*Автомобильные двигатели, преимущества и недостатки

[BormoGlott]

https://www.autocentre.ua/news/proshhaj-zhidkost-tverdotelnye-batarei-dlya-elektromobilej-uzhe-izobreteny-610976.html

Автор
Татьяна Федорчук
Колумнист на тему расследований нераскрытых преступлений

тема новых источников энергии явно не её

[ivanovgoga]

Вот вам сайт производителя
https://ionicmaterials.com/

[BormoGlott]

Вот вам сайт производителя

рекламная пустышка

[ivanovgoga]

Вот вам сайт производителя

рекламная пустышка

подождите совсем чуть-чуть. Кстати примерно тоже и про Маска по российским каналам говорили.
Да,  Илон  уже занялся этими аккумуляторами для своих авто. обещают заправку на 2000 км.

[Валентин Н]

Кстати примерно тоже и про Маска по российским каналам говорили.

Что касается ракет, то Буш ещё на первом сроке давал госзаказ НАСА на их разработку. А они сколько лет их изобретали, так и не изобрели до закрытия проекта "шаттл", в итоге потеряли космос и попали в зависимость от пьяных медведей. Теперь вот на последнем этапе подключили Маска, как эффективного манагера.
И где тут достижения? Сплошной жах - космос потеряли - и это есть реальный факт, а остальное хороший пиар при плохой игре.

[Toman]

В гибридах это реализовано.

В "обычных" гибридах (к обычному автомобилю с механической/гидромеханической передачей где-то в трансмиссию воткнули электромашину) - нет. Ну или, скажем так, там этих эффектов процентов 10 от силы по сравнению с полноценной схемой с полным отделением двигателя от механической связи с колёсами.

[BormoGlott]

рекламная пустышка

подождите совсем чуть-чуть. Кстати примерно тоже и про Маска по российским каналам говорили

я вообще-то про сайт, из которого никакой стоящей информации получить не возможно

[Toman]

Токсичность и довольно невысокая удельная теплота сгорания.

Токсичность - да (правда, по сравнению со многими другими веществами она на самом деле не столь уж и высока, и особо страшным он считается только из-за своего почти неотличимого сходства по запаху/вкусу с этанолом). Невысокая теплота сгорания - ну, по сравнению с любыми аккумуляторами, даже самыми перспективными, это всё равно настолько круче по энергоёмкости, что этим не стоило бы и заморачиваться, можно и потерпеть. Чай, не самолёт и не вертолёт тем более.

Но вообще, имхо, надо развивать топливные элементы на биохимической основе. И тогда спектр пригодных топлив расширится на гораздо более удобные и симпатичные вещества.

[Toman]

...В газовой фазе, в смеси с азотом, углекислым газом и Бог знает чем ещё.

Пугать ежа голой задницей? В топливном элементе на органическом топливе как бы в любом случае обязан получаться углекислый газ, и топливный элемент должен это выдерживать - так что тот, что из атмосферы, тут ничего не меняет. Ну а грязь всякая - это, конечно, да, она помешать может.

[Toman]

Топлю за последовательный гибрид

Собственно, основной реально полезный результат аккумуляторно-электромобильного хайпа может быть в освоении автомобилестроителями полноценного самодостаточного тягового электропривода как такового - который уже можно будет практически в готовом виде ставить хоть на "последовательные гибриды", хоть на вообще безаккумуляторные автомобили, просто с электропередачей - как у обыкновенных тепловозов (в т.ч. это могут быть автомобили с несколькими ДВС, что может давать результаты по экономии топлива и снижению тотальных выбросов не хуже, чем те же последовательные гибриды - тогда как собственно гибриды супротив таких останутся нужны в основном для снижения локальных выбросов в конкретных отдельных местах типа гаражей, жилых кварталов, каких-то особо экологически-охраняемых районов города и т.п. - ну и для тех, кому особенно хочется полной тишины в определённых условиях).

[Toman]

Там еще и коробас не нужен...

А вот это уже не совсем так. Если ТЭДы рассчитывать так, чтобы их хватало автомобилю буквально на все случаи жизни, они получатся слишком уж тяжёлыми и слишком уж дорогими. Значительно легче и дешевле получится, если между ними и колёсами будет иметься какой-то этак 2-3-ступенчатый переключаемый (хотя бы на стоянке) режимный редуктор, функционально аналогичный раздатке. Тогда ТЭДы могут быть ну раза так в 2 легче, ценой потери возможности особо лихих манёвров на скоростях около крейсерской/максимальной и появления необходимости переключать режимы при изменении характера дороги и ожидаемых скоростей движения.

Ну а машинам с мощным ДВС вообще-то тоже коробка как бы не особо нужна. Какому-нибудь спортбайку при его мощности хватило бы просто одного отдельно взятого гидротрансформатора, умеющего выключаться сливом жидкости (вместо сцепления как бы). А если забить на экономичность - так и просто опорожняемой гидромуфты - чистого аналога сцепления, только без механического трения.

[Toman]

В турбинах ТЭС, а тем более ГЭС выработка энергии идет на постоянном расходе энергоносителя.

ГЭС - не тем более. Как раз ГЭС наиболее способны к резким оперативным изменениям мощности в соответствии с потребностями в энергосистеме, за это их и любят, в значительной степени.

[BormoGlott]

Топлю за последовательный гибрид,

с экологической точки зрения пожалуй будет лучшим решение — ротативный-поршневой внешнего сгорания. Условия горения постоянные, точно отрегулированные, а не так как в ДВС взрывные периодические. Нетребовательность к качеству и виду топлива  хоть жидкое солярка, масло, спирт, хоть газообразное.

[Toman]

ой ли. (wiki/ru) Рекуперативное_торможение

Тормозной путь автомобиля очень мал по сравнению с проезжаемым путём и составляет от нескольких метров до несколько десятков метров. За такое короткое время аккумуляторы не успевают сколь-нибудь значительно зарядиться рекуперативным током, даже в городском цикле при частых торможениях. Экономия энергии за счёт рекуперации в лучшем случае составляет доли процента, и поэтому система рекуперативного торможения электромобиля неэффективна

Реальная неэффективность получается, например, у "обычных гибридов" - когда аккумулятор и преобразователь маломощные (рассчитаны только на совсем хиленькое шевеление в пробке/на парковке), и физически не могут принять мощность даже обычного заурядного торможения с полной городской, а тем более загородной крейсерской скорости. Ещё неэффективность будет, если у конкретного водителя такой стиль езды, что почти каждое торможение равно экстренному - при котором опять же мощность в разы выше мощности батареи и преобразователя (если только электромобиль не является каким-нибудь "спорткаром"), и тормозить приходится фрикционными тормозами. Если же речь о полноценном электромобиле, у которого аккумулятор способен выдавать полную "ездовую" мощность - то и принять такую же мощность при торможении ничто не мешает. Не нужно какого-то специального времени, чтобы аккумулятор начал заряжаться, он делает это в принципе сразу. Надо просто иметь привычку тормозить в обычной жизни без превышения допустимой мощности.

А что касается доли энергии, способной рекуперироваться (т.е. не уходящей на трение и воздушное сопротивление) в городском цикле, а также в пробках - так это нетрудно прикинуть. В реальном городском движении это вообще-то около половины или более получится. В пробках - вообще львиная доля.

[Toman]

Условия горения постоянные, точно отрегулированные

От таких постоянных условий только стенки камеры и всего прочего прилегающего прогорят в момент. Или придётся сильно урезать осетра вместе с КПД - что мы, собственно, и имеем в случае газотурбинных двигателей, где стенки камер сгорания, а также лопатки турбин вынуждены жить в этих вот постоянных условиях. Те же яйца, только в профиль - просто осевой (или центробежный) компрессор и турбина вместо объёмной поршневой машины. И сразу КПД падает до уровня бензинового двигателя средней паршивости, поскольку выше примерно 600°C оно всё не держит дольше нескольких секунд.

а не так как в ДВС взрывные периодические

Вот только благодаря этой периодичности мы и можем позволить себе в камерах сгорания ДВС (в особенности дизелей) такие высокие температуры (обеспечивающие высокий КПД), которые никак не могли бы позволить себе в постоянном режиме.

[Toman]

И да, не только в самих пиковых температурах дело - сгорание при постоянном давлении в принципе не эквивалентно сгоранию в постоянном объёме (т.е. с параллельным повышением температуры и давления) в термодинамическом смысле. Правда, это можно было бы решить разделением сгорания на несколько последовательных камер с постепенно нарастающими в ряду давлением и температурой, и ступенями насосов, "поднимающими" соотв. раскалённые газы в очередную камеру. Но это усложнение - а смысл-то, когда есть обычный поршневой ДВС с приблизительно изохорным сгоранием?

[Toman]

  есть мотор-колеса. Правда пока довольно редкая штука для эл мобиля.

Мотор-колёса (электрические) - это вообще аццкое зло. Которое иногда приходится терпеть от некоторой безысходности/ради дешевизны/ради упрощения компоновки на некоторых тихоходных и чисто паркетных при этом транспортных средствах.

[злой]

Выбирать двигатель под дремучую ступенчатую механическую коробку передач и привычки водителей к оной - это была бы какая-то дурная идея.

Ну, не знаю. Механическая коробка простая, её ремонт стоит дёшево, работает она надёжно. Когда автомат ломается, это сродни стихийному бедствию, ремонт обходится в половину стоимости автомобиля. Тем более, для грузовых автомобилей работает эффект масштаба. Да и расход топлива они увеличивают. Я вообще не фанат автоматических коробасов.

[Toman]

Ну, не знаю. Механическая коробка простая, её ремонт стоит дёшево, работает она надёжно. Когда автомат ломается, это сродни стихийному бедствию, ремонт обходится в половину стоимости автомобиля. Тем более, для грузовых автомобилей работает эффект масштаба. Да и расход топлива они увеличивают. Я вообще не фанат автоматических коробасов.

В данном случае то, что обычно называют автоматами - всё равно лишь подвид "дремучей ступенчатой коробки передач". Хотя всё-таки и намного лучше чистой механики с точки зрения работы двигателя. Увеличения расхода топлива как раз с таким автоматом не будет - та же фура на трассе без пробок будет ехать на одной из высших передач с заблокированным гидротрансформатором - но и для режимов двигателя эффекта не будет, от него всё равно будет требоваться вот этот вот пресловутый запас крутящего момента, а обороты будут гулять вместе со скоростью, и всё это нужно по-прежнему рассчитывать на всякие возможные крутильные колебания и рывки по всей трансмиссии.

То, что ремонт коробок-автоматов настолько дорогой - это наверняка в основном всё же маркетинговые штучки. Типа, а, не хочешь мучиться в пробках - значит, плати, богатый буратино. По-честному они, конечно, всё равно должны быть несколько дороже "тракторной" механики, но не настолько. Также и надёжность - с ней проблемы из-за в среднем большего числа косяков проектирования - ну и сложности механической системы, конечно.

А в условиях пробок - вот тут надёжность "тракторной" коробки передач (к которой нужно приплюсовать и сцепление) резко падает из-за совершенно бешеного количества переключений - более сотни на километр, очень большой доли времени езды с выжатым сцеплением, самого количества троганий при помощи сцепления.

С точки зрения двигателя лучше всего, видимо, как раз электрическая передача - с полным отсутствием кинематической связи двигателя с колёсами, а заодно и каких-то сложных переключаемых механических коробок. Она, очевидно, ещё дороже гидромеханики (но раз уж сейчас становятся популярны электромобили - значит, эта цена в принципе посильна при определённых условиях, которые я уже упомянул выше: если автомобиль или по крайней мере всё его оборудование кроме гниющего от соли жестяного кузова перестать рассматривать как одноразовую вещь на 5-10 лет эксплуатации), зато гораздо проще в смысле механического устройства, а значит, надёжнее. И самих поломок меньше, и, в отличие от механических/гидромеханических коробок, она вряд ли может сломаться целиком.

И отчасти электропередача способна вернуть часть своей цены и веса за счёт снижения потребного литража и веса двигателя. Как только от двигателя перестаёт требоваться выдавать пиковые крутящие моменты на низких оборотах - можно спокойно снижать литраж и вес двигателя, переходя на очень высоконаддувные дизели с низкой степенью сжатия (на уровне средненьких бензиновых моторов). Ещё больше снизить литраж и вес двигателя (а вместе с ним - и тягового генератора) можно за счёт срезания ещё и пиковых мощностей применением ионисторов в качестве оперативного аккумулятора энергии (и они же - приёмник энергии при рекуперативном торможении - уж они-то могут принять практически любую мощность сколь угодно сильного торможения, которое только может выполнить сама электропередача). Ну и да, комплект электропередачи в принципе в норме переживает несколько ДВС и несколько кузовов - так что при условии неодноразовости - сменности двигателей, кузовов и любых других частей - эту экономию на двигателе можно помножить в несколько раз.

[ivanovgoga]

Мотор-колёса (электрические) - это вообще аццкое зло. Которое иногда приходится терпеть от некоторой безысходности/ради дешевизны/ради упрощения компоновки на некоторых тихоходных и чисто паркетных при этом транспортных средствах.

ваша инфа давно устарела

[ivanovgoga]

Она, очевидно, ещё дороже гидромеханики

электродвигатель с прямым приводом на колесо из 10 деталей, из которых только половина трущиеся, намного дешевле и надежней устройства из сотен трущихся и греющихся деталей  особенно дизеля.
Электродвигатели давно дешевле ДВС той же мощности, а с учетом кпд -необходимая мощность для эл двигателя авто меньше в разы.

[Toman]

ваша инфа давно устарела

В ролике - дорогая игрушка. Которая, может быть, интересна любителям погонять на асфальтовом гоночном треке, а также наиболее отмороженным из "сракеров" - и только. Реально ездить на таком, да ещё с такими тапочками вместо шин, по реальным дорогам никто в своём уме не будет. "Снижение неподрессоренной массы" там разве что по сравнению с другими мотор-колёсами - но не по сравнению с просто колесом (при условии применения того же уровня материалов, технологий и таких же запасов прочности). Практический смысл использования тут именно мотор колёс - опять же вынужденный - просто впихивать это в существующие автомобили без переделки кузова, без радикальной перекомпоновки содержимого этого самого кузова, и с минимальной переделкой подвески. Ну, "паркет" идеально вылизанных и промытых асфальтовых треков стерпит, конечно. Ролик про велосипед с такого рода колесом мы уже давно видели - ну и как бы то же самое - игрушка для хипстеров, на которой на реальные дороги выезжать просто страшно (даже если не разобьёшься - технику эту реальная дорога угробит очень быстро). (А обычные мотор-колёса на велосипедах, соотв. - для бедных/скупых - ну это опять маркетинговые соображения, а все кто хочет на электровелосипеде ездить резво и имеют на это большие деньги, ездят на велосипедах с электродвигателем около кареточного узла).

электродвигатель с прямым приводом на колесо из 10 деталей, из которых только половина трущиеся, намного дешевле и надежней устройства из сотен трущихся и греющихся деталей  особенно дизеля.
Электродвигатели давно дешевле ДВС той же мощности, а с учетом кпд -необходимая мощность для эл двигателя авто меньше в разы.

Вы тут делаете странное: сравниваете первичный двигатель с отдельным компонентом передачи. Это примерно как сказать, что коробка передач проще и дешевле ДВС - ну да, несколько проще и несколько дешевле, но она ж не заменит двигатель. И ТЭД сам по себе не поедет. Поэтому сравниваем не первичные двигатели, а именно передачи: классическая механика, классическая гидромеханика ("автомат"), вариаторы, "роботы" - и вот электропередача. В этом наборе электропередача, очевидно, дороже всех (если бы было не так - она бы уже очень давно вытеснила гидромеханику - по сути даже гидромеханика не успела бы родиться, а в реальности она была создана как раз в качестве дешёвой и лёгкой по весу альтернативы для электропередачи).
Как бы очевидно, что дизель-генератор уже стоит дороже, чем тот же дизель отдельно без генератора. Даже если генератор дешевле дизеля (да, он дешевле, конечно, ну и?) А нам ещё нужны ТЭДы, желательно по штуке на колесо, да у них ещё гораздо более широкий разброс режимов работы, в разы больше суммарная мощность - а значит, их и суммарный вес, и стоимость будут ещё больше, чем у одного тягового генератора.

[BormoGlott]

Мотор-колёса (электрические) - это вообще аццкое зло.

ваша инфа давно устарела

Это какие такие современные материалы позволили снизить неподрессоренную массу? неодимовые магниты? Вы вживую такое колесо видели. Даже велосипедное киловаттное весит килограммов 10, а представьте 50 КВт. Магниты магнитами, а катушку всё равно из меди мотать, и она будет таки весить. И чтобы обод выдержал ударные нагрузки он должен быть прочным, а значит, опять же, дополнительное увеличение веса. Для красивой картинки сделали, а как это будет работать в реальных условиях ещё вопрос. И это я ещё не спросил, как такой автомобиль поведёт себя, проезжая глубокую лужу.

[Easyskanker]

И это я ещё не спросил, как такой автомобиль поведёт себя, проезжая глубокую лужу.

А если закрыть колпаками?

[BormoGlott]

А если закрыть колпаками?

Там где есть сильный электроток, проводник имеет свойство нагреваться. Закроешь колпаками придётся решать проблемы с охлаждением. Да и полностью герметично закрыть не получиться. Колесо вращается, ось нет, какое-то сальниковое уплотнение придётся ставить, и вероятность его протечки не равна нулю.