомогательная аккумуляторная батарея обеспечивает электроэнергией аксессуары транспортного средства.
Порт зарядки: Порт зарядки позволяет автомобилю подключаться к внешнему источнику питания для зарядки тягового аккумуляторного блока.
Преобразователь постоянного тока в постоянный: Это устройство преобразует мощность постоянного тока высокого напряжения от тягового аккумуляторного блока в мощность постоянного тока низкого напряжения, необходимую для работы вспомогательного оборудования автомобиля и зарядки вспомогательной батареи.
Тяговый электродвигатель: Используя мощность от тягового аккумулятора, этот электродвигатель приводит в движение колеса автомобиля. В некоторых транспортных средствах используются мотор-генераторы, которые выполняют функции привода и регенерации.
Бортовое зарядное устройство: Принимает входящую электроэнергию переменного тока, подаваемую через порт зарядки, и преобразует ее в мощность постоянного тока для зарядки тягового аккумулятора.Он также обменивается данными с зарядным оборудованием и отслеживает характеристики аккумулятора, такие как напряжение, ток, температуру и состояние заряда, во время зарядки аккумулятора.
Контроллер силовой электроники: Этот блок управляет потоком электроэнергии, подаваемой тяговым аккумулятором, регулируя скорость электрического тягового двигателя и создаваемый им крутящий момент.
Тепловая система (охлаждение): Эта система поддерживает надлежащий диапазон рабочих температур двигателя, электродвигателя, силовой электроники и других компонентов.
Блок тяговой аккумуляторной батареи: Накапливает электроэнергию для использования тяговым электродвигателем.
Трансмиссия (электрическая): Трансмиссия передает механическую энергию от тягового электродвигателя для привода колес.
Что такое автоматический старт-стоп и как он работает?
Автоматический пуск-стоп Техническая инновация, которая помогает окружающей средеИдея системы старт-стоп проста: если двигатель останавливается на короткое время, например, во время ожидания на светофоре, расход топлива и выбросы снижаются. Таким образом, автоматическая система старт-стоп помогает экономить топливо и защищать климат. С помощью этой технологии CO 2 — выбросы могут быть сокращены на 3-8%. Выгоды для окружающей среды и повышение эффективности привели к быстрому распространению систем автоматического запуска на все классы транспортных средств. Ввиду более строгих правил ЕС по выбросам загрязняющих веществ автотранспортными средствами производители автомобилей также все чаще внедряют интеллектуальные системы старт-стоп в своих моделях.
Как работают автоматические системы старт-стопСистема старт-стоп определяет, когда автомобиль неподвижен, и на основе датчиков определяет ряд других факторов, касающихся режима работы автомобиля. Если водитель остановился на светофоре и установил нейтральную передачу, система старт-стоп останавливает двигатель. В некоторых более поздних моделях двигатель даже отключается, если скорость падает ниже определенного значения. Хотя двигатель и, следовательно, основной источник энергии для всех систем выключен, все потребители электроэнергии и вспомогательные устройства по-прежнему получают электроэнергию.Это обеспечивается аккумуляторной батареей автомобиля. Как только сцепление приводится в действие, автоматическая система старт-стоп перезапускает двигатель. В автомобилях с автоматической коробкой передач или трансмиссией с двойным сцеплением система автоматического запуска и останова реагирует только на нажатие тормоза. Если автомобиль тормозится до полной остановки, а нога водителя остается на педали тормоза, автоматическая система старт-стоп останавливает двигатель. Когда тормоз отпущен, автоматическая система снова запускает двигатель.
Датчики управления автоматической системой старт-стопАвтоматическая система старт-стоп получает информацию о состоянии движения от различных датчиков.Датчик нейтральной передачи, датчик скорости колеса и датчик коленчатого вала предоставляют информацию о том, движется автомобиль или стоит. Контроллер двигателя координирует процессы старт-стоп и согласовывает их с системой управления двигателем. Электронный датчик батареи (EBS) передает данные о состоянии заряда, напряжении и температуре батареи. Поскольку напряжение в бортовой сети кратковременно падает при каждом запуске двигателя, необходима компенсация для обеспечения правильной работы важных устройств и электронных помощников.. Чтобы стартер выдерживал нагрузки, связанные с увеличенным числом пусков, и не изнашивался преждевременно, компоненты стартера, которые подвергаются особой нагрузке, усилены и рассчитаны на длительный срок службы. Это касается подшипников, редуктора и механизма включения стартера.
Рекуперационные и автоматические системы старт-стоп Новые поколения аккумуляторов для инновационных технологийВ то время как обычные аккумуляторы достигают своих пределов даже в транспортных средствах с автоматическими системами старт-стоп, аккумуляторы с технологией AGM были специально разработаны для транспортных средств, которые имеют не только технологию старт-стоп, но также систему рекуперации энергии (рекуперации), а также другое топливо -сохранительные системы. Аккумулятор с технологией AGM способен принимать энергию, которую он получает за счет рекуперации, с высокой эффективностью. Напротив, аккумуляторы с технологией EFB предназначены только для автомобилей с автоматическими системами запуска и остановки начального уровня.
Это также может вас заинтересовать: Когда стоит обновление до AGM?
Рекуперация — как электричество вырабатывается из энергии торможенияВо время рекуперации или рекуперации энергии торможения электрическая энергия вырабатывается, как только автомобиль затормаживается и двигатель переходит в режим тяги.В автомобилях с рекуперацией генератор подает рекуперированную энергию обратно в аккумулятор, чтобы использовать ее для работы функций комфорта во время последующей фазы остановки. Благодаря использованию этой эффективной технологии и мощной аккумуляторной батареи AGM можно достичь большей экономии топлива и снизить выбросы, чем при использовании простых систем Start-Stop. Чтобы еще больше повысить общую эффективность, в некоторых транспортных средствах генератор, который обычно работает все время (и потребляет мощность двигателя), отключается во время фаз разгона.Таким образом, вся мощность двигателя используется для разгона, и двигатель может работать особенно эффективно. На этом этапе все электрические функции питаются от аккумулятора, что еще раз показывает важность мощного аккумулятора, который соответствует системе управления энергопотреблением транспортного средства для современных бортовых сетей.
Как работают топливные элементы в водородных автомобилях?
Криса Вудфорда. Последнее обновление: 15 марта 2020 г.
век или около того назад, количество автомобилей на Земле исчисляется тысячами.Сегодня существует около миллиарда автомобилей — примерно одна на каждые семь человек на планете, и ожидаемое количество достигнет 2 миллиардов к 2040 году. Думайте о Земле как о гигантской заправочной станции с ограниченным запасом топлива, и вы довольно быстро поймете что у нас проблема. Многие геологи думают, что мы достигли точки они называют «пиком нефти», а в ближайшие несколько десятилетий поставки бензина (и все остальное, сделанное из нефти) начнет истощаться. Если такое случается, откуда все наши машины будут получать топливо? Кратковременное решение — повысить эффективность использования топлива. от существующих автомобилей.В долгосрочной перспективе решение может быть переключение автомобилей с бензиновых и дизельных двигателей на электрические топливные элементы, которые немного похожи на батареи, работающие на водороде газ, который никогда не выходит из строя. Бесшумные и экологически чистые, они среди самые чистые и экологически чистые источники энергии из когда-либо созданных. Они все, кем обещаны быть? Давайте подробнее рассмотрим, как они работают!
Фото: демонстрационный автомобиль Ford Motor Company на водородных топливных элементах (модифицированный Ford Focus). Фото любезно предоставлено Космическим центром Кеннеди НАСА (NASA-KSC).
Что такое топливные элементы?
Фото: Под капотом автомобиля Ford на водородных топливных элементах. Фото любезно предоставлено Ford Motor Company и Министерство энергетики США / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии.
На самом деле есть всего два способа привести в действие современный автомобиль. Большинство машин на Дорога сегодня использует двигатель внутреннего сгорания сжигать топливо на нефтяной основе, выделять тепло и толкать поршни вверх и вниз, чтобы вести трансмиссию и колеса. Электрический машины работают совершенно по-другому.Вместо двигателя они полагаться на батареи, которые питают электроэнергией электродвигатели, приводящие в движение колеса напрямую. Гибридные автомобили имеют оба двигатели внутреннего сгорания и электрические двигатели и переключайтесь между ними в соответствии с условиями вождения.
Топливные элементы похожи на нечто среднее между двигателем внутреннего сгорания. мощность двигателя и аккумулятора. Как двигатель внутреннего сгорания, они производят мощность за счет использования топлива из бака (хотя топливо находится под давлением водородный газ, а не бензин или дизельное топливо). Но, в отличие от двигателя, топливный элемент не сжигает водород. Вместо этого он слит химически с кислородом воздуха для получения воды. В процессе, что похоже на то, что происходит в батарее, электричество высвобождается и это используется для питания электродвигателя (или двигателей), который может приводить в действие средство передвижения. Единственный продукт отходов — это вода, и она настолько чиста, что вы можете выпей это!
Думайте о топливных элементах как о батареях, которые никогда не разряжаются. Вместо того медленно истощая химические вещества внутри них (как это делают обычные батареи), топливные элементы работают на постоянном запасе водорода и продолжают производить электричество до тех пор, пока в баке есть топливо.
Как топливный элемент производит электричество из водорода?
То, что происходит в топливном элементе, называется электрохимическим реакция. Это химическая реакция, потому что она включает соединение двух химических веществ. вместе, но это тоже электрическая реакция, потому что электричество производится по мере прохождения реакции.
Топливный элемент состоит из трех основных частей, аналогичных элементам батареи. Это имеет положительно заряженный вывод (показан красным), отрицательно заряженный терминал (синий) и разделяющее химическое вещество, называемое электролитом, между двумя (желтый) держать их отдельно.(Думайте об этом как о бутерброде с ветчиной. клеммы — это куски хлеба, а электролит — это ветчина между ними.)
Вот как топливный элемент производит электричество:
- Газообразный водород из резервуара (показан здесь большими коричневыми пятнами) подается по трубе к положительной клемме. Водород легко воспламеняется и взрывоопасен, поэтому танк должен быть очень сильным.
- Кислород из воздуха (большие бирюзовые капли) спускается по второй трубе к отрицательной клемме.
- Положительный полюс (красный) изготовлен из платины, катализатора из благородного металла. разработан, чтобы ускорить химический процесс, происходящий в топливном элементе.Когда атомы газообразного водорода достигают катализатор, они расщепляются на ионы водорода (протоны) и электроны (маленькие черные капли). На случай, если вы запутались: ионы водорода — это просто атомы водорода с удаленными электронами. Поскольку для начала у них всего один протон и один электрон, ион водорода — это то же самое, что и протон.
- Протоны, будучи положительно заряженными, притягиваются к отрицательному выводу (синий) и проходят через электролит. (желтый) к нему. Электролит представляет собой тонкую мембрану из специальной полимерной (пластиковой) пленки. и только протоны могут проходить через него.
- Между тем электроны проходят по внешнему контуру.
- При этом они приводят в действие электродвигатель (оранжевый и черный), который приводит в движение колеса автомобиля. В конце концов, они тоже приходят к отрицательной клемме (синей).
- На отрицательном полюсе протоны и электроны рекомбинируют с кислородом воздуха в химической реакции, в результате которой образуется вода.
- Вода выходит из выхлопной трубы в виде водяного пара или пара.
Этот тип топливного элемента называется PEM (разные люди говорят, что это означает полимерную обменную мембрану или протонообменную мембрану, потому что она включает обмен протонами через полимерную мембрану). Это будет держать работает до тех пор, пока есть запасы водорода и кислорода. Поскольку в воздухе всегда много кислорода, единственное ограничение Фактор — это количество водорода в баке.
Стек топливных элементов
Один топливный элемент производит примерно столько же электроэнергии, сколько одиночная батарея с сухими элементами, которой недостаточно для питания портативного компьютера, не говоря уже об автомобиле. Вот почему в топливных элементах, предназначенных для автомобилей, используются стеки. топливных элементов, соединенных вместе в серию. Общее электричество они продукция равна количеству ячеек, умноженному на мощность каждой клетка производит.
Типы топливных элементов
Фото: Вот как на самом деле выглядит топливный элемент. Это типичный водородный топливный элемент с протонообменной мембраной (PEM), который может производить 5 киловатт (5000 ватт) энергии. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / National Лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).
Топливные элементы PEM (иногда называемые PEMFC) в настоящее время инженеры предпочитают приводить в движение автомобили, но они никоим образом не возможен только дизайн.Так же, как есть много видов батарей, каждая используя различные химические реакции, поэтому существует много видов топлива ячейка тоже. Космические аппараты используют более примитивную конструкцию, называемую щелочным. топливный элемент (AFC), в то время как гораздо большее количество энергии может быть генерируется альтернативной конструкцией, известной как твердооксидный Топливный элемент (ТОТЭ). Микробные топливные элементы имеют дополнительную особенность: они используют бак бактерий для переваривания сахара, органических веществ или другого топлива и производить электрический ток (который может использоваться для питания двигатель) или водород (который может питать топливный элемент обычным способом).Другая возможность — иметь автомобиль с солнечной панелью на крыше, который использует электричество Солнца для разделения воды на водород и кислород. электролизер (см. вставку ниже). Затем эти газы рекомбинируются в топливном элементе для производства электроэнергии. (Преимущество такого подхода вместо прямого использования энергии Солнца в том, что вы можете накапливать водород в дневное время, когда светит Солнце, а затем использовать его для движения топливный элемент ночью.)
Откуда возьмется весь водород?
За последние 150 лет практически каждая машина бег по жидкости, которую мы весьма сбивчиво называем газом.Но в следующие 150 лет многие люди думают, что автомобили будут работать на настоящем газе: водород. Теоретически запустить автомобили на водороде — отличная идея: это самый простой способ. и наиболее распространенный химический элемент, и он составляет подавляющее большинство (что-то вроде трех четвертей) всего вещества во Вселенной. Значит, хватит всем! Но есть загвоздка: ковыряться в воздухе вокруг вас, и вы не найдете много водорода — только около одного литр водорода на каждый миллион литров воздуха. (В натуральном выражении это то же самое, что случайно найти около двух литров воды перепутал в каждом олимпийском бассейне полный).Так откуда же взяться всем огромным облакам водорода, чтобы управлять нашим глобальным автопарком? Нам нужно будет сделать его самим из воды, волшебного вещества, покрывающего 70 процентов поверхности Земли, частично состоит из водорода. Разделите старый добрый h3O на части, и вы получите h3 (водород) и O2 (кислород). Как ты сделал это? С электролизером!
Почему топливные элементы так долго приживаются?
Фото: Может пройти некоторое время, прежде чем насосы для заправки водородом станут обычным явлением.Фото любезно предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА.
« На протяжении десятилетий водород был Дракулой автомобильного топлива: когда вы думаете, что ставка была сделана через его сердце с нулевым уровнем выбросов, технология поднимается из могилы».
Лоуренс Ульрих
The New York Times, апрель 2015 г.
Люди провозглашали топливные элементы следующим большим достижением в области энергетики поставляет с 1960-х годов, когда космический корабль Аполлона ракеты впервые продемонстрировали практичность этой технологии.Четыре десятилетия спустя на наших улицах почти нет автомобилей на топливных элементах — из-за множества причины. Во-первых, мир настроен на производство бензиновых двигателей за счет миллион, поэтому они, естественно, намного дешевле, лучше протестированы и многое другое надежный. Вы можете купить обычную машину за несколько тысяч. долларов за фунт, но до недавнего времени автомобиль на топливных элементах стоил бы вам тысячи. («Относительно доступный» автомобиль Toyota Mirai наконец стал широко доступен в 2016 году. по цене чуть менее 60 000 долларов США, что вдвое превышает цену его гибрида Prius.Отчасти поэтому некоторые автомобили на топливных элементах доступны только в лизинг. договоренности. В 2020 году автомобиль Honda Clarity Fuel Cell можно будет арендовать за относительно скромные 379 долларов в месяц. ) Стоимость — не единственная проблема. Также есть огромное экономия на нефти для поддержки бензиновых двигателей: есть гаражи везде, где обслуживают бензиновые автомобили и заправочные станции повсюду, чтобы снабжать их топливом. Напротив, почти никто ничего не знает об автомобилях на топливных элементах, и практически нет заправки станции подачи сжатого водорода.«Водородная экономика» — это далекая мечта.
Легко понять, как может работать мир, полный водородных автомобилей. У нас было бы много заводов по производству электролизеров по всему миру. водородный газ из воды. Теперь газы занимают гораздо больше пространство, чем жидкости или твердые тела, поэтому нам нужно повернуть водород газ в жидкий водород, что упрощает транспортировку и хранение, сжав его до высокого давления. Затем мы транспортировали водород на заправочные станции («водородные станции»?) где люди могли бы заправлять его в свои автомобили, которые работали бы на топливных элементах вместо обычных бензиновые двигатели.
Проблема с водородом
Но вы видите проблему? Для производства водорода электролизом используется энергия — и довольно много: мы должны использовать электричество для разделения воды. Если мы будем использовать обычные солнечные батареи для обеспечения этого электричества, их эффективность может составить около 10 процентов. в то время как электролизер может иметь КПД 75 процентов, что дает жалкую общую эффективность всего лишь 7,5 процента. Это довольно плохое начало — а это только начало!
Мы также используем энергию для транспортировки водорода и его сжатия (превращая газообразный водород в жидкость), чтобы автомобили могли перевозить его в своих баках в количестве, достаточном для поездки куда угодно.Это настоящая проблема, потому что плотность энергии водород (количество энергии, которое он несет на единицу своего объема или массы), равно только около пятой бензина. Другими словами, вам нужно в пять раз больше, чтобы зайти так далеко (при условии, что ваш водородный автомобиль тяжелый, как ваш бензиновый, что может быть не так — потому что бензиновым автомобилям нужны тяжелые двигатели и трансмиссии). Другая проблема в том, что водород трудно хранить в течение длительного времени, потому что он чрезвычайно крошечные молекулы легко утекают из большинства контейнеров, а поскольку водород легко воспламеняется, утечка может вызвать ужасные взрывы.
И затем, конечно же, есть все недостатки на противоположном конце процесса, когда топливный элемент Автомобиль превращает водород обратно в электричество, чтобы приводить в действие электродвигатели, приводящие в движение его колеса.
Водород не является топливом
« … водород — это разрекламированная подножка … Водород — не чудесный источник энергии, это просто энергоноситель, например, аккумулятор. И это довольно неэффективная энергия носитель, с целой кучей практических недоработок.»
Профессор Дэвид Маккей
Устойчивая энергетика без горячего воздуха
Водород сам по себе не является топливом, а просто способом транспортировки топлива, полученного в результате какого-либо другого процесса. Так что лучше сравнить с батареями (еще один способ упаковки и транспортировки энергии) чем бензин (настоящее топливо). В целом, сегодняшние водородные автомобили значительно менее эффективны, чем лучшие электромобили, работающие от батарей, и часто менее эффективны, чем обычные автомобили с бензиновым или дизельным двигателем! Мы могли бы использовать солнечные элементы для электролиза воды «для бесплатно », но мы могли бы с таким же успехом хранить ту же энергию в батареях и использовать их для питания наших автомобилей.Автомобили на топливных элементах звучат многообещающе, но если автомобили с аккумулятором действительно лучше, водород может оказаться дорогим отвлечение от важного дела по переключению мира с ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии.
Все эти проблемы, подытоженные, объясняют, почему сторонники аккумуляторных автомобилей, такие как Илон Маск из Tesla, любят высмеивать водород. автомобили как «автомобили для дурацких камер».
Но и у водорода есть свои плюсы!
Так почему люди все еще ищут топливные элементы? Потому что, как утверждают их сторонники, у них есть множество преимуществ перед другими электроэнергетическими технологиями. Если на зарядку автомобиля с батарейным питанием может уйти от получаса до целой ночи, вы можете заправить водородный автомобиль всего за пять минут — так же быстро, как вы можете заправить бензобак обычного автомобиля. Запас хода автомобилей с батарейным питанием также был предметом споров. Современные модели заявляют, что могут проехать сотни километров или миль без подзарядки, но не все из них справляются с этим; это зависит от того, сколько энергии вы используете для других целей во время вождения; и дальность действия снижается по мере старения аккумулятора.Автомобили на топливных элементах, напротив, имеют такой же запас хода, что и обычные газовые автомобили, хотя их характеристики ухудшаются с возрастом. В то время как аккумуляторные технологии, возможно, лучше всего работают в небольших автомобилях, топливные элементы одинаково хороши для более крупных автомобилей и грузовиков. Некоторые из этих вещей могут измениться со временем по мере развития и развития двух конкурирующих технологий — водородных топливных элементов и аккумуляторов.
Что-нибудь, кроме масла?
Таким образом, до тех пор, пока масло не станет дороже, у автомобилистов будет мало или нет стимула переходить на автомобили на топливных элементах.Даже тогда есть соперники технологии, которые могут остановить распространение автомобилей на топливных элементах. Мы могут придерживаться двигателей внутреннего сгорания, но питать их биотопливом. Или может оказаться более эффективным строить электромобили с бортовыми аккумуляторами, которые заряжаются на Главная. Или, возможно, массовый переход на гибридные автомобили с бензиновыми двигателями. и электродвигатели, продлят нам мировые поставки нефти придумать совершенно новую технологию — возможно, даже атомные автомобили! Никто не знает, что нас ждет в будущем, но одно можно сказать наверняка: нефть будет играть в нем гораздо меньшую роль.Чем раньше мы обнимемся альтернативы — электромобили на батареях, биотопливо, топливные элементы или что-то еще — тем лучше.
Как работает генератор в автомобиле
Генератор в вашем автомобиле — это своего рода мини-электрический генератор, который преобразует механическую энергию в электрическую посредством процесса, известного как переменный ток. Без генератора в двигателе вашего автомобиля не было бы искры, фары не горели бы, а обогреватель не обеспечил бы вам комфорт зимой. Процесс звучит сложно, но принцип работы генератора на самом деле довольно прост.
Батарея и генератор
Хотя многие люди предполагают, что автомобильный аккумулятор питает все эти вещи, правда в том, что аккумулятор выполняет только одно, кроме поддержания электроники включенной при выключенном двигателе: он запускает двигатель. И только на ограниченное время. Как только двигатель запускается, генератор берет на себя и выдает сок.
Автомобильные двигатели работают на воздухе, топливе и искре. В то время как аккумулятор обеспечивает электричество, необходимое для этой первоначальной искры, его мощности достаточно только для того, чтобы проехать несколько миль по дороге, и именно здесь вступает в силу генератор переменного тока — он непрерывно заряжает аккумулятор автомобиля, пока автомобиль находится в движении, а также одновременно работают все электронные компоненты автомобиля. Это означает, что, хотя напряжение большинства автомобильных аккумуляторов составляет 12 вольт, генератор обычно выдает от 13 с половиной до 15 вольт электроэнергии.
Как генераторы вырабатывают электричество
Генератор состоит из регулятора напряжения и трех основных компонентов: статора, ротора и диода. Когда аккумулятор изначально приводит в движение автомобиль, ремень генератора или клиновой ремень вращает шкив на генераторе, в результате чего ротор внутри генератора вращается очень быстро.Этот ротор, который по сути представляет собой магнит или группу магнитов, расположен внутри гнезда из медных проводов, которые называются статором.
Процесс, при котором электричество генерируется за счет вращения магнитов с невероятно высокой скоростью по набору медных проводов, называется электромагнетизмом. Электричество, полученное таким образом, проходит по медным проводам к диоду, который изменяет электричество с переменного на постоянный ток, который использует автомобильный аккумулятор.
Следующий шаг происходит в регуляторе напряжения — встроенном компоненте современных генераторов переменного тока — который, по сути, является привратником, который отключит подачу энергии к батарее, если напряжение поднимется выше определенного уровня, обычно 14 с половиной вольт, что предохраняет аккумулятор от перезарядки и сгорания.Когда автомобильный аккумулятор разряжен, ток может течь обратно в него от генератора, и цикл продолжается и продолжается.
Признаки неисправности генератора
Когда автомобильный генератор выходит из строя, водители заметят снижение мощности для использования электроэнергии, что часто приводит к таким вещам, как тусклый свет фар. Но эти подсказки не продержатся долго, потому что частично заряженный аккумулятор обычно имеет достаточно энергии для работы таких вещей, как фары и электрические стеклоподъемники, но не сработает при следующей попытке завести автомобиль.
Также обычно есть индикатор на приборной панели, также известный как индикатор аккумулятора, потому что он часто имеет форму маленькой батареи, который предупреждает водителей о генераторе, который не обеспечивает достаточного заряда для поддержания системы.