|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
SEJARAH TEKNOLOGI, TEKNOLOGI, OBJEK DI SEKITAR KITA
Kereta menggunakan bahan api alternatif. Sejarah ciptaan dan pengeluaran
Buku Panduan / Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita Menurut pakar, semua rizab minyak yang diketahui di Bumi akan bertahan tidak lebih daripada lima puluh tahun. Petrol menjadi lebih mahal, dan hari ini mereka tidak cuba menggantikannya dengan apa-apa. Dan gas asli cecair, dan semua jenis gas dan cecair tersintesis, khususnya alkohol, yang dipacu daripada pelbagai bahan mentah dari tebu hingga kulit oren. Hampir semua bahan api ini kurang berbahaya kepada alam sekitar daripada petrol, tetapi ekzos kereta masih tidak dibuat tidak berbahaya. Dalam keadaan tertentu, kereta elektrik secara asasnya boleh menyelesaikan masalah pencemaran udara oleh kenderaan bermotor. Untuk melakukan ini, bukan sahaja operasi sumber tenaganya, tetapi juga pengeluaran sumber ini dan juga pelupusan sisa harus menjadi mesra alam. Setakat ini, bateri yang biasanya digunakan dalam kenderaan elektrik tidak memenuhi keperluan ini. "Namun," seperti yang ditulis K. Klimov dalam jurnal "Sains dan Kehidupan", "dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kereta elektrik telah digunakan dengan lebih meluas. Terima kasih kepada perkembangan syarikat automotif terbesar di dunia, kelemahan bateri - berat, dimensi, keperluan untuk mengecas semula secara kerap - agak berkurangan. Baru-baru ini, Sebagai contoh, BMW Jerman mempamerkan kereta elektrik baharu yang dikuasakan oleh bateri natrium sulfida yang mengambil masa hanya 96 saat untuk memecut dari pegun kepada 20 kilometer sejam, dakwa syarikat itu, dengan kelajuan tertinggi 130 kilometer sejam dan jarak tempuh antara cas sehingga kilometer 270. Tetapi kereta elektrik sedemikian tidak akan menemui penggunaan besar-besaran dalam pengangkutan, kerana suhu operasi bateri natrium sulfur adalah kira-kira 350 darjah Celsius. Kedua-dua suhu ini sendiri dan keperluan untuk mengekalkannya semasa operasi bateri dengan bantuan pemanas khas menjadikannya meletup dan berbahaya kebakaran " . Terdapat lebih banyak kereta "elektrik" di jalan awam setiap tahun, dan laporan perkembangan baru di kawasan ini tidak meninggalkan halaman majalah dan akhbar. Sehingga baru-baru ini, pembangunan kenderaan elektrik dikekang oleh parameter sumber semasa yang rendah. Selama bertahun-tahun, bateri asid plumbum tradisional digunakan dalam kapasiti ini. Selain kelemahan serius lain, ia mengehadkan perbatuan kereta sebelum dicas semula kepada kira-kira 150 kilometer. Hasil daripada pemodenan, bateri telah diringankan dan asid dalam bentuk cecair digantikan dengan gel yang kurang berbahaya. Walau bagaimanapun, tidak perlu menunggu kejayaan ke arah ini, ketumpatan tenaga "pembungkusan" dan kuasa bateri asid telah hampir mencapai had teori. Tetapi menggantikan plumbum dengan nikel, adalah mungkin untuk mencipta rangkaian keseluruhan bateri baharu - nikel-kadmium, nikel-hidrogen dan nikel-zink. Mereka membandingkan dengan baik dengan bateri asid plumbum. Mereka dicirikan oleh ketahanan, ketidakpekaan terhadap fros, keupayaan untuk mengisi semula dengan cepat. Benar, ia lebih mahal, dan beberapa jenis bateri masih perlu ditambah secara berkala. Sistem nikel-logam hidrida diiktiraf sebagai yang paling menjanjikan hari ini. Merekalah yang mempunyai penunjuk khusus maksimum, dan pelepasan diri boleh diterima: lima puluh peratus daripada kapasiti sebulan. Enam tahun telah berlalu sejak bateri ini mula-mula digunakan dalam industri automotif. Pada masa ini, kenderaan elektrik eksperimen telah mengembara berjuta-juta kilometer di jalan raya, membuktikan kesesuaiannya untuk operasi pada suhu dari tolak dua puluh lima hingga tambah lima puluh darjah. Inilah yang ditulis oleh majalah "Behind the wheel": "Kelebihan jelas sistem hidrida nikel-logam, pertama sekali, termasuk jarak tempuh hampir dua kali ganda sehingga cas semula seterusnya - sehingga 250 kilometer berbanding bateri asid plumbum. Dan dalam 1996, rekod juga direkodkan: Solectria-Sunrise, dipandu hanya oleh motor elektrik yang dikuasakan oleh bateri hidrida logam nikel, menempuh jarak lebih dari 600 kilometer dalam satu perjalanan! Semasa ujian, didapati sistem hidrida nikel-logam tahan lebih daripada 10 kitaran caj-nyahcas, yang setanding dengan perbatuan 80 kilometer. Semua ini akan diberitahu kepada pembeli dengan senang hati, sebagai contoh, di bilik pameran Toyota di Amerika Syarikat dan mereka akan segera menawarkan untuk menaiki kenderaan luar jalan RAV-4EV baharu. Tersembunyi di bawah lantainya ialah 24 bateri nikel-logam hidrida yang menggerakkan motor elektrik dengan kapasiti 67 hp. Ini cukup untuk pecutan yang agak lincah (0-100 km / j - 18 saat), dan kelajuan maksimum terpaksa dihadkan kepada 125 km / j. Saya menyukainya - "RAV-4EV" boleh dibeli di sana dengan harga $42000. Sesuatu yang tidak sesuai? Jangan gusar - lagipun, pilihan kenderaan elektrik oleh Toyota tidak terhad. Terdapat Honda EV Plus, Ford Ranger EV, dan Nissan Altima EV - senarai itu diteruskan. Orang Eropah menyukai Peugeot-106 Electric dan Citroen-AX Electric, dan mikromobil Bombardier NV dipanggil untuk menarik perhatian belia yang bergaya, yang mana mereka meminta hampir kurang daripada beberapa VAZ.
Kenderaan elektrik, antara lain, melahirkan arah baru yang sangat menjanjikan - yang dipanggil kereta hibrid. Skim hibrid ialah gabungan enjin yang menggunakan bahan api biasa (petrol atau gas, tetapi lebih kerap menggunakan bahan api diesel) dan motor elektrik. Wakil tipikal kumpulan khusus ini, Toyota Prius, adalah salah satu contoh yang paling berjaya secara komersial. Tahun lepas, lebih daripada sepuluh ribu pembeli memilih model ini, dan ini, anda lihat, sudah bermakna sesuatu. Di AS, untuk merangsang industri auto untuk mencari penyelesaian baharu secara aktif, undang-undang telah diluluskan yang menghendaki setiap syarikat mempunyai sekurang-kurangnya satu model kenderaan elektrik dalam programnya menjelang 2003. Jika tidak - larangan perdagangan. Antara pesaing utama untuk gelaran "pesaing utama kepada enjin pembakaran dalaman" hari ini ialah kereta dengan sel bahan api. Sel bahan api pertama kali melihat cahaya hari pada tahun 1839, apabila ahli fizik Inggeris William Grove menjana elektrik daripada tindak balas elektrokimia hidrogen dengan oksigen. Topik ini mula dibangunkan secara intensif pada tahun 1960-an dan 1970-an, apabila enjin sel bahan api mula digunakan dalam industri angkasa lepas. Bagaimanakah penukaran tenaga kimia bahan api kepada tenaga elektrik biasanya berlaku di loji kuasa haba? Pertama, tenaga haba yang dibebaskan semasa pembakaran ditukar kepada tenaga kinetik stim. Kemudian tenaga wap pada pemutar turbin ditukar kepada tenaga putaran mekanikal. Dan, akhirnya, dalam belitan penjana, tenaga mekanikal menjadi elektrik. Kerugian tidak dapat dielakkan pada setiap peringkat. Dalam sel bahan api, tenaga kimia bahan api segera berubah menjadi tenaga elektrik. Sel bahan api, atau penjana elektrokimia, ialah peranti teknikal di mana tindak balas pengoksidaan bahan api berlaku, di mana tenaga elektrik dijana. Hidrogen, alkohol, ammonia dan hidrokarbon (gas asli, minyak) boleh berfungsi sebagai bahan api, dan oksigen, asid nitrik, dsb., boleh berfungsi sebagai agen pengoksidaan (pembakaran ialah tindak balas pengoksidaan). Reka bentuk sel bahan api adalah mudah. Ini adalah bekas dengan elektrolit (larutan akueus asid atau alkali), dua elektrod berliang (anod dan katod, seperti dalam bateri) dan tiub untuk membekalkan bahan api (ke anod) dan pengoksida (ke katod). Pada anod, molekul hidrogen terpecah menjadi atom, yang kehilangan elektronnya, menjadi ion positif, dan masuk ke dalam elektrolit. Anod yang telah kehilangan ion memperoleh cas negatif berkenaan dengan elektrod yang lain, dan elektron bebas bergerak ke arah yang terakhir di sepanjang litar luar. Di sana mereka bergabung dengan atom oksigen - ion negatif terbentuk. Yang terakhir melalui elektrolit dan bergabung dengan ion hidrogen positif. Ini mewujudkan litar tertutup di mana arus elektrik mengalir, dan sel bahan api menjadi penjana elektrik. Selain tenaga elektrik, ia juga menghasilkan produk sampingan - air suling. Sel bahan api tunggal menghasilkan voltan kira-kira 1,5 V. Untuk mendapatkan voltan yang lebih tinggi, sel-sel disambung secara bersiri antara satu sama lain untuk membentuk bateri.
Masa operasi berterusan bateri bergantung kepada rizab bahan api, pengoksida dan haus (pengoksidaan) bahan elektrod dan adalah 1000 jam dalam pemasangan sedia ada. Oleh itu, ia kini hanya digunakan untuk bekalan kuasa pengguna autonomi, seperti kenderaan laut dalam atau stesen angkasa dekat Bumi. Hari ini, sel bahan api hidrogen-oksigen paling kerap digunakan. Walau bagaimanapun, sel bahan api aluminium udara jauh lebih cekap, di mana plat karbon-grafit berliang dengan oksigen udara memasukinya berfungsi sebagai katod, dan plat aloi aluminium sebagai anod. Pengoksidaan berjalan dengan kecekapan lapan puluh peratus, dan satu kilogram aluminium "terbakar" pada suhu bilik mampu menyalurkan lebih kurang tenaga ke litar luar seperti yang diberikan oleh satu kilogram arang batu apabila dibakar di udara pada suhu yang sangat tinggi. "Sumber elektrik sedemikian mempunyai banyak kelebihan: kesederhanaan reka bentuk, keselamatan operasi yang lengkap, dan ciri tenaga khusus yang baik," tulis K. Klimov dalam artikelnya dalam jurnal "Sains dan Kehidupan". bahan, yang ditentukan terutamanya oleh tenaga. keamatan proses pengeluaran. Kelemahan ini, bagaimanapun, harus berkurangan dari masa ke masa, dan terima kasih kepada perkembangan terkini Institut Metalurgi A.A. Baikov Akademi Sains Rusia, ia mungkin akan dihapuskan sepenuhnya, dan, lebih-lebih lagi, dalam masa hadapan yang sangat dekat. Pakar institut telah membangunkan kaedah baru dan sangat berkesan yang dipanggil tindak balas kimia berbilang komponen. Dalam medium yang dipilih khas, yang mempunyai kedua-dua kekonduksian ionik dan elektronik, mikroelektrod berbilang dan teragih sama rata (seperti yang dipanggil) tindak balas elektrokimia berlaku pada suhu tertentu. Dengan bantuan mereka, banyak unsur yang diketahui boleh diperolehi dalam bentuk tulen, termasuk logam, dan khususnya aluminium. Ini sudah dilakukan hari ini, tetapi setakat ini dalam keadaan makmal, dan tanah liat tanah biasa atau mana-mana bahan mentah bijih yang mengandungi alumina digunakan sebagai bahan mentah. Aluminium oksida (komponen utama alumina) ditukar dengan kalsium klorida kepada aluminium klorida dan dihantar ke reaktor. Wap natrium logam, yang diperoleh dengan memanaskan soda dengan arang batu, juga masuk ke sana. Oleh itu, larutan natrium bercampur dengan cair aluminium terbentuk dalam reaktor, dan keadaan dicipta untuk berlakunya serentak pelbagai tindak balas redoks. Hasil daripada tindak balas ini, aluminium cair diperolehi. Beberapa tindak balas ini pergi dengan pembebasan haba, yang, tentu saja, mengurangkan keamatan tenaga proses pengeluaran. Pengeluaran itu sendiri ternyata lebih mudah dan lebih murah daripada elektrolisis tradisional, dan juga lebih bersih dari segi alam sekitar. Jika industri berjaya menguasai teknologi baharu untuk menghasilkan aluminium, maka kedua-dua ia dan aloinya akan menjadi lebih murah. Ini akan menyelesaikan dua masalah sekaligus. Pertama, ia akan mempercepatkan penyelesaian masalah bahan api kereta. Kedua, badan kereta boleh dibuat daripada bahan yang ringan dan tidak menghakis, yang akan membawa kepada pengurangan ketara dalam beratnya. Dan mengurangkan berat kereta akan mengurangkan penggunaan tenaga semasa memandu. Sel bahan api aluminium udara telah pun dihasilkan di banyak negara, termasuk Rusia. Tetapi orang Jepun menunjukkan minat khusus terhadap mereka. Mereka menghasilkannya dalam puluhan juta setahun. Orang Jepun tidak menyembunyikan hasrat mereka untuk melancarkan pengeluaran kenderaan elektrik pada aluminium tidak lama lagi. Mercedes-Benz (kini Daimler-Chrysler) dianggap sebagai salah satu perintis dalam memperkenalkan teknologi ini ke dalam industri automotif. Pada tahun 1994, berdasarkan van, dia membina sebuah kereta prototaip dengan sel bahan api "Neckar-1". Dua tahun kemudian, sebuah kereta penumpang kelas V telah dilengkapi dengan loji kuasa yang serupa. Satu langkah baharu ialah tayangan perdana Nekar-3, yang menggunakan metanol sebagai bahan api. Seperti yang ditulis oleh majalah "Behind the wheel": "Ciri tersendiri model ini ialah ketiadaan bateri untuk menyimpan tenaga. Proses dalam sistem berlaku secara langsung - apabila anda menekan pedal pemecut, kira-kira sembilan puluh peratus kuasa maksimum tersedia. dalam masa kurang daripada dua saat. Akibatnya, dinamika pecutan yang baik kereta , agak setanding dengan model diesel atau petrol konvensional.Bagi bahan api, penggunaan metanol tidak memerlukan sebarang langkah keselamatan khas, dan proses mengisi minyak kereta tidak jauh berbeza daripada mengisi tangki dengan petrol. Ngomong-ngomong, tangki bahan api Neckar-3 memegang 38 liter bahan api, di mana kereta itu mampu menempuh 400 kilometer. Ini, nampaknya, sudah menjadi hasil yang baik, mengalahkan Neckar-4 - yang seterusnya dan sudah tentu bukan prototaip terakhir dalam perjalanan ke pengeluaran besar-besaran. Sebagai tambahan kepada kebimbangan Daimler-Chrysler, penyelidikan dan pembangunan kenderaan dengan sel bahan api dijalankan oleh banyak syarikat - Ford dan Volvo, Nissan dan Renault, Mazda ... Dan walaupun masih terdapat banyak masalah yang perlu diselesaikan pada cara Menurut ramalan Daimler-Chrysler, syarikat ini sahaja akan dapat menghasilkan daripada 40 hingga 100 kenderaan sel bahan api dalam tempoh 4-5 tahun akan datang melalui pengeluaran bersiri kenderaan tersebut. Guy Negre, pereka "Formula 1", mengasaskan syarikat MDI, di mana dia mula mencipta enjin baharu - enjin hibrid. Di dalamnya, khususnya, udara boleh bertindak sebagai bahan api! Negro memutuskan untuk meninggalkan skema klasik, apabila semua tindakan berlaku dalam satu silinder. Dia menggunakan dua: satu dengan isipadu 270 dan satu lagi dengan 755 sentimeter padu. Silinder disambungkan dengan injap dengan ruang sfera 20 sentimeter padu. Apabila enjin dihidupkan dengan petrol, silinder kecil menghisap dan memampatkan campuran mudah terbakar, yang kemudiannya ditolak ke dalam kebuk pembakaran. Di sana ia dinyalakan oleh nyahcas percikan dan terbakar pada isipadu tetap (kedua-dua injap ruang ditutup). Kemudian injap yang menuju ke silinder pengembangan (besar) terbuka. Skim sedemikian mempunyai beberapa kelebihan. Fasa pembakaran dipisahkan daripada pengembangan dan jauh lebih lama daripada dalam enjin konvensional, jadi enjin baharu boleh berjalan pada campuran yang sangat kurus, pembakaran perlahan, ia tidak memerlukan penyenyap, dan ketoksikan ekzos adalah setanding dengan udara bandar biasa. Apabila bekerja pada udara termampat, proses dalam enjin secara praktikal tidak berubah. Nampaknya matlamat itu tercapai, tetapi Guy Negro bersedia untuk bekerja pada enjin baru dan kereta baru. Dia memanggilnya TOP - "teksi sifar pencemaran". Nama ini mencerminkan konsep: kereta ini tidak akan diisi dengan petrol, hanya dengan udara termampat. "Malah dalam projek itu, kereta itu membangkitkan minat yang besar bukan sahaja di kalangan pakar," majalah Za Rulem melaporkan, "tetapi juga di kalangan mereka yang berkuasa. Oleh itu, di Mexico, suruhanjaya parlimen mengenai pengangkutan menjadi berminat dengan perkembangan jurutera Perancis, dan selepas orang Mexico melawat Brignole menandatangani kontrak untuk penggantian beransur-ansur semua 1997 teksi di Mexico City, ibu kota paling tercemar di dunia, dengan kereta dengan "hembus nafas" bersih. Model TOP akan dipasang di tempat - Perancis akan membina kilang turnkey di luar negara. Kami meramalkan bantahan: mereka berkata, untuk mengepam udara ke dalam silinder, tenaga diperlukan, dan loji kuasa juga merupakan sumber pencemaran. Pengarang projek itu mengira kecekapan akhir dalam rantaian "kilang penapisan - kereta" untuk kereta petrol, elektrik dan "udara": 9,4, 13,2 dan 20 peratus, masing-masing - "udara" berada di hadapan dengan margin yang ketara. Motor baharu itu sebahagian besarnya mengulangi hibrid yang sudah dijalankan. Walau bagaimanapun, kini omboh telah menjadi lebih lama "tergantung" di tempat mati (80 peratus masa) berkat cengkaman tergelincir khas pada aci engkol. Ia bukan udara luar yang disedut ke dalam silinder, tetapi sebahagian daripada ekzos. Tiada sistem pencucuhan, suntikan bahan api, tangki gas. Tetapi di bawah bahagian bawah, empat tangki udara termampat 50 liter karbon (hampir tanpa berat!) terletak dengan kemas. Rizabnya (200 liter pada 200 atm.) Cukup untuk 500 kilometer pada kelajuan 40 kilometer sejam atau 100 kilometer pada 90 kilometer sejam. Semasa brek, tenaga dipulihkan - pemampat tekanan tinggi mengepam udara luar kembali ke dalam silinder. Terdapat dua cara untuk "mengisi minyak" kereta. Dari saluran udara tekanan tinggi - 2-3 minit (pada harga Barat hanya satu setengah dolar) atau dari sesalur kuasa: pemampat yang sama akan mengembang silinder dalam masa 4 jam - lebih cepat daripada mengecas kereta elektrik. Bercakap tentang kenderaan elektrik, seseorang tidak boleh tidak menyebut Tesla Motors. Ia adalah syarikat kereta Amerika dari Silicon Valley yang memberi tumpuan kepada pengeluaran kenderaan elektrik. Dinamakan sempena jurutera elektrik dan fizik terkenal dunia Nikola Tesla. Kereta pertama syarikat itu ialah kereta sukan Tesla Roadster. Pembentangan rasminya berlangsung pada 19 Julai 2006 di Santa Monica, California.
Syarikat Tesla terlibat bukan sahaja dalam pengeluaran kereta, tetapi juga dalam pembinaan rangkaian "Superchargers" - stesen untuk mengecas kenderaan elektrik. Pengarang: Musskiy S.A.
▪ Penggerudian telaga super dalam ▪ Bakelit
Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
▪ Pengecas Telefon Bimbit EU Tunggal ▪ Telefon mudah alih dengan kamera 3 megapiksel akan muncul tahun ini ▪ Internet berkelajuan tinggi antara Bumi dan Bulan ▪ Senjata gelombang mikro terhadap dron
▪ bahagian tapak Meter elektrik. Pemilihan artikel ▪ artikel Burung di udara tidak menabur dan tidak menuai - mereka kenyang. Ungkapan popular ▪ artikel Seberapa besar galaksi terbesar? Jawapan terperinci ▪ artikel Eucommia vyazolistnaya. Legenda, penanaman, kaedah aplikasi ▪ artikel Membuat sabun dengan cara sejuk. Resipi dan petua mudah
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian 
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini