Двигатели внутреннего сгорания заняли уже все ниши, где требуется механическая энергия. Они бывают очень маленькими, не больше ногтя, для авиамоделизма, и огромными как дом, для кораблей и подводных лодок. Более чем столетнюю историю развития двигатели внутреннего сгорания стали довольно совершенны. Самый совершенный дизельный двигатель дает КПД в районе 50%, что довольно неплохо, но все-равно 50% идет на нагревание окружающего мира. Плюс к этому выхлопные газы делают свое грязное дело по загрязнению окружающей среды. Поэтому применение электродвигателей довольно привлекательно для производителей. Давайте разберем основные преимущества электродвигателей перед двигателями внутреннего сгорания.
1. Экологичность!
Первое что приходит на ум это экологичность. Двигатели внутреннего сгорания сильно загрязняют окружающую среду и не только выхлопом, но и методами добычи и транспортировки нефти и готового топлива. То и слышно, что где-то произошел разлив. С электродвигателями такого нет. Он не выделяет никаких вредных веществ при своей работе, а электричество можно добывать вполне зелеными методами.
2. Сложность производства.
Производство двигателя внутреннего сгорание очень энергозатратное дело. Необходим целый комплекс металлургии, причем используются различные металлы- чугун, алюминий и прочие. Что тоже ведет к загрязнению окружающей среды. При производстве электродвигателя нужно меньше металлов и их можно брать из вторсырья. Сталь да медь и все.
3. Наукоемкость.
Нет, правда, двигатель внутреннего сгорания ооочень наукоемкий. Он вбирает в себя материаловедение, термодинамику и кучу всего. Необходимо иметь технологические процессы. чтобы делать местную закалку определенных деталей, думать с какой скоростью и в каком направлении движется газ внутри двигателя, оценивать что происходит при нагревании до рабочей температуры, как уменьшить токсичность выхлопа, как уменьшить массу и увеличить мощность. Эту огромную кучу проблем надо решать при производстве двигателя внутреннего сгорания. А в электродвигателе просто ротор и статор.
4. Техническое обслуживание.
Современный двигатель внутреннего сгорания требует к себе своевременного технического внимания и различных масел и жидкостей. Он требует сложного и современного моторного масла, антифриза и прочего. Производство и переработка этих жидкостей, тоже огромная проблема. Для электродвигателя всего этого не надо, система смазки не нужна, современные подшипники могут работать с минимальным количеством смазки. система охлаждения не нужна. в двигателе ничего не горит и не греется.
5. Множество сопутствующих систем.
Двигатель внутреннего сгорания должен иметь много сопутствующих систем, таких как стартер для запуска двигателя. генератор для подзарядки аккумулятора и питания бортовых систем, радиатор, помпу. систему питания. систему смазки. Для электродвигателя ничего подобного не нужно.
6. Стоимость.
Из всего вышеперечисленного вытекает один кардинальный плюс- это стоимость конечного продукта. Электродвигатель будет намного дешевле, ведь не нужен огромный комплекс производства и металлургии. а также масел и жидкостей.
7. Эксплуатационные характеристики.
Все кто ездил на электромобилях или хотя бы на обычном троллейбусе, отмечают высокую тягу. Это связано с тем, что у электродвигателя линейный график крутящего момента в зависимости от оборотов двигателя. То есть тянет он всегда одинаково и динамического коридора, как у двигателя внутреннего сгорания нету. Сюда же стоит отнести и более широкий диапазон рабочих оборотов.
8. Бесшумность.
Следующий немаловажный аспект это бесшумность. В электромоторах не происходит взрыв топлива. соответственно работают они почти бесшумно. Шум идет только от трансмиссии и колес. Соответственно не нужна система выхлопа и глушителей.
9. Вес и гибкость конструкции.
В связи с малым весом, простой конструкцией и небольшими габаритами электродвигателями можно оснастить каждое колесо автомобиля и управлять каждым колесом. что положительно влияет на безопасность и управляемость, а какой простор для любителей проехать по внедорожью, просто сказка.
10. Безопасность.
В каждой машине имеется топливный бак, а это потенциально опасно. Каждую секунду в мире несколько машин сгорает в ДТП, у них воспламеняется бензин и они горят. Плюс ко всему масло, которое тоже неплохо горит. В электромобиле нет горючих жидкостей.
Минусы
Так почему же весь мир не ездит на электромобилях, хотя изобрели их примерно одновременно с двигателями внутреннего сгорания. Самая главная проблема это вес аккумуляторов и время зарядки. Аккумулятор заряжается 10% от номинальной емкости. значит чтобы он зарядился полностью надо минимум 10 часов. Пляс до недавнего времени аккумуляторы были свинцовые и весили очень много, плюс в них была кислота. Сейчас аккумуляторы каждый день становятся меньше и легче, скорость зарядки растет и емкость тоже. Также важный вопрос это утилизация аккумуляторов, их не переплавишь, расщепление АКБ довольно трудоемкий процесс. Но эти проблемы во всю решаются и через каких-то 10-15 лет выпуск двигателей внутреннего сгорания полностью прекратится. АУДИ И Фольксваген уже заявили о том, что будут отказываться от производства.