Автомобили 21 века чем электродвигатель лучше двс

Городской конкурс исследовательских работ школьников

Исследовательская работа

Автомобили XXI века:

чем электродвигатель лучше ДВС

Работу выполнил:

обучающийся 8 класса

МОУ Дубковской СШ

Беляев Фёдор

Переславль-Залесский, 2021

Городской конкурс исследовательских работ школьников

Исследовательская работа

Автомобили XXI века:

чем электродвигатель лучше ДВС

Переславль-Залесский, 2021

Оглавление

Введение ……………………………………………………………………… 3

1.  Историческая справка …………………………………………………….  5

 2. Основная часть ……………………………………………………………  6

2.1. Основные положения ……………………………………………………  6

2.2. Особенности дизельного двигателя ………………………..……………  8

2.3. Особенности бензинового двигателя …………………………………..  10

2.4. Особенности электрического двигателя ……………………………….  12

2.5. Сравнительный анализ двигателей …………………………………….. 14

Заключение …………………………………………………………………… 15

Использованная литература …………………………………………………  16

Приложения …………………………………………………………………..  17

Введение

      Вступление. Для исследовательской работы мы выбрали тему «Автомобили XXI века: что лучше ДВС или электродвигатель», так как этот материал представляет информационную ценность для учащихся, учителей и других людей, которые интересуются новинками автомобильной техники. В нашей работе собраны, описаны и проанализированы динамические и экономические характеристики современных автомобилей и даны рекомендации по выбору транспортного средства будущего.

К 2025 году Норвегия готова полностью отказаться от автомобилей с ДВС. Российская Федерация не отстает от мировой практики и начинает выпуск собственных электромобилей. По статистике 14% опрошенных россиян хотели бы приобрести электромобиль, а значит изучение данной темы актуально.

Проблема исследования – насколько экономичны электромобили в повседневной эксплуатации.

Объект исследования – двигатели внутреннего сгорания (дизельный и бензиновый) и электродвигатель для легкового автомобильного транспорта.

Предмет исследования – динамические характеристики и потребление энергии двигателей современных автомобилей.

 Цель: обосновать необходимость замены двигателей внутреннего сгорания на электродвигатели в легковом автомобильном транспорте.       

      Задачи исследования:

1. Изучить литературу по автомобильным двигателям.
2. Провести поиск и описание типов автомобильных двигателей, и их истории.
3. Найти и выявить общие динамические и экономические характеристики для автомобильных двигателей.
4. Сделать сравнительный анализ характеристик автомобильных двигателей.
5. Сделать вывод по результатам работы.

       Гипотеза – замена двигателя внутреннего сгорания (ДВС) на электрический двигатель сделает автомобиль значительно экономичнее при повседневной эксплуатации.

Основные этапы работы:

1. Поиск литературы по данной теме.
2. Поиск информации в найденных печатных и электронных источниках.
3. Составление исторической справки
4. Обработка информации с занесением данных в таблицы
5. Создание и анализ графиков характеристик автомобильных двигателей.
6. Сравнение параметров экономичности автомобильных двигателей.
7. Запись выводов и оценка полноты решения поставленных задач.

       Методы исследования:

1. Изучение специальной литературы.

2. Обобщение и систематизация материала по данной теме.    

3. Анализ и фиксация результатов исследований.

Научная новизна нашего исследования заключается в новом виде формирования позитивного взгляда наших соотечественников на автомобили с электрической силовой установкой.

Теоретическая значимость данной исследовательской работы заключается в совершенствовании методов описания характеристик автомобильных двигателей, для продвижения электромобилей на отечественном рынке.

Практическая значимость, заключается в том, что полученные в ходе исследования данные способны расширить знания обучающихся о достоинствах и недостатках современных автомобилей в повседневной жизни.  

Характеристика основных источников получения информации. Для получения исходных данных использовались открытые источники информации: официальные документы, учебные пособия, научно-популярная литература, видеоролики, находящиеся в свободном доступе в Интернете.

1. Историческая справка

История развития электромобилей начинается с создания электрического двигателя. В 1834 году русским ученым Борисом Семёновичем Якоби был создан первый электродвигатель с вращающимся валом. В 1835 году шотландец Роберт Андерсон на выставке Общества поощрения искусств, мануфактур и торговли показал свою электрифицированную тележку. Но практическая возможность постройки данного транспортного средства появилась в 1889 году, когда замечательный русский инженер-электротехник Михаил Осипович Доливо-Добровольский разработал систему трехфазного тока и опробовал на ней первый трехфазный двигатель переменного тока. Электродвигатель разработанный Доливо-Добровольским остался практически неизменным до настоящего времени. Широкое применение электродвигатели его разработки наши в Великобритании. К 1897 году в Лондоне работали 15 электромобилей, в 1914 по всему миру —  около 30000. Это был краткий успех электромобилей.  Вскоре о них забыли. Началась эпоха ДВС.

Двигатели внутреннего сгорания появились как альтернатива популярным в 19 веке паровым двигателям. Их преимуществами были малые габариты и быстрый запуск. Первый практически действующий двигатель был построен в 1860 году бельгийским механиком Жаном Этьеном Ленуаром. Он работал на светильном газе, открытом ещё в 1799 году французским инженером Филиппом Лебоном. В 1863 году немецкий конструктор Николаус Аугустус Отто запустил двухтактный двигатель, в пять раз экономичнее двигателя Ленуара.  

Изобретателями автомобилей с двигателями внутреннего сгорания считаются немецкие инженеры. Опираясь на двадцатилетний опыт моторостроения к началу 80-х годов XIX столетия немецкий инженер и изобретатель Карл Фридрих Бенц запатентовал акселератор, систему зажигания, карбюратор и водяной радиатор охлаждения. В 1883 году начал производить двухтактный бензиновый карбюраторный двигатель, который  в 1886 году установил на самостоятельно разработанный автомобиль.

В это время два друга Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах, проработав на заводе Отто с 1869 по 1882 год, открыли собственную фирму и в 1885 году создали легкий четырехтактный бензиновый карбюраторный двигатель. В 1886 году его поставили на первый мотоцикл. Автомобиль, созданный ими в 1889 году, был более совершенным, по сравнению с автомобилем Карла Бенца. В настоящее время многие считают Карла Бенца и Готлиба Даймлера создателями первого автомобиля. Имя Вильгельма Майбаха выпало из этой истории. Но именно эти три человека, стоявшие на заре автомобилестроения вписали свои имена в историю. «Бенц», «Майбах» и «Даймлер» — известные компании, выпускающие автомобили уже более 100 лет.

В 60-х годах двадцатого столетия экологические проблемы вышли на первый план. Электромобили становятся всё более востребованными. К концу шестидесятых годов было выпущено несколько моделей. Основой для их создания стали малогабаритные автомобили с ДВС. Основными недостатками данных транспортных средства были: слабая динамика движения, короткий пробег до полной разрядки, высокая стоимость и продолжительное время зарядки.  До конца 80-х годов недостатки электромобилей так и не были устранены.

В 1990-х годах в США и Западной Европе принимаются законодательные и регулятивные меры, направленные на улучшение экологической обстановки, вместе с которыми возрождается интерес к электрическим двигателям в автомобилестроении. Реальный прорыв в данной области возник с появлением в начале XXI века аккумуляторов с высокой плотностью заряда.  Известные производители преуспели в создании высокопроизводительных транспортных средств на электрической тяге. Но, тем не менее, главными проблемами электромобилей остаются их короткий пробег на одной зарядке и длительное время зарядки аккумуляторов.

2. Основная часть

2.1. Основные положения

В качестве основы проведения исследовательской работы использовалась официально допущенная к печати научная литература. В качестве источника информации по электрическим двигателям для электромобилей выбраны учебные пособия для вузов В.Е. Ютта «Электромобили и автомобили с комбинированной энергоустановкой», В.Н. Галушко «Расчет асинхронных двигателей: Пособие для выполнения курсовой работы», Бойко Е.П. «Асинхронные двигатели общего назначения» и Н.Н. Демидова «Конструирование и расчет автомобилей и тракторов. Электромобили». Для выбора данных по тепловым двигателям автомобилей использовалось учебное пособие А.И. Колчина и В.П. Демидова «Расчет автомобильных и тракторных двигателей». Дополнительная информация получена из научно-популярной литературы и видеороликов в Интернете.

В настоящее время на автомобилях устанавливается два типа двигателей: тепловые и электрические. Тепловые двигатели внутреннего сгорания работают на дизельном топливе, бензине и пропане. Принцип действия бензиновых двигателей и двигателей, работающих на газе, очень похожи. Поэтому они были объединены в группу бензиновых двигателей. Электрические двигатели работают на постоянном и переменном токе. По взаимодействию магнитных полей электродвигатели бывают синхронные и асинхронные. В качестве примера был выбран асинхронный электродвигатель переменного тока.

Дизельные двигатели получили наибольшее распространение на грузовом автомобильном транспорте благодаря своей экономичности. Тем не менее, они устанавливаются и на легковых автомобилях. Их преимущества: высокий КПД, высокий крутящий момент, низкий расход топлива, большой ресурс. К недостаткам относятся: высокая стоимость, большая масса, затруднённая эксплуатация в зимнее время.

Большая часть легковых автомобилей выпускается с бензиновыми двигателями. Их главные достоинства: большая мощность и лучшие скоростные характеристики, простота конструкции, малый вес и низкая стоимость по сравнению с дизельными двигателями. Но бензиновые двигатели обладают рядом недостатков: повышенным расходом топлива и меньшей долговечностью. Для оптимальной работы тепловых двигателей необходимы элементы систем питания, смазки и охлаждения, находящиеся вне двигателя.

Электрические двигатели имеют ряд преимуществ, по сравнению с тепловыми двигателями: простая конструкция электродвигателя совместно с КПД, в три раза большем, чем у тепловых; крутящий момент, имеющий высокие значения с начала движения; низкая стоимость двигателя, его обслуживания и ремонта.  Главная проблема автомобильных электродвигателей связана не с ними самими, а с питающими их аккумуляторами. Недостаточная ёмкость, большой вес, большие габариты, длительное время зарядки и высокая стоимость аккумуляторов сводит к минимуму желание отечественных автолюбителей приобретать данные средства транспорта.

Наша работа связана с исследованием динамических и экономических характеристик двигателей.  Для этого выбраны общие характеристики для всех двигателей: номинальная мощность – 80 кВт (108,77 л.с.) и максимальное число оборотов – 4800 об/мин. Этот расчет следует считать условным, т.к. бензиновый двигатель с указанным числом оборотов считается низкоскоростным. Подобные двигатели были характерны для середины XX века. Для дизельного двигателя данное число оборотов считается высоким. Не все современные дизеля работают в таком режиме. Номинальное число оборотов в асинхронном электрическом двигателе зависит от частоты тока. Поэтому на автомобилях устанавливают преобразователь частоты переменного тока. В процессе работы двигателя параметры динамических и экономических характеристик меняются в зависимости от числа оборотов двигателя.

2.2 Особенности дизельного двигателя

На странице 147 учебного пособия А.И. Колчина и В.П. Демидова «Расчет автомобильных и тракторных двигателей» дана таблица соотношения между параметрами относительной скоростной характеристики дизельного двигателя в процентах. На основании данных таблицы  ведём расчет мощности и удельного расхода топлива, выбрав номинальное значение мощности при частоте оборотов, равном 4000. Данные расчетов записываем в таблицу 1.

Таблица 1

Внешние скоростные характеристики дизельного двигателя

Частота вращения коленчатого вала, %	20	40	60	80	100	120
Частота вращения коленчатого вала, об/мин	800	1600	2400	3200	4000	4800
Мощность двигателя, %	20	53	72	89	100	108
Мощность двигателя, кВт	16	42	58	71	80	86
Удельный расход топлива, %	103	96	92	94	100	110
Удельный расход топлива, л/100 км	5,91	5,47	5,29	5,37	5,72	6,28

Исходя из формулы (6.5) на странице 145 определяем крутящий момент двигателя. Данные записываем в таблицу 2.

Таблица 2

Расчет крутящего момента дизельного двигателя

Частота вращения коленчатого вала, об/мин	800	1600	2400	3200	4000	4800
Мощность двигателя, кВт	16	42	58	71	80	86
Крутящий момент, Н*м	225	238	231	209	164	103

На сайте «Цены на бензин в России в рублях сегодня» выбираем цену одного литра дизельного топлива. Все полученные результаты заносим в сводную таблицу 3 динамических и экономических характеристик дизельного двигателя.

Таблица 3

Динамические и экономические характеристики дизельного двигателя

Частота вращения выходного вала двигателя n, об/мин	Характеристики
N, кВт	M, Н*м	G, л/100 км	Ц, руб/л	С, руб/100 км
0	—	—	—	49,14	—
800	16	225	5,91	49,14	290,41
1600	42	238	5,47	49,14	268,80
2400	58	231	5,29	49,14	259,95
3200	71	209	5,37	49,14	263,88
4000	80	164	5,72	49,14	281,08
4800	86	103	6,28	49,14	308,60

В таблице 3 указаны следующие величины:

 n – частота вращения выходного вала двигателя, об/мин;

N – мощность двигателя, кВт;

M – крутящий момент на выходном валу двигателя, Н*м;

G – расход топлива для тепловых двигателей, л/100 км,

Ц – цена одного литра топлива, руб/л,

С – стоимость энергоносителя необходимого на 100 км пути.

2.3 Особенности бензинового двигателя

На странице 146 учебного пособия А.И. Колчина и В.П. Демидова «Расчет автомобильных и тракторных двигателей» дана таблица соотношения между параметрами относительной скоростной характеристики бензинового двигателя в процентах. Дополняем таблицу строками с реальными значениями величин. Проводим расчет мощности и удельного расхода топлива, выбрав номинальное значение мощности при частоте оборотов, равном 4000 для выбранных автомобильных двигателей. Данные расчетов записываем в таблицу 4.

Таблица 4

Внешние скоростные характеристики бензинового двигателя

Частота вращения коленчатого вала, %	20	40	60	80	100	120
Частота вращения коленчатого вала, об/мин	800	1600	2400	3200	4000	4800
Мощность двигателя, %	20	50	73	92	100	92
Мощность двигателя, кВт	16	40	58	74	80	74
Удельный расход топлива, %	115	100	97	95	100	115
Удельный расход топлива, л/100 км	7,91	7,33	7,09	7,19	7,66	8,41

Исходя из формулы (6.5) на странице 145 учебного пособия А.И. Колчина и В.П. Демидова «Расчет автомобильных и тракторных двигателей»определяем крутящий момент двигателя. Данные записываем в таблицу 5.                                                                                              

   Таблица 5

Расчет крутящего момента бензинового двигателя

Частота вращения коленчатого вала, об/мин	800	1600	2400	3200	4000	4800
Мощность двигателя, кВт	16	40	58	74	80	74
Крутящий момент, Н*м	131	140	145	144	134	122

На сайте «Цены на бензин в России в рублях сегодня» выбираем цену одного литра АИ-95.. Все полученные результаты заносим в сводную таблицу 6 динамических и экономических характеристик бензинового двигателя.

Таблица 6

Динамические и экономические характеристики

бензинового двигателя

Частота вращения выходного вала двигателя n, об/мин	Характеристики
N, кВт	M, Н*м	G, л/100 км	Ц, руб/л	С, руб/100 км
0	—	—	—	45,22	—
800	16	131	7,91	45,22	357,70
1600	40	140	7,33	45,22	331,46
2400	58	145	7,09	45,22	320,61
3200	74	144	7,19	45,22	325,13
4000	80	134	7,66	45,22	346,39
4800	74	122	8,41	45,22	380,30

В таблице 6 указаны следующие величины:

 n – частота вращения выходного вала двигателя, об/мин;

N – мощность двигателя, кВт;

M – крутящий момент на выходном валу двигателя, Н*м;

G – расход топлива для тепловых двигателей, л/100 км,

Ц – цена одного литра топлива, руб/л,

С – стоимость энергоносителя необходимого на 100 км пути.

Как видно из таблиц 3 и 6 экономические показатели бензинового и дизельного двигателей соответствуют действительности. Давно доказано, что дизельный двигатель экономичнее бензинового. В следующей части исследования рассмотрим особенности асинхронных электрических двигателей.

2.4 Особенности электрического двигателя

Изучаем данные для определения параметров асинхронных электрических двигателей. Изменение мощности N находим из учебного пособия В.Н. Галушко «Расчет асинхронных двигателей: Пособие для выполнения курсовой работы» и записываем в таблицу 7

Таблица 7

Изменение мощности электродвигателя

Частота вращения коленчатого вала, об/мин	800	1600	2400	3200	4000	4800
Мощность двигателя, кВт	12	25	48	80	67	40

На основании данных сайта «ЭлектроТехИнфо» определяем изменение крутящего момента в зависимости от числа оборотов вала двигателя. Особенностью электрических двигателей можно считать наличие крутящего момента при остановленном валу двигателя. Эта особенность дает возможность электродвигателям совершать работу с минимальной  скорости  без предварительного разгона, в отличие от двигателей внутреннего сгорания (см. таблицу

Таблица 8

Изменение мощности электродвигателя

Частота вращения коленчатого вала, об/мин	0	800	1600	2400	3200	4000	4800
Крутящий момент, Н*м	184	164	169	219	272	184	92

Удельный расход электроэнергии рассчитывался по формуле 13-24  на стр. 387 учебного пособия Бойко Е.П. «Асинхронные двигатели общего назначения». Его значения можно посмотреть в таблице 9.

Таблица 8

Изменение мощности электродвигателя

Частота вращения коленчатого вала, об/мин	800	1600	2400	3200	4000	4800
Мощность двигателя, кВт	4,89	10,09	19,65	32,62	27,47	16,48

Цена одного кВт*ч электроэнергии взята из сайта «Таблица тарифов ПАО «ТНС энерго Ярославль»» (выбрано максимальное значение).

Таблица9

Динамические и экономические характеристики асинхронного электрического двигателя

Частота вращения выходного вала двигателя n, об/мин	Характеристики
N, кВт	M, Н*м	G, кВт*ч/100 км	Ц, руб/кВт*ч	С, руб/100 км
0	—	184	—	4,98	—
800	12	164	4,89	4,98	24,35
1600	25	169	10,09	4,98	50,25
2400	48	219	19,65	4,98	97,86
3200	80	272	32,62	4,98	162,45
4000	67	184	27,47	4,98	136,80
4800	40	92	16,48	4,98	82,07

На основании данных таблиц 3, 6 и 9 строим графики мощностей (Приложение 1), крутящих моментов (Приложение 2) и экономических показателей (Приложение 3).

2.5. Сравнительный анализ двигателей

При изучении графиков мощностей (Приложение 1) можно заметить, что показатели ДВС достаточно близки друг к другу. Единственным исключением является падение мощности бензинового двигателя на участке 4000-4800 об/мин. График мощности электрического двигателя несколько отличается от графиков ДВС. На участках 0-2800 об/мин и 3600-4800 об/мин мощность электродвигателя несколько меньше, чем у конкурентов. Лишь на участке 2800-3600 об/мин она выше. Значит, оптимальными оборотами при крейсерской скорости автомобиля будет этот участок. Тем не менее, показатели мощностей достаточно близки, а, значит, способность поддерживать скорость на определённых оборотах у двигателей примерно одинакова.

График крутящих моментов (Приложение 2) дает возможность увидеть преимущество электрического двигателя – способность развивать высокий крутящий момент с начала движения. Это достоинство электродвигателей дает возможность сэкономить на сложных механизмах трансмиссии. Сам график крутящего момента электрического двигателя находится в пределах графиков ДВС. Из этого можно сделать вывод, что разгоняться электромобиль будет примерно так же, как и автомобиль с ДВС.

Наибольшую часть времени автомобиль эксплуатируется в режимах работы, характерных для числа оборотов в пределах от 2400 до 4000. На основании Приложения 3 можно увидеть, что при самых высоких ценах на электроэнергию электромобиль будет как минимум в 1,6 раза экономичнее дизельных двигателей и в 2 раза – бензиновых. Отсюда можно сделать вывод: замена двигателей внутреннего сгорания на электрические на легковых автомобилях  обоснованна экономией денежных средств при повседневной эксплуатации.

Конечно же, данное исследование лишь слегка приоткрывает завесу тайны в мир автомобилей. Наиболее интересные факты мы оформили в виде буклета. (Приложение №4)

Заключение

На основании проведенного мной исследования, можно сделать следующие выводы:

1. Просторы Интернета позволяют найти любую учебную и научно-популярную литературу для проведения подробного исследования на любую интересующую тему.
2. В ходе изучения литературы мы остановились на трех видах двигателей: бензиновом, дизельном и электрическом, т.к. они широко представлены в легковом секторе автомобилестроения. Именно между ними ведется борьба за существование в мире автомобилей. Значит, исследование взяло правильное направление.
3. В ходе исследования были определены динамические и экономические показатели трёх типов двигателей. К динамическим характеристикам относятся: мощность двигателя, определяющая способность автомобиля поддерживать постоянную скорость, и крутящий момент, отвечающий за способность разгоняться. Стоимость эксплвуатации дает возможность сравнить экономичность двигателей.  
4. Сравнительный анализ характеристик автомобильных двигателей показал, что динамические характеристики электродвигателей и ДВС достаточно близки, а по экономическим показателям электродвигатель значительно выигрывает у дизельных и, особенно, у бензиновых двигателей.
5. Мы считаем, что цель нашего исследования достигнута, и мы научно обосновали необходимость замены двигателей внутреннего сгорания на электродвигатели в легковом автомобильном транспорте.
6.  Результаты нашей исследовательской работы можно использовать на уроках физики по темам «Тепловые двигатели» и «Электрические двигатели», а также на уроках технологии при изучении механизмов и машин.

Использованная литература

Учебники и учебные пособия

1. Асинхронные двигатели общего назначения/Бойко Е.П., Гаинцев Ю.В., Ковалев Ю.М. и др.: под ред.В.М. Петрова и А.Э. Кравчика. – М. Энергия, 1980 с. ил.
2. Конструирование и расчет автомобилей и тракторов. Электромобили [Текст] : учебное пособие / Н. Н. Демидов, А. А. Красильников, А. Д. Элизов ; М-во образования и науки Российской Федерации, Санкт-Петербургский политехнический ун-т Петра Великого. — Санкт-Петербург : Изд-во Политехнического ун-та, 2016. — 95 с. : ил.
3. Масандилов Л.Б., Москаленко В.В. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей. 2-е изд., перераб. и доп. – М. Энергия, 1978. – 96 с.ил.
4. Расчет асинхронных двигателей : Пособие для выполнения курсовой работы / В. Н. Галушко, И. С. Евдасев, В. А. Пацкевич, А. В. Дробов ; М-во трансп. и коммуникаций Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т трансп. – Гомель : БелГУТ, 2016. – 158 с
5. Электромобили и автомобили с комбинированной энергоустановкой. Расчет скоростных характеристик: учеб. пособие / В.Е. Ютт, В.И. Строганов. – М.: МАДИ, 2016. – 108 с.

Электронные ресурсы

1. Trashbox.ru. Высокие технологии Результаты опроса: Как Вы относитесь к электромобилям? Какие плюсы и минусы у них есть по Вашему мнению? https://trashbox.ru/link/2020-11-19-who-wants-electric-car .
2. Журнал «За рулем». 95% владельцев электромобилей всё устраивает! — исследование. https://www.zr.ru/content/news/921374-vladeltsy-ehlektromobilej-ne-so/ 
3. Информационный портал газеты Известия. Россияне рассказали об отношении к электромобилям.  https://iz.ru/1055371/2020-09-01/rossiiane-rasskazali-ob-otnoshenii-k-elektromobiliam.
4. Таблица тарифов ПАО «ТНС энерго Ярославль». https://yar.tns-e.ru/population/tariffs/tariff-table/ 
5. Цены на бензин в России в рублях сегодня. http://www.benzin-cena.ru/benzin/40-rossija-ceni-v-rubljah.
6. ЭлектроТехИнфо. https://eti.su/articles/elektricheskie-mashini/elektricheskie-mashini_1571.html.

Приложение 1

График мощностей исследуемых двигателей

Приложение 2

График крутящих моментов исследуемых двигателей

Приложение 3

График экономических показателей исследуемых двигателей

Приложение 4

БУКЛЕТ

«Автомобили XXI века: чем электродвигатель лучше ДВС»

---

Автор работы: Кривуша Екатерина Вадимовна
Секция Конференции: Физика
ФИО научного руководителя:  Алыкова Людмила Вадимовна
Должность научного руководителя: учитель физики
Образовательное учреждение: МБОУ «Лицей №4»
Населённый пункт: г. Коломна
Дата публикации:  06.04.2022 г.

Свидетельство о публикации

 ВЕРНУТЬСЯ В КАТАЛОГ

1.1Создание электродвигателя
Прежде чем начинать сравнивать электромобиль и ДВС, давайте узнаем по подробнее историю электромобиля. У электромобиля главный силовой агрегат электромобиля- это электродвигатель. Про него мы сейчас и начнём говорить. Первые намёки на электродвигатель были в 1820 учёным физиком Ганс Христиан Эрстед. Он обнаружил воздействие электрического тока на магнитную стрелку. Благодаря этому, в физике появилось новое понятие-электромагнетизм. В 1822 году А.Ампер выдвинул свою теорию про электромагнетизм, в которой первичным явлением является дальнодействующее взаимодействие проводника с током, и так же создал электромагнит. В 1831 году Майкл Фарадей открыл электромагнитную индукцию, то есть явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. Изобретения Фарадея не было готово для применения где либо из за малой мощности. Но уже в 1834 году он создал первый в мире практически пригодный электродвигатель с вращающимся якорем и опубликовал теоретическую работу «О применении электромагнетизма для приведения в движение машины». Б. С. Якоби писал, что его двигатель несложен и «даёт непосредственно круговое движение, которое гораздо легче преобразовать в другие виды движения, чем возвратно-поступательное».
Вращательное движение якоря в двигателе Якоби происходило вследствие попеременного притяжения и отталкивания электромагнитов. Неподвижная группа U-образных электромагнитов питалась током непосредственно от гальванической батареи, причем направление тока в этих электромагнитах оставалось неизменным. Подвижная группа электромагнитов была подключена к батарее через коммутатор, с помощью которого направление тока в каждом электромагните изменялось восемь раз за один оборот диска. Полярность электромагнитов при этом соответственно изменялась, а каждый из подвижных электромагнитов попеременно притягивался и отталкивался соответствующим неподвижным электромагнитом: вал двигателя начинал вращаться. Мощность такого двигателя составляла всего 15 Вт. Впоследствии Якоби довёл мощность электродвигателя до 550 Вт. А в 1839 году Якоби создал лодку на электродвигателе, которая могла развивать 1 лошадиную силу, могла перевозить до 14 пассажиров против течения по реке Неве. И это было первое применения электродвигателя в транспортной индустрии. Первый асинхронный двигатель был представлен итальянским физиком Феррарис(ом) и югославским изобретателем Никола Тесла.

1.2 Асинхронный двигатель

: Асинхронный двигатель поразил весь мир, и уже в июне 1888 года технологическая компания «Вестингауз Электрик Компани» выкупила у Теслы и Феррарис(а) патенты на асинхронный двухфазный двигатель за 1 миллион долларов. Вскоре индукционный двигатель Теслы был значительно переработан и усовершенствован русским электротехником Доливо-Добровольским. Первым важным новшеством, которое внес Доливо-Добровольский в асинхронный двигатель, было создание ротора с обмоткой «в виде беличьей клетки». Во всех ранних моделях асинхронных двигателей роторы были очень неудачными, и поэтому КПД этих моторов был низким.
Доливо-Добровольский нашел выход из этого противоречия. Он выполнил ротор в виде стального цилиндра, а в просверленные по периферии последнего каналы стал закладывать медные стержни. На лобовых частях ротора эти стержни электрически соединялись друг с другом. Решение Доливо-Добровольского оказалось наилучшим. После того как он получил в 1889 году патент на свой ротор, его устройство принципиально не менялось вплоть до настоящего времени.
Свой первый трёхфазный асинхронный двигатель Доливо-Добровольский построил зимой 1889 года. Он произвёл ещё один «бум» в сфере электродвигателей. Показав своё изобретении AEG, и произведя на руководство впечатление, электродвигатели начали использовать повсеместно и пытаться внедрить их в каждую отрасль нашей жизни.
С электродвигателями мы разобрались, но как же дела обстоят с самим электромобилем?

1.3Первые модели электромобилей

Электромобиль появился раньше, чем двигатель внутреннего сгорания. Ещё в 1828 году венгерский изобретатель Аньош Йедлик смастерил передвигающуюся на электрической энергии тележку, больше напоминающую скейтборд, нежели автомобиль. Впрочем, изобретение Йедлика послужило мощным толчком в развитии данного направления инженерии. Первый электромобиль в виде тележки с электромотором был создан в 1841 году.
На Международной электрической выставке 1881 года в ноябре в Париже электромобиль был представлен публике Густавом Труве.

1.4 Первый русский электромобиль

В 1899 году в Санкт-Петербурге русский дворянин и инженер-изобретатель Ипполит Романов создал первый русский электрический омнибус на 17 пассажиров. Его общая компоновка была заимствована у английских кэбов, где извозчик располагался на высоких козлах позади пассажиров. Экипаж был двухместным и четырёхколёсным, передние колёса по диаметру были больше задних. На первом электромобиле использовался свинцовый аккумулятор системы Бари, имевший 36 банок (вольтовых столбов). Он требовал подзарядки каждые 64 км. Суммарная мощность автомобиля составляла 4 лошадиные силы. Разработка экипажа была заимствована у моделей американской фирмы «Моррис-Салом», которая выпускала автомобили с 1898 года. Электромобиль изменял скорость движения диапазоне от 1,6 до 37,4 км/ч. Романов также разработал схему городских маршрутов для этих моделей и получил разрешение на работу. Однако найти нужные инвестиции не смог, поэтому дело не получило развитие.

1.5 Первые рекорды

Специальный рекордный электромобиль с пулевидным кузовом La Jamais Contente 29 апреля либо 1 мая 1899 года, управляемый гонщиком Камилем Женацци, первым преодолел 100-километровый барьер скорости на суше. Официальный рекорд скорости составил 105,882 км/ч. Позже известный американский конструктор электромобилей Уолтер Бейкер достиг скорости в 130 км/ч. Рекорд по дальности пробега на одной зарядке поставил электромобиль фирмы «Борланд Электрик», проехавший 103,8 мили (167 км) от Чикаго до Милуоки. На следующий день (после перезарядки) электромобиль вернулся в Чикаго своим ходом. Средняя скорость составила 55 км/ч.

1.6 Первые проблемы

Изначально запас хода и скорость у электрических и бензиновых экипажей были примерно одинаковыми. Главным минусом электромобилей была сложная система подзарядки. Поскольку тогда ещё не существовало усовершенствованных преобразователей переменного тока в постоянный, зарядка осуществлялась крайне сложным способом. Для подзарядки использовался электромотор, работавший от переменного тока. Он вращал вал генератора, к которому были подсоединены батареи электромобиля. В 1906 году был изобретён сравнительно простой в эксплуатации выпрямитель тока, но это существенно проблему подзарядки не решило.
Возрождение интереса к электромобилям произошло в 1960-е годы из-за экологических проблем автотранспорта, а в 1970-е годы — и из-за резкого роста стоимости топлива в результате энергетических кризисов.

1.7СССР

В СССР 4 декабря 1978 года Ульяновский автомобильный завод выпустил опытно-промышленную партию электромобилей на базе грузовиков УАЗ-451М, в 1980е годы были созданы опытные ВАЗ-1801, ВАЗ-2802 и Квант-РАФ.
Однако после 1982 года интерес к электромобилям снова спал. Это было вызвано резким изменением конъюнктуры на нефтяном рынке и слабыми эксплуатационными показателями опытных партий из-за недостатков химических источников энергии.

1.8

Первые меры по экологичности
В начале 1990-х годов штат Калифорния был одним из самых загазованных регионов США. Поэтому Калифорнийским Комитетом Воздушных Ресурсов (CARB) было принято решение — в 1998 году 2 % продаваемых в Калифорнии автомобилей не должны производить выхлопов, а к 2003 году — 10 %. Компания General Motors отреагировала одной из первых и с 1996 года начала серийный выпуск модели EV1 с электрическим приводом. Некоторые автопроизводители также начали продажи электромобилей в Калифорнии. Основной массой пользователей EV1 стала голливудская богемная публика. Всего с 1997 года в Калифорнии было продано около 5500 электромобилей разных производителей.
Затем требование нулевой эмиссии было заменено на требование низкой эмиссии. Почти все произведённые электромобили в 2002 году были изъяты у пользователей и уничтожены (только Toyota оставила некоторым владельцам электрические RAV-4). В качестве причины называлось окончание срока службы аккумуляторов. GM отказала арендаторам EV1 в предложении выкупить электромобили. Также GM скрывала от них намеренность уничтожить изъятые EV1.
В последние годы в связи с непрерывным ростом цен на нефть электромобили вновь стали набирать популярность. В репортаже CBS News «Could The Electric Car Save Us?» сообщается, что в 2007 г. вновь началось развёртывание промышленного производства электромобилей. В связи с этой тенденцией режиссёр фильма «Кто убил электромобиль?» Крис Пейн выпустил продолжение под названием «Месть электрокара» .
В 2008 году Tesla Motors — американская автомобильная компания из Кремниевой долины — начала выпуск спортивного электромобиля Tesla Roadster, не уступавшего по ходовым качествам (динамика разгона и максимальная скорость) обычным автомобилям.

2.1 ДВС

Первые попытки создания ДВС были в 1791 Джоном Барбером, а именно газовую турбину. В 1794 году Томас Мид запатентовал Джон Барби создал газовый двигатель. В том же 1794 году Роберт Стрит запатентовал двигатель внутреннего сгорания на жидком топливе и построил рабочий прототип. В 1807 году французский инженер Нисефор Ньепс запустил экспериментальный твердотопливный двигатель внутреннего сгорания, который использовал в качестве топлива измельченный в порошок пиреолофор. В 1807 году французский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз построил первый поршневой двигатель, называемый часто двигателем де Риваза. Двигатель работал на газообразном водороде, имея элементы конструкции, с тех пор вошедшие в последующие прототипы ДВС: поршневую группу и искровое зажигание. У ДВС было несколько видов исполнения, от разных инженеров. Такие как: Двигатель Лебона, Двигатель Ленуара, Двигатель Отто. Все эти двигатели являются доработками друг друга, и представляют одну и ту же систему четырёхтактного двигателя. Впуск, сжатие, выталкивание поршня вниз, выпуск. Работоспособный бензиновый двигатель появился только десятью годами позже. Изобретателем его был немецкий инженер Готлиб Даймлер. Много лет он работал в фирме Отто и был членом её правления. В начале 80-х годов он предложил своему шефу проект компактного бензинового двигателя, который можно было бы использовать на транспорте. Отто отнёсся к предложению Даймлера холодно. Тогда Даймлер вместе со своим другом Вильгельмом Майбахом принял смелое решение — в 1882 году они ушли из фирмы Отто, приобрели небольшую мастерскую близ Штутгарта и начали работать над своим проектом.

2.2 Решение старых проблем

Проблема, стоявшая перед Даймлером и Майбахом, была не из лёгких: они решили создать двигатель, который не требовал бы газогенератора, был бы очень лёгким и компактным, но при этом достаточно мощным, чтобы двигать экипаж. Увеличение мощности Даймлер рассчитывал получить за счёт увеличения частоты вращения вала, но для этого необходимо было обеспечить требуемую частоту воспламенения смеси. В 1883 году был создан первый калильный бензиновый двигатель с зажиганием от раскалённой трубочки, вставляемой в цилиндр. Первая модель бензинового двигателя предназначалась для промышленной стационарной установки.
Процесс испарения жидкого топлива в первых бензиновых двигателях оставлял желать лучшего. Поэтому настоящую революцию в двигателестроении произвело изобретение карбюратора. Создателем его считается венгерский инженер Донат Банки. В 1883 году он получил патент на карбюратор с жиклёром, который был прообразом всех современных карбюраторов. В отличие от своих предшественников, Банки предлагал не испарять бензин, а мелко распылять его в воздухе. Это обеспечивало его равномерное распределение по цилиндру, а само испарение происходило уже в цилиндре под действием тепла сжатия. Для обеспечения распыления всасывание бензина происходило потоком воздуха через дозирующий жиклёр, а постоянство состава смеси достигалось за счёт поддержания постоянного уровня бензина в карбюраторе. Жиклёр выполнялся в виде одного или нескольких отверстий в трубке, располагавшейся перпендикулярно потоку воздуха. Для поддержания напора был предусмотрен маленький бачок с поплавком, который поддерживал уровень на заданной высоте, так что количество всасываемого бензина было пропорционально количеству поступающего воздуха.

2.3 Задатки будущего

Первые двигатели внутреннего сгорания были одноцилиндровыми, и, для того, чтобы увеличить мощность двигателя, обычно увеличивали объём цилиндра. Потом этого стали добиваться увеличением числа цилиндров. В конце XIX века появились двухцилиндровые двигатели, а с начала XX столетия стали распространяться четырёхцилиндровые.
В 1884 году Огнеслав Степанович Костович в России построил первый бензиновый карбюраторный двигатель. Двигатель Костовича был оппозитным, с горизонтальным размещением направленных встречно цилиндров. В нём впервые в мире было применено электрическое зажигание. Он был 4-тактным, 8-цилиндровым, с водяным охлаждением. Мощность двигателя составляла 80 л. с. при массе двигателя 240 кг, что существенно превышало показатели двигателя Г. Даймлера, созданного годом позже. Однако, заявку на свой двигатель Костович подал только 14 мая 1888 г., а патент получил в 1892 г., т. е. позже, чем Г. Даймлер и В. Майбах, разрабатывавшие карбюраторный двигатель параллельно и независимо от О. Костовича.
Мотоцикл Даймлера с ДВС 1885 год
В 1885 году немецкие инженеры Готтлиб Даймлер и Вильгельм Майбах разработали лёгкий бензиновый карбюраторный двигатель. Даймлер и Майбах использовали его для создания первого мотоцикла в 1885, а в 1886 году — на первом автомобиле.

3 СИЛОВЫЕ АГРЕГАТЫ

С историей мы ознакомились, но из чего состоят электромобиль и ДВС? Самые основные составляющие электромобиля это- батарея, электромотор(ы), трансмиссия, тормозная система. У автомобиля с ДВС всё намного сложнее. Он состоит из: двигателя, коробки передач, карданного вала, аккумулятора, топливного бака, и усложнённой трансмиссией по сравнению с электромобилем.

4 НАДЁЖНОСТЬ

Исходя из выше перечисленных силовых агрегатов у ДВС и электромобиля, можно сделать логичный вывод, что электромобиль надёжнее ДВС. И это будет верное суждение. Потому что, современные моторы ДВС становятся всё более технологичными, и «дружелюбнее» к природе. И за счёт данных корректировок, ДВС становится всё меньше, и из за этого он становится сложнее конструктивно. Так же, из за «дружелюбности» к природе, к ДВС добавляются разнообразные фильтра, и системы очистки выхлопных газов которые напрямую соединены с мотором. Так же, по соображениям безопасности, к ДВС добавляют очень много электроники, такой как, камер для распознавания людей и животных, контроля слепых зон, датчики расстояния для предотвращения аварийных ситуаций, и новыми подушками безопасности. И это всё не делает ДВС более надёжным, а наоборот. Больше деталей = большая вероятность поломки. Теперь посмотрим на электромобиль. Самое главное преимущество электромобилем перед ДВС- отсутствие сложных механизмов которые могут сломаться. Электромобилю не нужны никакие фильтра, и никакие очистители воздуха, так как он не производит никакие выбросы. В электромобиль очень легко добавлять какие либо новые системы безопасности, так как конструктивно их нужно связывать только с центральным компьютером. Так же у электромобиля так же нет коробки передач, что тоже даёт преимущество в надёжности, ведь коробка передач это механизм. С большим количеством деталей, который ломается.

5 БЕЗОПАСНОСТЬ

Разберёмся сначала с электромобилем. Благодаря тому, что у электромобиля нет таких деталей, как мотор стоящий в передней части авто, карданный вал и коробка передач, у электромобиля остаётся очень много места для внедрения и усовершенствования технологий. Так же, за счёт того, что у электромобиля батарея находится в самой низкой части кузова, и располагается на всей плоскости днища. Это делает кузов автомобиля жёстче в основании, и при боковых ударах поглощает большую часть энергии. И так же из-за расположения батареи, у электромобиля есть преимущество в виде развесовки. А именно эталонная 50/50. Такая развесовка позволяет более безопаснее заходить в повороты почти исключая крены, и возможность
переворотов. Так же системы безопасности нового поколения намного легче подружить с электромобилем. Что касается ДВС. Производители находят всё больше возможностей и технологий для увеличения места в автомобиле для внедрения систем безопасности нового поколения. Но, это компромиссы, по сравнению с развесовкой у ДВС. Из-за расположения большей части массы автомобиля в верхних частях кузова, это повышает риск переворотов. Так же у ДВС есть риски воспламенения в случае заводского брака, как было у китайского производителя HAVAL зимой 2020 года. Так же можно разобрать экстренную ситуацию, как аквапланирование. Аквапланирование- это явление, когда между колёсами автомобиля и дорогой, есть очень тонкий слой воды, который не удаётся пробить. Когда автомобиль попадает в авкапланирование, сцепление с дорогой полностью теряется, и автомобиль становиться неуправляем. Audi придумала технологию, которая можечь помочь в даной ситуации. Перед передними колёсами выдвигаются трубы. Из них под очень сильным давлением выходит вода(или воздух, есть два варианта исполнения данной технологии). Из за большого давление, непробиваемый слой пробивается, и автомобиль становится управляемым.

6 КОМФОРТ

Первое, что мы разберём- это шум в салоне. У ДВС это так же проблема, из за работающего двигателя. Во время работы, двигатель издаёт шум, который с повышением оборотов и увеличения скорости возрастает. Так же, шум издаётся в крайних точках автомобиля, а именно у колёсных арок. Этот звук происходит от колёс, которые вращаются. Какие же решения предлагают авто производители? Самый простой-это установка шумоизоляцией. Но для того, чтобы обеспечить комфортное нахождение в салоне, нужно достаточно много шумоизоляции, что может прибавить большое количества веса. Поэтому, авто производители прибегают к двум приёмам. Первый, это делают работу двигателя тише. Это достигается благодаря шумоизоляции самого моторного отсека. Это дешевле, чем шумоизолировать весь салон. А второй приём, это увеличение профиля резины, что позволяет резине поглощать некоторую часть шумов. Второй фактор, который мы разберём- это вместительность салона. Под вместительностью салона предполагается то, насколько много места у пассажиров в области, где располагаются ноги и колени. Так же расстояние между крышей и макушкой головы. И тут на самом деле у каждого автомобиля по разному. Смотря какой тип автомобиля. У типа универсал крыша идёт прямо на протяжении всего кузова автомобиля, и «закругляется» только в районе багажника. В таком авто комфортно могут расположится и водитель и передний, и задние пассажиры. С типом автомобилей хэтч-бэк, всё сложнее. Там «закругление» крыши идёт уже в районе задних пассажиров, что конечно же менее удобней чем универсал. А теперь самое интересное- это седан. У данного типа автомобиля(кузова), всё более интересней. По логике двух прошлых кузовов, мы можем предположить, что седан так же будет менее удобен, чем тот же самый универсал для пассажиров. Из за «закругления» в зоне задних пассажиров. Но тут есть деталь. А именно то, что чем более дорогой седан покупатель будет брать, тем более он будет по посадке. Это связано с тем, что у более дорогих седанов, делают более длинный кузов, что позволяет увеличить место в ногах, а так же между потолком и макушкой. Это достигается благодаря тому, что посадка становится более «лежачей» при помощи того, что спинка сиденья становится более углубленной. Третье, что мы рассмотрим –это багажник .У универсала самый вместительный багажник, из за длинного кузова, и более позжего «скругления». У хэтч-бэка всё хуже, из за короткой базы .А у седана так это зависит от длинны кузова. У более дорогих авто, база длиннее, а это значит можно сделать более длинный багажник. Теперь перейдём к электромобилем. У них всё примерно так же с типом кузова, как и у автомобиля с ДВС.

7 СРАВНЕНИЕ ЗАРЯДКИ ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ, И ЗАПРАВКИ ДВС

Электромобили:
1)Первое, что мы рассмотрим это электромобиль и его зарядку. Электромобиль можно заряжать и дома, от стандартной розетки на 220 вольт. Если вы живёте в много этажном доме есть зарядные станции с быстрой зарядкой и медленной зарядкой. Быстрая зарядка для электромобилей — это зарядка с постоянным током .То есть, когда ограничение электромобиль просто убирает, и никакой дозировки энергии нету. Ток идёт из запасов самой зарядной станции, который она уже накопила за время неиспользования, что позволяет ей давать тот самый постоянный и непрерывный ток. Но, у данной технологии есть минусы. Быстрая зарядка выводит из строя батарею. Так как при быстрой зарядке батарея быстро и постоянно нагревается, что очень плохо сказывается на объёме и сроке службы. Так же из- за быстрой зарядки все ячейки батареи не успевают зарядиться, что так же пагубно сказывается на состоянии батареи. Поэтому, в момент, когда аккумулятор заряжен до 80% быстрая зарядка отключается, и включается медленная, чтобы остудить аккумулятор и заполнить все ячейки аккумулятора.Медленная зарядка – это зарядка с переменным током то есть, тот ток который у нас в домах и в других местах, и эта зарядка не может выдать больше тока в батарею, чем ей позволяет мощность самой розетки, а это достаточно малый показатель, по сравнению с быстрой зарядкой.( 220 вольт против 50000 вольт)

Сравнительная таблица цен за разные типы зарядки электромобиля
Цена за кв/ч 4 руб/кв 20 руб/кв 10 руб/кв
Porsche Taycan 372 1860 930
Audi E-Tron 380 1900 950
Tesla Model 3 340 1700 850
Nissan Leaf 240 1200 600
Tesla Model S 400 1800 900
Chevrolet Bolt 240 1200 600
Tesla Model X 360 2000 1000

8 ОБСЛУЖИВАНИЕ

Плановое ТО: 2800 рублей (38,6 доллара)(замена масла в редукторе). Но стоит добавить, что в среднем батарея электромобиля выдерживает 700.000 км пробега, и ТО в среднем стоит 2800 рублей, поэтому это очень хорошая выгода. Колодки на электромобиле можно вообще ни разу не поменять на электромобиле, так как есть режим рекуперации(когда машина тормозит при помощи мотора, и одновременно заряжает его). Если вдруг понадобится замена батареи, то это примерно 507.000-1.000.200 тыс. рублей.

Карта электро заправочных станций по всему миру. hevcars.com.ua/usa-charging-stations/

Самые популярные электромобили в России
1)Porsche Taycan-220 продаж ( 93 КВТ/ч)
2)Audi E-Tron-110 продаж(95 КВТ/ч)
3)Tesla Model 3-75 продаж(85 КВТ/ч)
4)Nissan Leaf-29 продаж(60 КВТ/ч)
5)Tesla Model X-25 продаж(90 КВТ/ч)
ДВС:
За год авто владельцы примерно тратят на заправку: 35.700 рублей( при пробеге за год примерно 14.000 км). Что примерно столько же, сколько потратит владелец электромобиля за год при том же пробеге. Но это без планового тех.

9 ЭКОЛОГИЯ

Электромобиль:
При эксплуатации электромобиль выделяется ноль выбросов CO2, но в атмосферу выбрасываются другие вещества, которые исходят от тормозных дисков и колодок. Но, в электромобиле есть режим рекуперации(это режим при котором торможение происходит при помощи двигателя, а не тормозов) и если включить этот режим, то выбросы от колодок и дисков будет минимально.
При производстве электромобиля идёт выброс от производства батареи (15-20 тонн CO2), в то время как только за год, один автомобиль выбрасывает 3,2 тонны CO2.

ДВС:
От ДВС идут огромные выбросы от выхлопных газов, так же от колодок и тормозов. Но выхлопные газы происходят от работы двигателя, который авто производители подстраивают под современные экологические стандарты. Он называется стандарт ЕВРО(1,2,3,4,5,6). Стандарт ЕВРО 6, самый последний, почти полностью исключает выход вредных веществ, но не полностью. На данный момент, на вторичном рынке рынке продаются, и покупается машин с старыми двигателями, которые произведены по старым стандартам, либо вообще без него. И эти машины и занимают большую часть всех машин на дорогах. В будущем, на бу рынках будут появляться более новые машины, с более новыми двигателями. А старые машины со старыми двигателями будут пропадать.

10 Меры по улучшению экологичности ДВС в эксплуатации:

Здесь есть нюансы. На данный момент, кардинальных изменений в конструкции двигателе ДВС не предлагается. А предлагается полная замена двигателя на более экологичный. К примеру: Водородный двигатель более экономичный, безопасный для окружающей среды. Так нам заявляют производители и автоконцерны, но это не так. Водородный двигатель серьёзно хуже двс, в нём больше химических элементов, которые разрушают озоновый слой атмосферы. Перевозка таких авто обходится очень дорого, из за опасности протечки водорода во время транспортировки .В наше время мы не можем использовать водород так же, как используем бензиновые машины. Из за нехватки технологий. Добавлю, что учёные нашли способ улучшение бензиновых двигателей, а не полная его замена. Учёные создали водородные добавки к бензину. Исследования показали, что при такой добавке, двигатель начинает вырабатывать более безопасные соединения для атмосферы, уменьшается расход, что позволит меньшей добычи нефти. Но с этой добавкой так же не всё просто. Для безопасной работы с этой добавкой, нужно доработать охлаждение двигателя, что пока у инженеров получается с трудом.

11 Меры по улучшению экологичности электромобилей в эксплуатации:

Именно в эксплуатации, электромобиль вне конкуренции. Разве что тормозные диски выделяют вредные вещества, но они настолько малы, по сравнению с выбросами от ДВС.

12 ИДЕИ ДЛЯ ПРОДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ

Представим ситуацию. Будущее, у вас есть электромобиль, и вы работаете к примеру в офисе. У вас есть отдельное парковочное место, куда вы и ставите авто. В это парковочное место установлена специальная пластина, которая способна отдавать ток в батарею электромобиля. Вы подъезжаете, ставите машину, нажимаете на кнопку в салоне машины. Авто и пластина обменивается специальным кодом безопасности, чтобы только вы смогли заряжаться. Зарядка пошла, вы уходите на работу. После рабочего дня возвращаетесь, ваш автомобиль полностью заряжен, вы так же нажимаете на кнопку в салоне авто, зарядка прекращается, и вы уезжаете домой.
13. Мнения экспертов!
Так же, в проделанной работе, мне удалось узнать мнение об электромобилях у ведущего тренера школы экстремального вождения VASIN Drive Антона Емельянова(Кандидат в Мастера спорта по автомобильному спорту (автокросс).Чемпион России по автокроссу (багги).

Интервью с Антоном Емельяновым:disk.yandex.ru/d/smLh7gFlP009bA

Итог: Эксплуатировать электромобиль проблематично -сложности с заправкой . Он не удобный, он не практичный. Но он более экономичный по сравнению с двс. ДВС в свою очередь, более практичный и самое главное универсальный. Заправки находятся на каждом шагу, можно экономить на обслуживании, делая ТО у не официального дилера. Электромобиль-это не замена ДВС, как его всем представляют многочисленные обзоры, и громкие заявления концернов, что буквально через 3-4 года ДВС в нашей линейке больше не будет. Электромобиль это другой вариант перемещения по городу. Электромобиль более узконаправленный по сравнению с ДВС. Для одних людей ДВС является универсальным средством передвижения на дальние расстояния, перевозки грузов. Есть люди, которым нужно доехать только до работы и длительные поездки им не нужны. И может быть, они присмотрятся к электромобилю по типу Nissan Leaf. Каждый человек выберет сам, на чём ему удобней передвигаться, и тут нет какого то точного ответа, что лучше. У обоих вариантов есть как плюсы, так и минусы. И определится, что лучше решать вам.

Мы живём в удивительное время! На наших глазах происходит революция! Слава богу, что революция техническая. Все мировые автопроизводители обьявили о разработках а некоторые уже выпускают серийно, средства транспорта с нулевым выбросом. Так называют транспорт с  электрическим двигателем.

И  перед  автомоделистами встает вопрос: что выбрать — ДВС или электро? Мало того, предпочтения могут меняться, и человек, который раньше был ярым приверженцем ДВС вдруг может пересесть на электричку и наоборот. Это вечный вопрос и тема для холивара, потому что нельзя сказать — что лучше, это личное дело каждого. Совсем недавно модели с ДВС явно выигрывали в этом споре — электрические системы были либо слишком дорогими, либо слишком слабыми. С появлением бесколлекторных электрических двигателей и литий-полимерных аккумуляторов электро модели сильно потеснили ДВС, если не сказать, что сдвинули с лидирующий позиций. Чтобы вы могли сделать разумный начальный выбор, рассмотрим особенности каждого из видов моделей, а вы уж сами решите, что является для вас плюсом, а что минусом.

ДВС	Электро
Шумит и дымит как настоящая: с одной стороны, это антуражно и многим нравится, с другой — возможно недовольство окружающих.	Ездит довольно тихо, но не бесшумно. Практически не беспокоит окружающих, но и не вызывает особо восторженных взглядов.
Настройка двигателя требует особых навыков, двигатель нужно постоянно подстраивать при смене погоды.	Электромотор работает одинаково хорошо в любую погоду и не требует настройки.
Запуск двигателя требует особых манипуляций. Бывает, что запустить двигатель никак не удаётся, просто мучение.	Электромотор включается всегда и быстро.
Начальные вложения меньше, чем в электро, но потом нужно покупать довольно дорогое топливо.	Кроме модели сразу требуется купить несколько довольно дорогих аккумуляторов и специальное зарядное устройство для них, но потом долгое время практически никаких затрат.
Ресурс двигателя ограничен и измеряется в десятках часов. Возможен как постепенный износ, так и заклинивание при неправильной эксплуатации.	Бесколлекторный двигатель почти вечен, только подшипники желательно менять иногда. Однако, уязвимое место — дорогой регулятор, который может быстро и внезапно сгореть.
Модель постоянно покрывается слоем масла, смешанного с пылью и грязью, это связано с наличием в масла выхлопных газах.	Электричка будет грязной только если вы сами этого захотите.
Заправляются за несколько секунд, если кончилось топливо.	Замена аккумулятора требует одну-две минуты.
Нужно таскать с собой бутыль с топливом и накал для свечи. Если модель не с пулстартером (дёргалкой), то ещё ротостартер или стартовый стол.	Нужно таскать с собой несколько аккумуляторов и/или зарядное устройство.
Время катания зависит только от количество имеющегося в запасе топлива. Это только на первый взгляд… На самом деле, в ДВС модели есть бортовой аккумулятор для питания электроники, аккумулятор в накале для свечи и аккумулятор в ротостартере или стартовом столе. Все их надо периодически заряжать.	Время катания зависит от количества имеющихся в наличии заряженных аккумуляторов. Если рядом есть источник питания для зарядного устройства, то можно подзаряжать аккумуляторы и кататься дольше.
Пока не кончилось топливо в баке, модель едет одинаково хорошо.	Аккумулятор постепенно разряжается и под конец становится заметно, что модель едет хуже.
Модели с ДВС масштаба менее 1/10 — редкость.	Электромодели бывают любых масштабов.
Нельзя запускать в помещении.	Можно запускать в помещении.

Большая часть минусов ДВС, таких как сложность настройки и запуска, высокая цена топлива, большое количество масла, пачкающего двигатель, необходимость использования накала, относятся только к наиболее распространенным калильным ДВС, работающим на метаноле. Бензиновые ДВС, применяемые на моделях больших масштабов, лишены части недостатков, но слишком громоздки, тяжелы и дороги.

И тем не менее будущее транспорта за электрической энергией – с этим вряд ли кто-то решится поспорить. Цены на электрокары будут только опускаться, осталось только немного подождать или … Решать Вам.

---

На сегодняшний день многие игроки международного автопрома обращают внимание на автомобильный электрический двигатель (ЭД) как альтернативный источник двигательной силы транспортных средств. Однако, двигатели внутреннего сгорания или ДВС, которые уже много лет являются стандартом для автомобилей, пока что остаются очень востребованными. Здесь мы взвесим основные преимущества и недостатки двигателей внутреннего сгорания и автомобильных электродвигателей, а также сравним их по различным критериям.

Из преимуществ ДВС можно выделить следующие:

Низкая стоимость производства

Двигатели внутреннего сгорания имеют довольно низкую стоимость в производстве по сравнению с электрическими моторами. Это связано с тем, что ДВС используют более доступные по цене материалы и производственные процессы.

Большой запас хода

Автомобили с двигателями внутреннего сгорания могут преодолевать большие расстояния на одном баке топлива, чем электромобили на полном заряде АКБ.

Надежность ДВС

ДВС имеют более простое устройство и меньше подвержены поломкам. В случаях ремонта двигателя внутреннего сгорания, они обходятся дешевле, чем ремонт ЭД. Здесь важно добавить, что если пользоваться хорошими и проверенными расходниками, например, использовать качественное моторное масло (об этом можно узнать здесь: https://ekaterina-semenova.ru/5-preimuundefinedestv-kachestvennogo-motornogo-masla/) то долгосрочность эксплуатации значительно увеличится.

Широкие сети заправок

АЗС для топлива распространены просто везде, в то время как сети для зарядки электромобилей все еще развиваются.

Недостатки двигателей внутреннего сгорания:

Экологические проблемы

ДВС являются источником вредных выбросов, таких как углекислый газ, угарный газ, оксиды азота и др. Это портит качество воздуха и негативно сказывается на окружающей среде, а также влияет на здоровье людей.

Высокая стоимость эксплуатации

ДВС требуют регулярного обслуживания и замены деталей, что может быть достаточно дорого. И еще, цена на топливо может значительно варьироваться в зависимости от рыночной ситуации и политических факторов. Низкая эффективность

ДВС имеют низкий КПД преобразования топлива в энергию движения авто. Часть энергии теряется на тепло и трение, что обычно приводит к более значительному расходу топлива.

Преимущества автомобильных электродвигателей:

Экологичность

Автомобильные электродвигатели не выбрасывают вредные вещества в окружающую среду, что делает их более экологически чистыми и безопасными для здоровья.

Эффективность и высокий КПД

Автомобильные электрические двигатели имеют более высокий КПД, чем ДВС. Они расходуют энергию более эффективно и могут обеспечить лучшую динамику.

Низкая эксплуатационная стоимость

Автомобильные электрические двигатели не требуют регулярного обслуживания, как это требуется для двигателей внутреннего сгорания. Кроме того, стоимость зарядки автомобильных батарей значительно ниже, чем стоимость топлива.

Недостатки автомобильных электродвигателей:

Ограниченный запас хода

Автомобильные электродвигатели могут проехать ограниченное расстояние на одном заряде батареи, что ограничивает их использование для дальних поездок.

Высокая стоимость производства

Автомобильные электродвигатели дороже в производстве, чем двигатели внутреннего сгорания, из-за более сложной технологии и высоких затрат на материалы, такие как редкие металлы, необходимые для производства электромагнитов и других компонентов электродвигателей. Кроме того, производство литий-ионных батарей, которые используются в большинстве электромобилей, также может быть дорогостоящим и требовательным к ресурсам.

Однако с развитием технологий и увеличением производства, стоимость производства автомобильных электродвигателей может снизиться. Например, известная корпорация Tesla имеет стремление к сокращению затрат на производство электродвигателей за счет сокращения количества деталей и упрощения процесса производства.

Кроме того, следует учитывать, что хотя автомобильные электродвигатели могут быть дороже в производстве, они могут оказаться дешевле в эксплуатации и обслуживании. Это связано с тем, что электромобили обладают более высоким КПД, меньшей потребностью в обслуживании двигателя и более низкими затратами на использование энергии.

В любом случае, в настоящее время стоимость электрических автомобилей снижается, а их производство увеличивается, что делает их все более доступными для широкой аудитории потребителей. Мы можем дождаться развития технологий и сокращения затрат, от чего стоимость производства автомобильных ЭД будет падать, что увеличит их привлекательность для покупателей.