Материалы студенческой научно-практической конференции «Студенчество и техника» (стр. 4 )

В период гг. наши автомобильные заводы освоили несколько десятков новых, более совершенных моделей «Москвичей» и «ГАЗов»

Важным шагом в направлении дальнейшей специализации страны являлось строительства автомобильного гиганта в Тольятти.

В 1971-75 годы вышел на проектную мощность Волжский и Ижевский автомобильные заводы.

Чтобы ускорить дальнейшее развитие автомобильной промышленности, понадобилось расширить производственную базу и провести перестройку управления предприятия. Так, в 70-е годы родились крупные производственные объединения «АвтоЗИЛ», «АвтоМосквич», «АвтоВАЗ», «БелавтоВАЗ» и другие.

За 1976-80 годы наши заводы изготовили более 10.6 млн. машин.

В настоящее время предприятия освоили новые модификации автомобилей в том числе и по лицензиям ведущих автомобильных фирм, например «Форд – фокус», и другие. Активно разрабатываются и самые перспективные и экологически безопасные электромобили. Фирмы Нисан, Хонда, и другие объявили о массовом выпуске электромобилей на водородном топливе в 2012 г. В нашей стране также начали финансировать работы по созданию электромобилей. На выставках, авто шоу и гонках автозаводы и ведущие фирмы стараются показать самые новые разработки, модели и формы будущих автомобилей. В первую очередь это связано с экологией; снижением выбросов вредных веществ, уменьшением шума, увеличением КПД движения, улучшением комфорта. В таблице приведен в хронологическом порядке выпуск основных марок автомобилей в нашей стране:

Период	Освоение новых моделей
1893г.	Автомобиль Яковлева и Фрезе
1903г.	Изготовлен первый отечественный грузовик который имел двигатель «Де Дион Бутон» и цепную передачу.
В ночь на 1 ноября 1924г.	Была собранна первая машина АМО-Ф-15.
1946г.	Начало выпуска «ГАЗ 51»
1948г.	Начало выпуска «ГАЗ ЗИМ 12»
1957г.	Разработан «ГАЗ 21»
1967г.	Начало производства «Москвич 412»
1970г.	Стали выпускать ВАЗ-2101
1972г.	Стал выпускаться ВАЗ-2103
1977г.	Выпуск ВАЗ 2121.
1977г.	КАМАЗ
1976г.	Стали выпускать ВАЗ-2106
1980г.	Начали выпускать ВАЗ-2105
1982г.	Уже выпускается ВАЗ-2107
1993г.	ВАЗ 2109 выпуска.
1990г.	Начался мелкосерийный выпуск автомобиля «ИЖ 2126».
1993г.	Выпуска ВАЗ 2346 «Бизон».
1995г.	Начало выпуска ГАЗ 3307
1997г.	Выпуск «ГАЗ 3102» .
1998г.	Начало выпуска ВАЗ 2120
1998г.	Начало выпуска ВАЗ 2111
2000г.	Начало выпуска ВАЗ 2112

Таблица 1. Даты выпуска основных типов автомобилей в нашей стране.

Электромобили на топливных элементах группа 4Т1) НИЛ «Новые материалы и технологии» Руководитель темы к. ф-м. н., доцент,

Тюлин Виталий студент группы 4Т1 специальности Спокойный, уравновешенный, увлекающийся студент. Активно занимается конструкторской работой. Область интересов – электромобили. Особенно интересуют современные экологически чистые технологии (водородная энергетика). Владеет ПК, умеет работать с источниками, самостоятельно выполняет расчеты, рационализатор.

В последние десятилетие стала совершенно очевидной ситуация, при которой дальнейшее интенсивное развитие современной энергетики и транспорта ведет человечество к крупномасштабному экологическому кризису. Повышение общей температуры Земли и образование парникового эффекта так как - то количество выбрасываемой теплоты тепловыми электростанциями, заводами и двигателем внутреннего сгорания природа не в состоянии справится.

В сутки автомобильным транспортом сжигается больше миллиард литров бензина, а также более 15 миллиардов литров кислорода. Стремительное сокращение запасов ископаемого топлива будет вынуждать индустриально развитые страны расширять сеть атомных энергоустановок, которые во все возрастающей степени станут повышать опасность их эксплуатации. Резко обострится проблема утилизации радиоактивных отходов.

Учитывая эту тревожную тенденцию, многие ученые и практики определенно высказываются в пользу ускоренного поиска альтернативных нетрадиционных источников энергии. В частности, их взоры обращаются к водороду, запасы которого в водах Мирового океана неисчерпаемы. К тому же неоспоримым достоинством этого топлива являются относительная экологическая безопасность его использования высокая калорийность, возможность долговременного хранения, транспортировки по существующей транспортной сети и т. д.…

Более полутора веков назад, в 1839 году, английский изобретатель придумал «гальваническую газовую батарею», или, как назвали ее позже, «топливный элемент» (ТЭ).

Эта батарея вырабатывала электрический ток за счет соединения водорода с кислородом. Аналогичный источник питания использовали на кораблях «Аполлон», участвовавших в «лунной программе» США, а также на космических челноках. И вот на рубеже ХХI века изобретение Грова - экологический чистый и эффективный источник энергии - обретает новую жизнь. Появились экспериментальные модели автомобилей, телефонов, ноутбуков и даже подводных лодок, оснащенных ТЭ.

Электромобиль состоит; из батареи топливных элементов, расположенной в нижней части автомобиля; воздушного наноса, предназначенного для подочи воздуха и удаления поров воды; баллонов с водородом; буферной батарей или «ультраконденсатора» необходимого для запуска системы; тягового электродвигателя или нескольких двигателей; системы очистки воздуха; система управления электроприводом; (смотрите приложение 1 и 2).

Системы, работающие на основе ТЭ, не имеют подвижных частей. Этим обстоятельством предопределена их технологическая надежность, простота обслуживания. В пересчете на единицу развиваемой мощности такие установки требуют меньшего количества специалистов, занятых эксплуатацией и обслуживанием техники. Отсутствие подвижных частей не может не обеспечивать таким установкам повышенного моторесурса.

В целом расход топлива оказывается на 30% меньше, чем у любых аналогов традиционного вида. Эксплуатация опытных установок показывает, что ТЭ хорошо приспособлены к работе в режимах «включение-выключение»: у них вполне благополучно протекают сопутствующие переходные процессы. Такие установки безболезненно претерпевают испытания кратковременными перегрузками. Старея со временем, установки с ТЭ, тем не менее, демонстрируют лишь ограниченное падение штатного напряжения. Для любых практических приложений важно, что для ТЭ-установок характерны низкие рабочие температуры (~90°С), поэтому ТЭ-технологий привлекательны. Их работу не сопровождает выброс выхлопных газов, который нужно было бы подводить под известные ограничения по МОХ.

Таблица 1. Сравнительные характеристики ДВС и ТЭ.

Автомобили	с ДВС и нейтрализатором (Euro 3)	с энергоустановкой на топливных элементах
Топливо	Бензин	Водород
Расход энергии при 60 км/ч, кВтч/100 км	44	17,4
Выбросы токсичных	СО	2,3	0
компонентов, г/км	СН	0,2	0
NOx	0,15	0
CO2	213,0	0
H2O	98,0	117,0

Топливные элементы осуществляют прямое превращение энергии топлива в электричество (постоянного тока), минуя малоэффективные, идущие с большими потерями, процессы горения. Это электрохимическое устройство в результате высокоэффективного "холодного" горения топлива непосредственно вырабатывает электроэнергию.

Рис1. Прямое преобразование химической энергии в электрическую происходит только в топливном элементе.

Принцип его работы таков: имеется кристалл или полимерная электролитическая мембрана, обладающая свойством пропускать протоны и не пропускать электроны. С каждой ее стороны - два электрода - положительный (анод) и отрицательный (катод), связанные между собой в электрическую цепь.

В водородно-кислородном элементе водород поступает на поверхность отрицательного электрода, а кислород - на поверхность положительного электрода. Газы эти доставляются к электродам по трубкам. Катализатор, нанесенный на мембрану, активирует реакцию расщепления водорода на протон и электрон. Протон проходит через мембрану и, соединяясь с кислородом, дает воду. А электрон уходит в подсоединенную электрическую цепь. Энергия химической реакции передается электродам в виде электрической энергии. Получаемая в топливном элементе вода (виде пара) удаляется оттуда через особый фитиль. Она настолько чиста, что ее можно использовать для питья и приготовления пищи. Так поступают, например, космонавты в длительном полете - на космических станциях тоже установлены топливные элементы. Это еще одно достоинство прямого преобразования топлива в ток. Как часто случается, космические технологии нашли применение и на земле, в автомобильной промышленности.

Рис. Рост числа установок на топливных элементах

Технические характеристики карбюраторов различных систем группа 4Т1) Руководитель темы: К. ф-м. н., доцент

Щетников Александр – студент группы 4Т1 Владеет ПК, доброжелательный, предупредительный, интересуется различными системами подачи топлива. Творческая натура.

В двигателях с внешним смесеобразованием, горючая смесь образуется в приборе, который называется карбюратор. Процесс смешивания воздуха с мелкоизмельчённым,- частично испарившемся бензином, называется карбюрацией. Для того, чтобы горючая смесь по своему составу соответствовала всем режимам работы двигателя, она должна быть приготовлена нужным образом, т. е. для пуска холодного двигателя: смесь должна быть переобогащенной (потому что холодный двигатель, смесеобразование затруднено, бензин плохо испаряется, поэтому для создания нужной концентрации паров надо смесь хорошо обогатить); в режиме холостого хода: смесь д. б. обогащённой (обороты двигателя маленькие, плохо происходит вентиляция цилиндров от отработавших газов, поэтому смесь надо несколько обогатить); в режиме частичных средних нагрузок (в которых двигатель работает основное время), смесь д. б. экономичной; в режиме полной мощности, (когда дроссельная заслонка полностью открыта): смесь д. б. мощностная.

На рисунке 1 изображён мощностной режим работы карбюратора, работают две системы: - ГДС (главная дозирующая система);

- Экономайзер мощностных режимов.

Это работа двухкамерного карбюратора с последовательным открытием дроссельных заслонок (ДААЗ 2103, ДААЗ 2107, ДААЗ 2108)- с падающим потоком воздуха, воздушным пневматическим торможением топлива и обогащением на мощностных режимах при помощи экономайзера мощностных режимов пневматического типа, а в режиме ускорения работает ускорительный насос.

Рис.1. Устройство и принцип работы карбюратора.

Карбюраторы выпускаются различных видов. Основные марки карбюраторов –

Солекс, К135, Вебер, показаны на рисунках 2 и 3.

.

Рис.2.Карбюратор "Солекс" 10-31

Внешний вид карбюратора. 1 - сектор рычага привода дроссельных заслонок; 2- регулировочный винт качества смеси холостого хода; 3 - регулировочный винт количества смеси холостого хода; 4 - блок подогрева зоны дроссельной заслонки; 5 - колодка провода датчика-винта ЭПХХ; 6 - крышка пускового устройства; 7 - рычаг воздушной заслонки; 8 - корпус жидкостной камеры; 9 - болт крепления жидкостной камеры; 10 - штуцер подачи топлива; 11 - штуцер отвода топлива; 12 - крышка карбюратора; 13 - шпилька крепления

Рис. 3 Карбюратор К135 и однокамерный "Ве6ер-321СЕ"

Последние цифры маркировки карбюратора показывают на его комплектацию, это видно на таблице 1.

Таблица 1. Особенности карбюраторов семейства "Солекс"

Модель карбюратора	Автоматическое пусковое устройство	Двухступенчатое управление воздушной заслонкой	Система управления составом смеси
0 10 10 10 10 10 10-31 100-62	Нет нет нет нет нет нет есть есть есть	нет нет нет нет нет нет нет есть есть	нет нет нет нет нет нет нет нет есть

Каждый карбюратор имеет свои характеристики и дополнительные системы. Например, наиболее существенные конструктивные отличия карбюраторов базовой серии 2108 и ее модификаций приведены в следующей таблице 2.

Таблица 2. Параметры дозирующих систем карбюраторов "Солекс"

ПАРАМЕТРЫ	Модели к арбюраторов
2108	21083	21073	21	21/35	21	21
	камера	камера	камера	камера	камера	камера	камера
	1	2	1	2	1	2	1	2	1	2	1	2	1	2
Диаметр диффузора	21	23	21	23	24	24	23	23	23	23	21	23	21	23
Диаметр смесительной камеры	32	32	32	32	32	32	32	32	32	32	32	32	32	32
Производит. главного топл. жиклера	97,5	97,5	95	97,5	107,5	117,5	105	100	95	100	95	95	80	100
Производит, главного воздушного жиклера	165	125	165	125	150	135	150	135	150	125	160	100	165	125
Производит. т.ж. ХХ и переходн. сист. 2 кам.	39-44	50	39-44	50	39-44	70	39-44	50	35-41	80	35-41	80	50	50
Производит. воздуш-ных жиклеров XX и переходн. сист. 2 кам.	170	120	170	120	140	140	140	120	170	150	150	120	170	120
Производит, т. ж. эконостата 1 кам. и экономайзера 2 кам.	60	40	60	40	70	40	70	40	70	40	70	60	70	нет
Производит, жиклера актюатора главн. до-зир. систем 1 камеры	нет		нет		нет		нет		нет		нет		85
Диам. распылит. уско-рит. насоса, мм/100	35	40	35	40	45	нет	35	40	35	40	35	40	35	40
Подача топлива ускорит. насосом, CM3/10 ХОДОВ	11,5		11,5		14		11,5		11,5		11.5		11,5
Пусковые зазоры: воздушной и дроссельной заслонок	3,0	1,0	3,5	1,1	3,0	1.1	2,5	1,1	2,2/5.5	1.1	2,2/1.6	1,6	2,5/5,5	1,1