Технические науки/4.Транспорт

К.т.н. Шаяхметов А.Б.

Костанайского государственного университета им. А.Байтурсынова, Казахстан

Перспективы развития транспортной техники

Транспортная техника занимает одно из ключевых позиций в развитии сельского хозяйства. С годами она совершенствуется, но в идеальное состояние еще не доведена. Существует множество проблем, которые возникают вследствие эксплуатации. Одной из острых, это охрана окружающей среды. Двигатели модифицируются, и выбросы вредных газов сводятся к минимуму, но полностью очистить выхлопные газы не удается.

Поэтому многие ученые мира находятся в поиске новых более безопасных видов топлива.

Одним из альтернативных является водородное топливо. В Германии, Австрии, США начинают строить станции для заправки автомобилей сжатым водородом. Особенно большое внимание комплексному решению проблемы создания «зелёного» автомобиля будущего уделяют в Европе. Еврокомиссия разрабатывает масштабную программу внедрения водорода и других видов альтернативного топлива. К 2020 г. водород должен составить не менее 5% потребляемого горючего. Доля всех альтернативных видов топлива должна превысить 20% [1].

Интерес к водороду как моторному топливу обусловлен его высокими энергетическими показателями, отсутствием вредных веществ в продуктах сгорания, и главное – практически неограниченной сырьевой базой. Водород характеризуется наиболее высокими энергомассовыми показателями среди химических топлив. Низшая теплота сгорания молекулярного водорода (с образованием водяного пара) составляет 241,9 МДж/моль, что соответствует 120 МДж/кг [2].

Инженеры из Штугарта создали автомобиль Mersedes-BensF125 особенностью, которого является то, что все четыре колеса получают привод от четырех электромоторов. Питание электродвигателей осуществляется от серно-литиевых аккумуляторов, которые в свою очередь, заряжаются от водородной силовой установки. Столь замысловатая схема и топливный бак на 7,5 кг водорода позволяют концепту преодолевать без дозаправки около 1000 километров, при максимальной скорости в 220 км/ч.

В настоящее время ограниченными партиями выпускаются: BMW Hydrogen 7, битопливный (бензин/водород) легковой автомобиль, используется жидкий водород; Ford E-450,автобус;Mazda RX-8 hydrogen, битопливный (бензин/водород) легковой автомобиль; городские низкопольные автобусы MAN Lion City Bus.

Берлинская транспортная компания BVG (Berliner Verkehrsbetriebe) к ноябрю 2009 года приобрела 14 автобусов MAN с двигателями внутреннего сгорания, работающими на водороде [3].

Практически все основные автомобилестроительные фирмы занимаются разработкой автомобилей с гибридными двигателями. Они сочетают в себе небольшой двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и электропривод с аккумуляторными батареями. Энергия от двигателя и от тормозной системы автомобиля используется для зарядки аккумуляторов, питающих электропривод. Типичные гибридные двигатели позволяют на 20-30% эффективнее использовать топливо по сравнению с традиционными ДВС и выбрасывают в атмосферу значительно меньше вредных веществ. Это огромное достижение, если учесть, сколько миллионов долларов ежегодно тратится на едва заметное повышение экономичности автомобилей за счет улучшения аэродинамики кузовов и отдельных агрегатов [4].

Можно сказать, что идет тенденция перехода транспорта на альтернативные виды топлива. Этот процесс с годами будет развиваться энтенсивнее. Потому что остро стоит вопрос дефицита углеводородного топлива и охраны природы. Но какое топливо будет альтернативным? Скорее всего их будет несколько. На первых этапах существующие ДВС будут приспособлены к новым видам топлива. На последующих этапах развития траспорта появятся принципиально новые двигатели с высоким КПД.

Литература

1. http://www.vestnik.com/issues/2004/0915/win/shvartz.htm

2. http://resector.com/article/vodorodnye-topliva/

3. http://ru.wikipedia.org/wiki/

4. http://www.popmech.ru/article/4950-toplivo-buduschego/