Автомобиль на альтернативном топливе

редактировать
Toyota Prius - самый продаваемый в мире гибридный электромобиль, с мировым продаж почти 4 миллионов единиц до января 2017 года. A бразильская заправочная станция с четырьмя альтернативными видами топлива на продажу: биодизель (B3), бензин (E25), чистое этанол (E100 ) и сжатый природный газ (CNG). Семейство Chevrolet Volt является самым продаваемым в мире подключаемый гибрид, с мировыми продажами около 134 500 единиц по состоянию на декабрь 2016 года.

транспортное средство на альтернативном топливе - это автомобиль, который работает на альтернативное топливо, энергия, отличная от традиционного нефтяного топлива ( бензин или дизельное топливо ); а также относится к любой технологии питания двигателя, которая связана исключительно с нефтью (например, электромобиль, гибридный электромобиль, работающий на солнечной энергии). Из-за сочетания факторов, таких как экологические проблемы, высокие цены на нефть и вероятность пика добычи, разработка более чистых альтернативных видов топлива и современных систем питания для транспортных средств стала приоритетной задачей для многих правительств и производителей транспортных средств. во всем мире.

Гибридные электромобили, такие как Toyota Prius, на самом деле не являются транспортными средствами альтернативных топливных систем, но благодаря передовым технологиям в области электрических батарей и двигателей / генераторов они более используют нефтяное топливо. Другие исследования и разработки в области альтернативных форм энергии сосредоточены на разработке полностью электрических и транспортных средств на топливных элементах и даже накопленной энергии энергии взятия воздуха.

Экологический анализ выходит за рамки только работы и выбросов, особенно если технология широко распространена. Оценка жизненного цикла транспортные средства включает рассмотрение производства и после использования. конструкция «от люльки к люльке» важнее, чем сосредоточить внимание на одном факторе, таком как тип топлива.

Содержание

  • 1 Общий обзор
  • 2 Один источник топлива
    • 2.1 Воздушный компрессор двигателя
    • 2.2 Электрический питанием от внешнего источника
    • 2.3 Аккумуляторный электрический электрический
    • 2.4 Электрический с другим накопителем
    • 2.5 Солнечная энергия
    • 2.6 Топливо на диметиловом эфире
    • 2.7 Транспортные средства, работающие на аммиаке
    • 2.8 Биотопливо
      • 2.8.1 Биоспирт и этанол
      • 2.8.2 Биодизель
      • 2.8.3 Биогаз
    • 2.9 Древесный уголь
    • 2.10 Сжатый природный газ
    • 2.11 Сжиженный природный газ
    • 2,12 Автогаз
    • 2,13 Муравьиная кислота
    • 2,14 Водород
    • 2,15 Автомобиль с жидким азотом
    • 2,16 Атомная энергия
    • 2,17 Маховики
    • 2,18 Силаны
    • 2,19 Весна
    • 2,20
    • 2,21 Ветер
    • 2.22 Древесный газ
  • 3 3,1 Двухтопливный
  • 3.2 Гибкое топливо
  • 3.3 Гибриды
    • 3.3.1 Гибридный Многобиль
    • 3.3.2 Подключаемый гибридный электрический автомобиль
    • 3.3.3 Электрический гибридный ав томобиль с педалями
  • 4 Сравнительная оценка ископаемых и альтернативных видов топлива
  • 5 См. также
  • 6 Источники
  • 7 Внешние ссылки
  • Глобальный прогноз

    По состоянию на 2017 год более 1,4 миллиарда автомобилей находились на мировых дорогах, по сравнению с более чем 116 миллионов автомобилей с альтернативным топливом и передовыми технологиями, которые были проданы или переоборудованы во всем мире в конце 2016 года и включают:

    Бразилия является мировым лидером в гибком топливе продажи автомобилей, совокупный объем продаж на июнь 2015 года составляет 25,5 миллионов единиц.
    • Около 55 миллионов flex fuel автомобилей, мотоциклов и легких грузовиков произведено и продано по всей компании середина 2015 года, во главе с Бразилией с 29,5 миллионами к середине 2015 года, за ними следуют США с 17,4 миллионами к концу 2014 года, Канада с около 1,6 миллиона к 2014 году и Швеция с 243 100 до декабря 2014 года. С 2009 по март 2015 года произведено 4 миллиона мотоциклов, работающих на гибком топливе.
    • 22,7 миллиона натуральных транспортных средств по состоянию на август 2015 года, во главе с Китаем (4,4 миллиона) Ираном с 4,00 миллиона, за которым следуют Пакистан (3,70 миллиона), Аргентина (2,48 миллиона), Индия (1,80 миллиона) и Бразилия (1,78 миллиона).
    • 24,9 миллиона транспортных средств, работающих на сжиженном нефтяном газе, к декабрю 2013 г. на Турцию с 3,93 миллиона, Южная Корея (2,4 миллиона) и Польша (2,75 миллиона).
    • Более 12 миллионов гибридных электромобилей были проданы по всему миру. По состоянию на апрель 2016 года лидером рынка Япония с более чем 5 миллионами проданных гибридов, за которыми следуют четыре миллиона единиц с 1999 года и Европы, где с 2000 года было поставлено около 1,5 миллиона гибридов. По состоянию на январь 2017 года. мировые продажи принадлежат Toyota Motor Company с более чем 10 миллионами проданных гибридов Lexus и Toyota, за которыми следует Honda Motor Co., Ltd. совокупными глобальными продажами. по состоянию на июнь 2014 года более 1,35 миллиона гибридов. По состоянию на январь 2017 года мировые продажи гибридов вооружлись семейством Prius с совокупным объемом продаж 6,1 миллиона единиц. Toyota Prius лифтбэк - самый продаваемый гибридный электромобиль в мире, совокупный объем продаж которого составил 3,985 миллиона единиц по январь 2017 года.
    • 5,7 миллиона легковые автомобили, работающие только на чистом этаноле производился в Бразилии с 1979 года, к 2003 году в эксплуатации осталось от 2,4 до 3,0 миллионов автомобилей, а по состояние на декабрь 2011 года - 1,22 миллиона автомобилей.
    Tesla Model S полностью электрический автомобиль является вторым самым продаваемым в мире электромобилем, на декабрь 2016 года было продано более 150 000 единиц.
    • Более 4 миллионов легковых электрических легковых автомобилей и легких грузовых автомобилей были проданы во всем мире в конце сентября 2018 года. В сентябре 2016 года совокупные глобальные продажи электрических автомобилей и фургонов превысили отметку в 1 миллион единиц. По состоянию на сентябрь 2018 года Nissan Leaf это самый продаваемый в мире подключаемый к сети электромобиль с использованием подключения к магистралям, с момента его создания в мире было продано более 350 000 единиц. По состоянию на декабрь 2016 года второе место занимала полностью электрическая модель Tesla Model S, выпущенная примерно в 158000 единиц, для которой следует подключаемый гибрид Chevrolet Volt, который вместе со своим братом Opel / Мировые продажи Vauxhall Ampera составили около 134 500 единиц, а Mitsubishi Outlander P-HEV с глобальными продажами около 119500 единиц.
    По состоянию на сентябрь 2018 года в Китае находится самый большой в мире парк автомобильных дорог. легальные электрические легковые автомобили с общим объемом продаж 2 миллиона Среди страновых рынков США занимают второе место с 1 миллионом электромобилей, проданных до сентября 2018 года. Совокупные продажи легальных электромобилей и фургонов для автомагистралей в Европе достигли отметки в 1 миллион в июне 2018 года. По состоянию на сентябрь 2018 года., продажа в европейском сегменте подзарядки от розетки для легких грузовых автомобилей лидируют в Норвегии, где зарегистрировано почти 275 000 единиц. Китай является лидером в сегменте подключаемых к электросети грузовых автомобилей большой грузоподъемности, включая электрические электрические автобусы, а также коммерческие грузовики и грузовики для санитарных нужд. До сентября 2018 года в Китае было продано 2,21 миллиона автомобилей на новых источниках энергии. По состоянию на декабрь 2015 года электрические автобусы с подзарядкой от электросети с запасом почти 173 000 автомобилей.

    Единый источник топлива

    Воздушный компрессор двигателя

    Прототип Peugeot 2008 HYbrid air заменил обычные гибридные батареи на силовую установку на сжатом воздуха.

    Пневматический двигатель - поршневой двигатель без выбросов, который использует сжатый воздух в качестве источника энергии. Первую машину с сжатым воздухом изобрел французский инженер по имени Ги Негре. Расширение сжатого воздуха можно использовать для приведения в движение поршней модифицированного поршневого двигателя. Эффективность работы достигается за счет использования тепла в окружающей среде при нормальной работе для системы холодного расширенного воздуха из системы хранения. Это неадиабатическое расширение может повысить эффективность машины. Единственный выхлоп - холодный воздух (-15 ° C), который также можно использовать для кондиционирования автомобиля. Источником воздуха является резервуар из углеродного волокна под давлением. Воздух в двигатель подается через довольно обычную систему впрыска. Уникальная конструкция кривошипа в двигателе увеличивает время, в течение которого наддув воздух нагревается от внешних источников, а двухступенчатый процесс позволяет улучшить скорость передачи тепла.

    Электроэнергия, питаемая от внешнего источника

    Электроэнергия, питаемая от внешнего источника, является стандартной в электрификации железных дорог. В таких системах обычно рельсы образуют один полюс, в то время как другой обычно представляет собой одиночный контактный провод или шину, изолированную от земли.

    На дорогах эта система работает не так, как описано, поскольку нормальные дорожные покрытия очень плохие электрические проводники; Поэтому для электромобилей, питаемых от внешнего источника питания на дорогах, требуется как минимум два воздушных провода. Наиболее распространенным типом дорожных транспортных средств, питаемых от внешнего источника, являются троллейбусы, но есть также некоторые грузовики, оснащенные этой технологией. Преимущество в том, что автомобиль может эксплуатироваться без перерывов на дозаправку и зарядку. К недостаткам можно отнести: большую инфраструктуру электропроводов; трудности с вождением, как предотвратить предотвращение отслоения транспортных средств; автомобили не могут обгонять друг друга; опасность поражения электрическим током; и эстетическая проблема.

    Беспроводная передача (см. Беспроводная передача ) в принципе возможна; инфраструктура (особенно проводка), необходимая для индуктивной или емкостной связи, будет обширной и дорогой. В принципе, можно использовать микроволн или лазеров на автомобиль, но это может быть неэффективно и опасно для требуемой мощности. Кроме того, в случае лазеров требуется система наведения для транспортных средств, которые включают питание, поскольку лазерные лучи имеют небольшой диаметр.

    Аккумуляторно-электрический

    General Motors EV1 электромобиль.

    Аккумуляторные электромобили (BEV), также известные как полностью электрические транспортные средства (AEV), являются электромобилями. чье хранилище энергии находится в химической энергии батарейки. BEV - это наиболее распространенная форма того, что Калифорнийский совет по воздушным ресурсам (CARB) определяет как автомобиль с нулевым выбросом выбросов (ZEV), потому что они не производят выхлопных газов в момент эксплуатации. Электроэнергия, переносимая на борт BEV для питания двигателей, получается из аккумуляторных батарей различного химического состава. Для дополнительного диапазона иногда используются прицепы с генераторными установками или прицепы-толкачи, образующие тип гибридного автомобиля. Батареи, используемые в электромобилях, включают свинцово-кислотные батареи, абсорбированный стекломат, никель-кадмиевые, никель-металлогидридные, литий-ионные, литий-полимерные и воздушно-цинковые батареи.

    Попытки создания жизнеспособных, современных электромобилей с питанием от батарей начались в 1950-х годах с появлением первого современного (транзисторного бор) электромобиля - Хенни Киловатт, несмотря на то, что концепция реализовала на рынке с 1890 года. Несмотря на низкие первые продажи автомобилей с батарейным питанием, разработка различных автомобилей с батарейным питанием продолжалась до середины 1990-х годов, включая такие модели, как General Motors EV1 и Toyota RAV4 EV.

    Nissan Leaf - самый продаваемый в мире полностью электрический автомобиль, способный работать на шоссе. В декабре 2016 года лист достигла отметки в 250 000 единиц, проданных по всему миру.

    В автомобилях с батарейным питанием в основном использовались свинцово-кислотные батареи и никель-металлгидридные батареи. Емкость свинцово-кислотных аккумуляторов значительно снижается, если они регулярно разряжаются более чем на 75%, что делает их далеко не идеальным решением. NiMH аккумуляторы - лучший выбор, но они значительно дороже свинцово-кислотных. Литий-ионный аккумулятор автомобили, такие как Venturi Fetish и Tesla Roadster, недавно прошли отличные характеристики и дальность действия, и, тем не менее, используются в большинстве моделей массового производства. запущен с декабря 2010 года.

    Расширение использования литий-ионных аккумуляторов, преимущественно используемых в современных аккумуляторных электромобилях, - это новая наука, которая прокладывает путь к использованию структуры из углеродного волокна (в данном случае кузова транспортные средства или)) в качестве структурной батареи. Эксперименты, проводимые в Технологическом университете Чалмерса в Швеции, показывают, что в сочетании с литий-ионными механизмами введения улучшенная структура волокна волокна может иметь электромеханические свойства. Это сама структура из углеродного волокна может действовать как собственный аккумулятор / источник энергии для движения. Это устранение необходимости в увеличении мощных аккумуляторных батареях, снизит вес и, следовательно, повысит топливную эффективность.

    По состоянию на декабрь 2015 года, несколько электромобилей, городской электромобилей и серийное производство проезжие по шоссе электромобили и грузовые фургоны были доступны для розничной продажи, включая Tesla Roadster, GEM cars, Buddy, Mitsubishi i MiEV и его версии под марками Peugeot iOn и Citroën C-Zero, Chery QQ3 EV, JAC J3 EV, Nissan Leaf, Smart ED, Mia electric, BYD e6, Renault Kangoo ZE, Bolloré Bluecar, Renault Fluence ZE, Ford Focus Electric, BMW ActiveE, Renault Twizy, Tesla Model S, Honda Fit EV, RAV4 EV второго поколения, Renault Zoe, Mitsubishi Minicab MiEV, Roewe E50, Chevrolet Spark EV, Fiat 500e, BMW i3, Volkswagen e-Up!, Nissan e-NV200, Volkswagen e-Golf, Mercedes-Benz B-Class Electric Drive, Kia Soul EV, BYD e5 и Tesla Model X. Самый продаваемый электромобиль для легальных автомагистралей в мире - Nissan Leaf, выпущенный в декабре 2010 года, с мировыми продажами более 250 000 единиц по декабрь 2016 года. Tesla Model S, выпущенный в июне 2012 года, занимает второе место с мировыми продажами более 158 000 автомобилей, поставленных по состоянию на декабрь 2016 года. Грузовой фургон Renault Kangoo ZE лидером сегмента легких электромобилей с мировыми продажами 25 205 единиц. до декабря 2016 года.

    Электроэнергия, запасная в другом месте

    Электричество также может храниться в суперконденсаторах и сверхпроводниках. Однако хранение сверхпроводников не подходит для транспортных средств. Однако суперконденсаторы можно использовать в транспортных средствах и в некоторых трамваях на участках без воздушных проводов. Их можно проезжать во время регулярных остановок, когда пассажиры входят в поезд и выходят из него, но могут проезжать лишь несколько километров с накопленной энергией. В данном случае это не проблема, так как следующая остановка обычно находится на достижимом расстоянии.

    Солар

    Нуна команда на ипподроме. Нуна автомобиль на солнечных батареях, который разгоняется до 140 км / ч (84 миль в час).

    солнечный автомобиль - это электромобиль, работающий на солнечной энергии, получаемой от солнечных батарей на автомобиле. Солнечные батареи в настоящее время не могут быть задействованы для непосредственного снабжения автомобиля достаточным количеством энергии, но их можно использовать для расширения диапазона электромобилей. Они участвуют в таких соревнованиях, как World Solar Challenge и North American Solar Challenge. Эти мероприятия часто используются правительственными агентствами, такими как Министерство энергетики США, стремящимся к развитию альтернативных технологий энергии, таких как солнечные батареи и электромобили. В такие задачи часто входят универсальные машины, которые развивают инженерные и технологические навыки своих студентов, а также производителей автомобилей, таких как GM и Honda.

    Батарея Трева рассчитана на более чем 250 000 километров.

    North American Solar Challenge - это гонка на солнечных автомобилях по Северной Америке. Первоначально называвшаяся Sunrayce, организованная и спонсируемая General Motors в 1990 году, она была переименована в American Solar Challenge в 2001 году при поддержке Министерства энергетики США и Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии. Команды из университетов США и Канады соревнуются в дистанционном тесте на выносливость и эффективность, проезжая тысячи миль по обычным шоссе.

    Nuna - это название серии пилотируемых автомобилей на солнечных батареях, которые трижды подряд выиграли World Solar Challenge в Австралии: в 2001 году (Nuna 1 или просто Nuna), 2003 году (Nuna 2) и 2005 году ( Нуна 3). Nunas построены студентами Делфтского технологического университета.

    World Solar Challenge - это автомобильная гонка на солнечной энергии на расстояние более 3021 км (1877 миль) по центральной Австралии от Дарвина до Аделаиды. Гонка привлекает команды со всего мира, большинство из которых представлены университетами или корпорациями, хотя некоторые из них представлены старшими школами.

    Trev (двухместный автомобиль на возобновляемых источниках энергии ) был разработан сотрудниками и студентами Университета Южной Австралии. Впервые Трев был представлен на World Solar Challenge 2005 года как концепция маломощного и эффективного пригородного автомобиля. Автомобиль-прототип с 3 колесами и массой около 300 кг имел максимальную скорость 120 км / ч и ускорение 0–100 км / ч примерно за 10 секунд. По прогнозам, эксплуатационные расходы Trev будут менее 1/10 эксплуатационных расходов небольшого бензинового автомобиля.

    Топливо на основе диметилового эфира

    Установка колонн синтеза BioDME на пилотной установке Chemrec

    Диметиловый эфир (DME) является перспективным топливом для дизельных двигателей, бензиновых двигателей (30% ДМЭ / 70% СНГ) и газовые турбины из-за высокого цетанового числа, которое составляет 55, по сравнению с дизельным, которое составляет 40–53. Для преобразования дизельного двигателя на работу с DME требуются лишь умеренные модификации. Простота этого соединения с короткой углеродной цепью приводит во время сгорания к очень низким выбросам твердых частиц NO x, CO. По этим причинам, а также не содержит серы, DME соответствует даже самым строгим нормам выбросов в Европа (EURO5), США (США, 2010 г.) и Япония (2009 г., Япония). Mobil использует DME в процессе превращения метанола в бензин.

    DME разрабатывается как синтетическое биотопливо второго поколения (BioDME), которое может быть произведено из лигноцеллюлозной биомассы. В настоящее время ЕС рассматривает BioDME в своей потенциальной смеси биотоплива к 2030 году; Volvo Group является координатором Европейского сообщества Седьмой рамочной программы проекта BioDME, где Chemrec BioDME пилотная установка на основе черного В Питео, Швеция, близится к завершению газификация ликвора . нарисованный Альфредом Во в 1871 году. Самолет X-15 использовал аммиак в качестве одного компонента топлива своего ракетного двигателя

    Аммиак получают путем соединения газообразного водорода с азотом из воздуха. В крупномасштабном производстве аммиака в качестве источника водорода используется природный газ. Аммиак использовался во время Второй мировой войны для питания автобусов в Бельгии, а также в двигателях и солнечной энергии до 1900 года. Жидкий аммиак также использовался в качестве топлива для ракетного двигателя Reaction Motors XLR99, который приводил в действие X-15 гиперзвуковой исследовательский самолет. Хотя он не такой мощный, как другие виды топлива, он не оставляет сажи в многоразовом ракетном двигателе, а его плотность примерно соответствует плотности окислителя, жидкого кислорода, что упростило конструкцию самолета.

    Аммиак был предложен в качестве практической альтернативы ископаемому топливу для двигателей внутреннего сгорания. Теплотворная способность аммиака составляет 22,5 МДж / кг (9690 БТЕ / фунт), что примерно вдвое меньше, чем у дизельного топлива. В обычном двигателе, в котором водяной пар не конденсируется, теплотворная способность аммиака будет примерно на 21% меньше этого значения. Его можно использовать в существующих двигателях с незначительными модификациями карбюраторов / форсунок.

    Если он производится из угля, CO 2 может быть легко изолирован (продукты сгорания азот и вода).

    Аммиачные двигатели или аммиачные двигатели, использующие аммиак в качестве рабочей жидкости, были предложены и время от времени использовались. Принцип аналогичен принципу, применяемому в беспламенном локомотиве, но с аммиаком в качестве рабочего тела вместо пара или сжатого воздуха. Аммиачные двигатели экспериментально использовались в 19 веке Голдсуорси Герни в Великобритании и трамваями в Новом Орлеане. В 1981 году канадская компания переоборудовала Chevrolet Impala 1981 года для работы на аммиаке в качестве топлива.

    Аммиак и GreenNH3 с успехом используются разработчиками в Канаде, поскольку он может работать в двигателях с искровым зажиганием или дизельных двигателях с небольшими модификациями. также является единственным экологически чистым топливом для реактивных двигателей, и, несмотря на его токсичность, считается не более опасным, чем бензин или СНГ. Он может быть получен из возобновляемой электроэнергии, и его плотность вдвое меньше, чем у бензина или дизельного топлива, и его можно легко перевозить в достаточном количестве в транспортных средствах. При полном сгорании не производит никаких выбросов, кроме азота и водяного пара. Химическая формула горения: 4 NH3 + 3 O2 → 2 N2 + 6 H2O, в результате получается 75% воды.

    Биотопливо

    Биоспирт и этанол

    Автомобиль Ford Model T был первым коммерческим транспортным средством с гибким топливом. Двигатель мог работать на бензине или этаноле, или на их смеси. Ford Taurus 1996 года был первым произведенным автомобилем с гибким топливом. с версиями, способными работать либо с этанолом (E85), либо с метанолом (M85), смешанным с бензином. VW Gol 1.6 Total Flex 2003 года был первый коммерческий автомобиль с гибким топливом на рынке Бразилии, способный работать на любой смеси бензина (от E20 до E25, смесь ) и этанола (E100 ).

    Первым коммерческим автомобилем, который использовал этанол в качестве топлива, был Ford Model T, выпускавшийся с 1908 по 1927 год. Он был оснащен карбюратором с регулируемая форсунка, позволяющая использовать бензин или этанол или их комбинацию. Другие производители автомобилей также поставляли двигатели для использования в качестве топлива на этаноле. В Соединенных Штатах спиртовое топливо производилось в кукурузо-спиртовых кубах до Запрет криминализировал производство алкоголя в 1919 году. Использование спирта в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания, как отдельно, так и в сочетании с другими видами топлива, прекратилось до резкого скачка цен на нефть 1970-х год ов. Кроме того, дополнительное внимание было привлечено из-за его возможных экологических и долгосрочных экономических преимуществ перед ископаемым топливом.

    И этанол, и метанол использовались в качестве автомобильного топлива. Хотя и то, и другое можно получить из нефти или природного газа, этанол привлек больше внимания, поскольку он считается возобновляемым ресурсом, который легко получить из сахара или крахмала в сельскохозяйственных культурах и других сельскохозяйственных продуктах, таких как зерно, сахарный тростник, сахарная свекла или даже лактоза. Поскольку этанол встречается в природе всякий раз, когда дрожжи находят раствор сахара, например, перезрелые плоды, большинство организмов выработало некоторую толерантность к этанолу, тогда как метанол токсичен. Другие эксперименты включают бутанол, который также можно получить путем ферментации растений. Поддержка этанола исходит из того факта, что это топливо из биомассы, которое направлено на изменение климата и выбросы парниковых газов, хотя эти преимущества сейчас активно обсуждаются, в том числе с подогревом 2008 еда vs топливо дебаты.

    Большинство современных автомобилей спроектированы для работы на бензине и могут работать со смесью от 10% до 15% этанола, смешанного с бензином (E10-E15 ). После небольшого изменения конструкции автомобили с бензиновым двигателем могут работать на этаноле с концентрацией до 85% (E85 ), максимальной, установленной в Соединенных Штатах и ​​Европе из-за холодной погоды зимой или выше. до 100% (E100 ) в Бразилии, с более теплым климатом. У этанола примерно на 34% меньше энергии на единицу объема, чем у бензина, следовательно, рейтинги экономии топлива для смесей этанола значительно ниже, чем для чистого бензина, но это более низкое содержание энергии не приводит непосредственно к сокращению пробега на 34%, потому что есть много других переменные, которые влияют на характеристики конкретного топлива в конкретном двигателе, а также потому, что этанол имеет более высокое октановое число, что выгодно для двигателей с высокой степенью сжатия.

    По этой причине, чтобы смеси чистого или высокого этанола были привлекательными для пользователей, их цена должна быть ниже, чем у бензина, чтобы компенсировать более низкую экономию топлива. Согласно эмпирическому правилу, местные СМИ часто рекомендуют бразильским потребителям использовать больше алкоголя, чем бензина, только в том случае, если цены на этанол на 30% ниже или выше, чем на бензин, поскольку цена на этанол сильно колеблется в зависимости от результаты и сезонные сборы сахарного тростника и по регионам. В США на основе тестов EPA для всех моделей 2006 E85 средняя экономия топлива для автомобилей E85 была на 25,56% ниже, чем у неэтилированного бензина. При сравнении цен можно принять во внимание пробег современных американских автомобилей с гибким топливом, оцененный EPA, хотя E85 имеет октановое число около 104 и может использоваться в качестве замены бензина премиум-класса. Региональные розничные цены на E85 сильно различаются в США, с более благоприятными ценами в регионе Среднего Запада, где выращивается большая часть кукурузы и производится этанол. В августе 2008 года средний спред между ценой E85 и бензином в США составлял 16,9%, тогда как в Индиане был 35%, 30% в Миннесоте и Висконсин, 19% в Мэриленде, от 12 до 15% в Калифорнии и всего 3% в Юте. В зависимости от возможностей автомобиля безубыточная цена на E85 обычно должна быть на 25-30% ниже, чем на бензин.

    E85 топливо продается на обычной автозаправочной станции в Вашингтоне, округ Колумбия.

    Реагируя на высокая цена на нефть и ее растущая зависимость от импорта, в 1975 году Бразилия запустила программу Pro-alcool, огромную субсидируемую государством программу по производству этанольного топлива (из урожая сахарного тростника) и автомобили, работающие на этаноле. Эти автомобили, работающие только на этаноле, были очень популярны в 1980-х годах, но стали экономически непрактичными, когда цены на нефть упали - а цены на сахар выросли - в конце того десятилетия. В мае 2003 года Volkswagen впервые построил коммерческий автомобиль на этаноле на гибком топливе, Gol 1.6 Total Flex. Эти автомобили имели коммерческий успех, и к началу 2009 года девять других бразильских производителей производили автомобили с гибким топливом: Chevrolet, Fiat, Ford, Peugeot <586.>, Renault, Honda, Mitsubishi, Toyota, Citroën и Nissan. Внедрение технологии flex было настолько быстрым, что автомобили с гибким топливом достигли 87,6% продаж новых автомобилей в июле 2008 года. По состоянию на август 2008 года парк автомобилей с гибким дизайном и легких коммерческих автомобилей достиг 6 миллионов проданных новых автомобилей, что составляет почти 19% всех зарегистрированных легковых автомобилей. Быстрый успех «гибких» транспортных средств, как их обычно называют, стал возможным благодаря существованию к 2006 году 33 000 заправочных станций с по крайней мере одним насосом для этанола, наследием программы Pro-alcool.

    В Соединенных Штатах первоначальная поддержка правительством разработки альтернативных видов топлива была также ответом на нефтяной кризис 1973 года, а позднее - целью улучшения качества воздуха. Кроме того, жидкое топливо предпочтительнее газообразного не только потому, что оно имеет лучшую объемную плотность энергии, но и потому, что оно является наиболее совместимым топливом с существующими системами распределения и двигателями, что позволяет избежать большого отхода от существующих технологий и использовать преимущества транспортного средства. и заправочная инфраструктура. Калифорния вела поиск устойчивых альтернатив с интересом к метанолу. В 1996 году был разработан новый FFV Ford Taurus, модели которого полностью способны работать как на метаноле, так и на этаноле, смешанном с бензином. Эта этаноловая версия Taurus была первым серийным автомобилем E85 FFV. Активность программ производства FFV на американских автомобильных компаниях продолжалась, хотя к концу 1990-х годов акцент был сделан на версии FFV E85, как и сегодня. Этанол был предпочтительнее метанола, потому что фермеры пользуются большой поддержкой, а также благодаря государственным программам стимулирования и субсидиям на этанол на основе кукурузы. Швеция также тестировала как M85, так и E85 с гибким топливом, но из-за сельского хозяйства

    Биодизель

    Автобус, работающий на соевом биодизеле Биодизель (B20) насос в США

    Основным преимуществом дизельных двигателей внутреннего сгорания является то, что они имеют КПД сжигания топлива 44%; по сравнению с 25–30% в лучших бензиновых двигателях. Кроме того, дизельное топливо имеет немного более высокую удельную энергию по объему, чем бензин. Это делает дизельные двигатели способными достичь гораздо большей экономии топлива, чем бензиновые автомобили.

    Биодизель (метиловый эфир жирной кислоты) коммерчески доступен в большинстве штатов США, производящих масличные семена. По состоянию на 2005 год он несколько дороже, чем ископаемое дизельное топливо, хотя обычно его производят в относительно небольших количествах (по сравнению с нефтепродуктами и этанолом). Многие фермеры, выращивающие масличные культуры, используют смесь биодизеля в тракторах и оборудовании в качестве политики, чтобы стимулировать производство биодизеля и повысить осведомленность общественности. Иногда легче найти биодизель в сельской местности, чем в городах. Биодизель имеет более низкую удельную энергию, чем ископаемое дизельное топливо, поэтому транспортные средства, работающие на биодизеле, не могут справиться с экономией топлива дизельного транспортного средства, работающего на ископаемом топливе, если система впрыска дизельного топлива не настроена на новое топливо. Если время впрыска изменить с учетом более высокого цетанового числа биодизеля, разница в экономии будет незначительной. Поскольку биодизельное топливо содержит больше кислорода, чем дизельное топливо или топливо на растительном масле, оно производит самые низкие выбросы от дизельных двигателей и имеет меньшее количество выбросов, чем бензиновые двигатели. Биодизель имеет более высокую смазывающую способность, чем минеральное дизельное топливо, и является добавкой к европейскому дизельному топливу для смазывающей способности и снижения выбросов.

    Некоторые автомобили с дизельным двигателем могут работать с небольшими изменениями на 100% чистых растительных маслах. Vegetable oils tend to thicken (or solidify if it is waste cooking oil), in cold weather conditions so vehicle modifications (a two tank system with diesel start/stop tank), are essential in order to heat the fuel prior to use under most circumstances. Heating to the temperature of engine coolant reduces fuel viscosity, to the range cit разработано производителями систем впрыска для систем, предшествующих системам Common Rail или VW PD. Отработанное растительное масло, особенно если оно использовалось долгое время, может гидрогенизироваться и иметь повышенную кислотность. Это может вызвать загустевание топлива, образование смол в двигателе и кислотное повреждение топливной системы. Биодизель не имеет этой проблемы, потому что он химически обработан, чтобы иметь нейтральный pH и более низкую вязкость. Современные дизельные двигатели с низким уровнем выбросов (чаще всего соответствующие стандартам Евро-3 и -4), типичные для текущего производства в европейской промышленности, потребуют значительной модификации системы форсунок, насосов, уплотнений и т. Д. Из-за более высоких рабочих давлений, которые имеют более тонкую конструкцию. (нагретое) минеральное дизельное топливо, чем когда-либо прежде, для распыления, если бы они использовали чистое растительное масло в качестве топлива. Топливо на растительном масле не подходит для этих автомобилей, поскольку они производятся в настоящее время. Это сокращает рынок, поскольку все большее количество новых автомобилей не может его использовать. Однако немецкая компания Elsbett уже несколько десятилетий успешно производит однобаковые топливные системы на растительном масле и работает с Volkswagen над их двигателями TDI. Это показывает, что технологически возможно использовать растительное масло в качестве топлива в высокоэффективных дизельных двигателях с низким уровнем выбросов.

    Greasestock - это мероприятие, ежегодно проводимое в Yorktown Heights, Нью-Йорк, и является одной из крупнейших демонстраций автомобилей, использующих отработанное масло в качестве биотоплива в Соединенных Штатах.

    Биогаз

    Сжатый биогаз может использоваться для двигателей внутреннего сгорания после очистки неочищенного газа. Удаление H2O, H2S и частиц можно рассматривать как стандарт для получения газа того же качества, что и сжатый природный газ. Использование биогаза особенно интересно в климатических условиях, где отработанное тепло электростанции, работающей на биогазе, не может использоваться летом.

    Древесный уголь

    В 1930-е годы Тан Чжунмин сделал изобретение, используя богатые ресурсы древесного угля для китайского автомобильного рынка. Автомобиль, работающий на угле, позже активно использовался в Китае, обслуживая армию и перевозчик после начала Второй мировой войны.

    Сжатый природный газ

    Бразильский Fiat Siena Tetrafuel 1.4, первый многотопливный автомобиль, работающий как гибкое топливо на чистом бензин, или E25, или E100 ; или работает как биотопливо с природным газом (CNG).

    сжатым природным газом высокого давления (CNG), в основном состоящим из метана, который используется для топливо нормальное ДВС вместо бензина. При сжигании метана образуется наименьшее количество CO 2 из всех ископаемых видов топлива. Бензиновые автомобили можно переоборудовать на КПГ и превратить в двухтопливные автомобили, работающие на природном газе (ПГМ), поскольку бензобак остается. Водитель может переключаться между КПГ и бензином во время работы. Транспортные средства, работающие на природном газе (ПГМ), популярны в регионах или странах, где имеется много природного газа. Широкое распространение началось в долине реки По в Италии, а позже стало очень популярным в Новой Зеландии к восьмидесятым годам, хотя его использование сократилось.

    Автобусы, работающие на КПГ, распространены в Соединенных Штатах.

    По состоянию на декабрь 2012 года в мире насчитывалось 17,8 миллиона автомобилей, работающих на природном газе, во главе с Ираном - 3,30 миллиона, за ними следуют Пакистан (2,79 миллиона), Аргентина (2,29 миллиона), Бразилия (1,75 миллиона), Китай (1,58 миллиона) и Индия (1,5 миллиона). По состоянию на 2010 год Азиатско-Тихоокеанский регион лидировал на мировом рынке с долей 54%. В Европе они популярны в Италии (730 000), Украине (200 000), Армении (101 352), России (100 000) и Германии (91 500), и они становятся все более популярными, поскольку различные производители производят автомобили, автобусы, фургоны и тяжелые автомобили заводского изготовления. транспортных средств. В США Автобусы - любимый выбор нескольких агентов общественного транспорта, с приблизительным парком автобусов, работающих на КПГ, около 130 000 человек. Другие страны, популярные автобусы, работающие на КПГ, включая Индию, Австралию, Аргентину и Германию.

    Транспортные средства, работающие на КПГ, распространены в Южной Америке, где эти автомобили в основном используются в качестве такси в крупных городах. Аргентины и Бразилии. Обычно стандартные бензиновые автомобили модернизируются в предположении мастерских, что установку газового баллона в багажник, а также систему впрыска КПГ и электронику. Бразильский флот GNV сосредоточен в городах Рио-де-Жанейро и Сан-Паулу. Pike Research сообщает, что почти 90% газомоторных автомобилей в Латинской Америке имеют двухтопливные двигатели, что позволяет этим автомобилям работать на бензине или СПГ.

    В 2006 году бразильская дочерняя компания FIAT представил Fiat Siena Tetra fuel, четырехтопливный автомобиль, подходящий под Magneti Marelli из Fiat Бразилия. Этот автомобиль может работать на 100% этаноле (E100 ), E25 (смесь нормального этанола и бензина в Бразилии), чистом бензине (недоступном в Бразилии) и природном газе, а также переключаться с смесь бензина и этанола в СПГ автоматически, в зависимости от мощности, необходимой в дорожных условиях. Другой существующий вариант - переоборудование автомобиль с гибким топливом , работающий на этаноле ,, чтобы добавить бак для природного газа и соответствующую систему впрыска. Некоторые такси в Сан-Паулу и Рио-де-Жанейро, Бразилия, работают с этой опцией, позволяя пользователю выбирать из трех видов топлива (E25, E100 и СПГ). согласно текущим рыночным ценам на помпу. Транспортные средства с этой адаптацией известны в Бразилии как «трехтопливные».

    HCNG или обогащенный водородом природный газ для использования в автомобиле смешанное использование водородной станции.

    сжиженный природный газ

    Сжиженный природный газ (СПГ) - это природный газ, охлажденный до точки, при которой он становится криогенной жидкостью. В этом жидком состоянии природный газ более чем в 2 раза плотнее сжатого СПГ. Топливные системы СПГ работают на любом транспортном средстве, способном сжигать природный газ. В отличие от СПГ, которое хранится при высоком давлении (обычно 3000 или 3600 фунтов на квадратный дюйм), а затем регулируется до более низкого давления, которое может выдержать двигатель, СПГ хранится при низком давлении (от 50 до 150 фунтов на квадратный дюйм) просто испаряется теплообменником перед поступлением. устройства дозирования топлива к двигателю. Благодаря высокой плотности энергии по сравнению с СПГ, он очень подходит для тех, кто интересуется большими расстояниями при работе на природном газе.

    В первую очередь, сдерживающим фактором является быстрый рост источника топлива. Цепочка поставки СПГ очень похожа на цепочку поставки дизельного топлива или бензина. Во-первых, трубопроводный природный газ в больших количествах сжижается, аналогично переработке бензина или дизельного топлива. Затем СПГ транспортируется полуприцепом на заправочные станции, где он хранится в наливных резервуарах до тех пор, пока не будет заправлен в автомобиль. CNG, с другой стороны, требует дорогостоящего сжатия на каждой станции для заполнения каскадов цилиндров высокого давления.

    Autogas

    Пропановый школьный автобус в США.

    LPG или сжиженный нефтяной газ (LPG) - сжиженный газ низкого давления. смесь, состоящая в основном из пропана и бутана, которая горит в обычных бензиновых двигателях сгорания с меньшим содержанием CO 2, чем бензин. Бензиновые автомобили могут быть переоборудованы на сжиженный нефтяной газ, также известный как автомобильный газ, и стать транспортными средствами на двухтопливном топливе, поскольку бензобак остается. Вы можете переключаться между сжиженным газом и бензином во время работы. По оценкам, 10 миллионов автомобилей работают по всему миру.

    По состоянию на декабрь 2010 года в мире насчитывалось 17 473 миллиона автомобилей, работающих на сжиженном нефтяном газе, Польша (2325 миллионов автомобилей) и Южная Корея (2,3 миллиона). В США 190 000 дорожных транспортных средств используют пропан, а 450 000 вилочных погрузчиков используют его в качестве источника энергии. Принимая во внимание, что это запрещено в Пакистане (декабрь 2013 г.), так как OGRA считает это опасным для общественной безопасности.

    Hyundai Motor Company начала продажи Elantra LPI Hybrid на внутреннем рынке Южной Кореи в июле 2009 года. Elantra LPI (сжиженный бензин с впрыском) является первым в мире гибридный электромобиль, приводимый в движение двигателем внутреннего сгорания, созданный для работы на сжиженном углеводородном газе (СНГ) в качестве топлива.

    Муравьиная кислота

    Муравьиная кислота используется, сначала преобразовывая его в водород, а затем используя его в водородном топливном элементе. Его также можно использовать непосредственно в топливных элементов с муравь кислотой. Муравьиную кислоту хранить намного проще, чем водород.

    Водород

    2009 Honda FCX Clarity - это автомобиль на водороде топливных элементов. на рынок в 2008 году. Водородная заправочная станция в Калифорнии. Sequel, автомобиль с двигателем на водороде на топливных элементах от General Motors. Hyundai ix35 FCEV был выпущен в лизинг в США в 2014 году. Toyota Mirai - один из первых автомобилей с водородными топливными элементами, которые коммерчески проданы розничным покупателям. использование только в Японии и Калифорнии.

    A водород автомобиль - это автомобиль, в котором водород используется в качестве основного источника энергии для передвижения. Эти автомобили обычно используют водород одним из двух методов: сжиганием или преобразованием топливных элементов. При сгорании водород «сжигается» в двигателе в основном так же, как и в бензиновых автомобилях. При преобразовании топливных элементов водород превращается в электричество через топливные элементы, которые приводят в действие электродвигатели. При этом может образовываться NOx.

    Honda представила свой автомобиль на топливных элементах в 1999 году под названием FCX и с тех пор представила второе поколение FCX Clarity. Ограниченный маркетинг FCX Clarity, основанный на концептуальной модели 2007 года, начался в июне 2008 года в Штатах, и он представлен в Японии в ноябре 2008 года. FCX Clarity был доступен в США только в районе Лос-Анджелеса, где доступны 16 водородных заправочных станций и до июля 2009 года только 10 водителей арендовали Clarity за 600 долларов США в месяц. Всемирной конференции по водородной энергетике 2012 , Daimler AG, Honda, Hyundai и Toyota подтвердили планы по производству автомобилей водородных топливных элементов для продажи в 2015 году, при некоторых моделях запланировано в выставочный зал в 2013 году. С 2008 по В 2014 году Honda арендовала в общей сложности 45 единиц FCX в США.

    В настоящее время существует небольшое количество прототипов водородных автомобилей, и ведется значительный объем исследований, чтобы сделать эту более жизнеспособной. Обычный двигатель внутреннего сгорания, обычно работающий на бензине (бензине) или дизельном топливе, может быть преобразован для работы на газообразном водороде. Однако наиболее эффективного использования водорода включает <использование топливных элементов и электродвигателей вместо традиционного двигателя. Водород реагирует с кислородом внутри топливных элементов, что дает электричество для питания двигателей. Одной из основных областей исследований является водорода, чтобы увеличить диапазон водородных транспортных средств при одновременном снижении веса, потребления энергии и сложности систем хранения. Двумя способами хранения гидриды металлов и сжатие. Использование более эффективных гибридных автомобилей и других альтернативных технологий.

    Исследование The Carbon Trust для Великобритании Министерство энергетики и изменения климата предполагает, что водородные технологии могут обеспечить транспорт Великобритании с почти нулевым уровнем выбросов при одновременном снижении зависимости от импортной нефти. и сокращении возобновляемой генерации. Однако технологии сталкиваются с очень сложными проблемами с точки зрения стоимости, производительности и политики.

    Автобусы, поезда, велосипеды PHB, катера, грузовые велосипеды, тележки для гольфа, мотоциклы, инвалидные коляски, корабли, самолеты, подводные лодки и ракеты уже могут работать на водороде в различных формах. НАСА использовалось водород для запуска космических челноков в космосе. Работающая игрушечная машина работает на модель солнечной энергии, используя регенеративный топливный элемент для хранения энергии в виде водорода и кислорода газа. Затем он может преобразовать топливо обратно в воду, чтобы высвободить солнечную энергию.

    Водородный автомобиль BMW Clean Energy внутреннего сгорания обладает большей мощностью и быстрее, чем автомобили на водородных топливных элементах. Начало ограниченного серийного производства седана 7 серии было объявлено в конце 2006 года. Водородный прототип BMW (H2R), использующий трансмиссию этой модели, побил рекорд скорости для водородных автомобилей на скорости 300 км / ч (186 миль / ч)., делая историю автомобилестроения. Mazda разработала двигатели Ванкеля для сжигания водорода. В Wankel используется роторный принцип работы, поэтому водород горит в другой части двигателя, чем на впуске. Это уменьшает преждевременную детонацию, проблему с поршневыми двигателями, работающими на водороде.

    Другие крупные автомобильные компании, такие как Daimler, Chrysler, Honda, Toyota, Ford и General Motors, вместо этого инвестируют в водородные топливные элементы. У VW, Nissan и Hyundai / Kia также есть прототипы автомобилей на топливных элементах. Кроме того, транспортные агентства по всему миру используют прототипы автобусов на топливных элементов. Автомобили на топливных элементах, такие как новая Honda Clarity, могут проехать до 70 миль (110 км) на килограмме водорода.

    Hyundai ix35 FCEV топливо сотовый автомобиль для аренды в США. В 2014 году было сдано в аренду 54 единицы. Продажи Toyota Mirai государственным и корпоративным клиентам начались в Японии 15 декабря 2014 года. Toyota доставила первую рыночную модель Mirai в официальную резиденцию премьер-министра и объявила о получении 1500 заказов. в Японии через месяц после начала продаж против плановых продаж 400 за 12 месяцев.

    Поставки розничных покупателей начались в Калифорнии в октябре 2015 года. В общей сложности 57 единиц были поставлены в период с октября по ноябрь 2015 года. выпустить Мираи в Северо-Восточных штатах в первой половине 2016 года. Выход на рынок Европы намечен на сентябрь 2015 года.

    Автомобиль с жидким азотом

    Жидкий азот (LN2) - это метод хранения энергии. Энергия используется для сжижения воздуха, а затем путем испарения производится и распределяется LN2. LN2 подвергается воздействию тепла окружающей среды в автомобиле, и образующийся азот может установить для питания поршневого или газотурбинного двигателя. Максимальное количество энергии, которое может быть извлечено из LN2, составляет 213 Вт · ч / кг (Вт · ч / кг) или 173 Вт · ч на литр, при этом максимум 70 Вт · ч / кг может быть использован с изотермическим процессом расширения. Такой автомобиль с баком на 350 литров (93 галлона) может достичь дальности, аналогичной транспортной средству с бензиновым двигателем с баком на 50 литров (13 галлонов). Теоретические двигатели будущего, использующие каскадные циклы доливки, могут улучшить это примерно до 110 Вт · ч / кг с помощью квазиизотермического процесса расширения. Его преимуществами являются нулевые вредные выбросы и превосходная плотность энергии по сравнению с автомобилем, работающим на сжатом воздухе , а также возможность наполнить бак за считанные минуты.

    Ядерная энергия

    Марсоход Curiosity, управляемое радиоизотопными термоэлектрическими генераторами

    В принципе, можно построить транспортное средство, работающее на ядерном делении или ядерном распаде. Однако есть две основные проблемы: первая должна преобразовать энергию, которая поступает в виде энергии и энергии, используемую для привода. Можно было бы использовать паровую турбину, как на атомной электростанции, но такое устройство заняло слишком много места. Более подходящим способом было бы прямое преобразование в электричество, например, с помощью термоэлементов или термоэлектронных устройств. Вторая проблема заключается в том, что транспортное средство становится слишком большим для использования на дорогах общего пользования, что приводит к чрезмерному экранированию. Однако исследования были таким образом Ford Nucleon.

    . Лучшим способом для транспортных средств с ядерным двигателем было бы использование радиоактивного распада в радиоизотопных термоэлектрических генераторов, которые также очень безопасны и надежный. Требуемая защита этих устройств зависит от используемого радионуклида. Плутоний-238, как почти чистый альфа-излучатель, не требует особой защиты. Предлагаемые цены на подходящий радионуклид высоки, плотность энергии низка (для производства 1 ватта с плутонием-238 требуется половина грамма), этот способ движения слишком дорог для широкого использования. Кроме того, радиоизотопные термоэлектрические генераторы из-за высокого радиоактивного материала обеспечивают чрезвычайную опасность в случае неправильного использования, террористами. Единственным используемым транспортным средством, используемым в качестве средства передвижения радиоизотопными термоэлектрическими средствами, является марсоход Curiosity.

    Другие ядерные формы энергии, такие как синтез и аннигиляция, в настоящее время недоступны для транспортного движения, нет работающего термоядерного реактора и Сомнительно, удастся ли когда-нибудь построить такой, размер которого подходит для дорожного транспортного средства. Возможно, аннигиляция каким-то образом сработает (см. привод антивещества ), но не существует технологии для производства и хранения достаточного количества антивещества.

    Маховики

    Маховики также могут использоваться в качестве альтернативного топлива, и там, где они использовались в 1950-х годах для приведения в движение автобусов в Швейцарии, такие называемые гиробусы. Маховик автобуса заряжался электроэнергией на концах линии и позволял ему преодолевать расстояние до 8 километров только с помощью маховика. Автомобили с приводом от маховика тише, чем автомобили с двигателем внутреннего сгорания, не требуют подвесного провода и не производят выхлопных газов, но маховик имеет большой вес (1,5 тонны на 5 кВтч) и требует специальных мер безопасности из-за своей высокой скорости вращения.

    Силаны

    Силаны с более высоким содержанием, чем гептасилан, могут храниться как бензин, а также могут работать как топливо. Их преимущество в том, что они также могут гореть с азотом воздуха, но их основным недостатком является высокая цена и твердые продукты сгорания, что создает проблемы для двигателей внутреннего сгорания.

    Пружина

    Сила скрученных пружин или скрученных резиновых шнуров может быть использована для приведения в движение небольших транспортных средств. Однако этот способ хранения энергии позволяет экономить только небольшое количество энергии, не подходящее для движения транспортных средств для перевозки людей. Пружинные машины - это заводные игрушки или машинки-мышеловки.

    Steam

    Stanley Steamer car

    Паровоз - это автомобиль с паровая машина. Дерево, уголь, этанол или другие вещества могут использоваться в качестве топлива. Топливо сжигается в котле, а тепло превращает воду в пар. Когда вода превращается в пар, она расширяется. Расширение создает давление. Давление толкает поршни вперед и назад. Это поворачивает приводной вал , чтобы вращать колеса, что обеспечивает движение автомобиля вперед. Он работает как угольный паровой поезд или пароход. Паровоз стал следующим логическим шагом в самостоятельном транспорте.

    Паровозам нужно много времени для запуска, но некоторые в конечном итоге могут развивать скорость более 100 миль в час (161 км / ч). Последняя модель паровых машин Doble могла быть приведена в рабочее состояние менее чем за 30 секунд, имела высокие максимальные скорости и быстрое ускорение, но была дорогостоящей.

    В паровой машине используется внешнее сгорание, в отличие от внутреннего сгорания. Автомобили с бензиновым двигателем более эффективны: примерно 25–28% КПД. Теоретически паровой двигатель комбинированного цикла, в котором горящий материал сначала используется для приведения в действие газовой турбины , может обеспечить КПД от 50% до 60%. Однако практические примеры автомобилей с паровым двигателем работают только с КПД около 5–8%.

    Самым известным и самым продаваемым паровым автомобилем был Stanley Steamer. В нем использовался компактный жаротрубный котел под капотом для питания простого двухпоршневого двигателя, подключенного непосредственно к задней оси. До того, как Генри Форд с большим успехом ввел ежемесячное финансирование, автомобили обычно покупались сразу. Вот почему Стэнли оставался простым; чтобы закупочная цена оставалась доступной.

    Пар, производимый в охлаждении, также может использоваться турбиной в других типах транспортных средств для производства электроэнергии, которая может использоваться в электродвигателях или храниться в батарее.

    Мощность пара может быть объединена со стандартным двигателем на масляной основе для создания гибрида. Вода впрыскивается в цилиндр после того, как топливо сгорит, когда поршень еще перегрет, часто при температуре 1500 градусов и более. Вода мгновенно превратится в пар, используя тепло, которое иначе было бы потрачено впустую.

    Ветряная техника

    Ветровая техника для отдыха

    Ветровая техника хорошо известна с давних времен. Они могут быть реализованы с парусами, аналогичными используемым на кораблях, с использованием бортовой ветряной турбины, которая приводит в движение колеса напрямую или вырабатывает электричество для электродвигателей, приводящих колеса, или может тянуться с помощью воздушного змея. Наземным транспортным средствам с ветровым двигателем необходим большой просвет по высоте, особенно когда используются паруса или воздушные змеи, и они не подходят в городских условиях. Они также могут быть плохо управляемыми. Ветряные машины используются только для отдыха на пляжах или в других свободных местах. См. [1]

    Древесный газ

    Автомобиль с газогенератором

    Древесный газ может использоваться для питания автомобилей с обычными двигателями внутреннего сгорания, если подключен древесный газификатор. Это было довольно популярно во время Второй мировой войны в нескольких странах Европы и Азии, потому что война помешала легкому и рентабельному доступу к нефти.

    Херб Хартман из Вудворда, штат Айова, в настоящее время ездит на дровяном «Кадиллаке». Он утверждает, что установил газификатор на Cadillac всего за 700 долларов. Хартман утверждает: «Полный бункер проедет около пятидесяти миль в зависимости от того, как вы его ведете», и добавил, что раскалывание дров было «трудоемким. Это большой недостаток».

    Несколько источников топлива

    Двухтопливное транспортное средство

    Двухтопливное транспортное средство - это транспортное средство, использующее два типа топлива одновременно (может быть газ + жидкость, газ + газ, жидкость + жидкость) с разными топливными баками.

    Двойное топливо дизельное топливо-КПГ - это система, использующая два типа топлива: дизельное топливо и сжатый природный газ (КПГ) одновременно. Это связано с тем, что КПГ необходим в качестве источника воспламенения для сгорания в дизельном двигателе.

    Гибкое топливо

    Шесть типичных бразильских моделей полного гибкого топлива от нескольких автопроизводителей, широко известных как «гибкое топливо». "автомобили, которые работают на любой смеси этанола и бензина (фактически от E20-E25 до E100 ).

    A гибкого топлива (FFV) или двойного -топливный автомобиль (DFF) - автомобиль на альтернативном топливе или маломощный грузовик с многотопливным двигателем, который может использовать более одного топлива, обычно смешанного с одним и тем же топливный бак, и смесь сжигается вместе в камере сгорания. Эти автомобили в просторечии называются flex-fuel или flexifuel в Европе., или просто гибкие в Бразилии. FFV отличаются от двухтопливных транспортных средств, где два топлива хранятся в отдельных баках. Наиболее распространенным коммерчески доступным FFV на мировом рынке является этанол автомобиль с гибким топливом с концентрацией основных рынков тед в США, Бразилии, Швеции и некоторых других странах Европы. В дополнение к автомобилям с гибким топливом, работающим на этаноле, в США и Европе были успешные программы испытаний автомобилей с гибким топливом метанола, известных как M85 FFV, а совсем недавно были также проведены успешные испытания с использованием топлива серии p с автомобилями с гибким топливом E85, но по состоянию на июнь 2008 года это топливо еще не было доступно широкой публике.

    Транспортные средства с гибким топливом на этаноле имеют стандартные бензиновые двигатели, которые могут работать с этанолом и бензином, смешанным в одном баке. Эти смеси имеют числа «E», которые описывают процентное содержание этанола в смеси, например, E85 - это 85% этанола и 15% бензина. (См. стандартные топливные смеси этанола для получения дополнительной информации.) Хотя существует технология, позволяющая работать с этаноловыми FFV на любой смеси до E100, в США и Европе автомобили с гибким топливом оптимизированы для работы на E85. Этот предел установлен, чтобы избежать проблем с холодным запуском в очень холодную погоду. Зимой содержание алкоголя может быть снижено до E70 в США или до E75 в Швеции. Бразилия с более теплым климатом разработала автомобили, которые могут работать на любой смеси до E100, хотя E20-E25 является обязательной минимальной смесью, и чистый бензин в стране не продается..

    Около 48 миллионов автомобилей, мотоциклов и легких грузовиков произведено и продано по всему миру к середине 2015 года и сосредоточено на четырех рынках: Бразилии (29,5 миллиона к середине 2015 года), США (17,4 миллиона). млн к концу 2014 г.), Канаде (1,6 млн к 2014 г.) и Швеции (243 100 к декабрю 2014 г.). Бразильский парк гибкого топлива включает более 4 миллионов мотоциклов с гибким топливом, произведенных с 2009 по март 2015 года. В Бразилии 65% владельцев автомобилей с гибким топливом регулярно использовали этанол в 2009 году, в то время как фактическое количество американских FFV, эксплуатируемых на E85 намного ниже; Опросы, проведенные в США, показали, что 68% американских владельцев автомобилей с гибким топливом не знали, что у них есть E85 flex. Предполагается, что это связано с рядом факторов, в том числе:

    Типичная маркировка, используемая в США для идентификации автомобилей E85. Вверху слева: небольшая наклейка на задней части лючка топливного бака. Внизу слева: ярко-желтая газовая крышка, используемая в более новых моделях. Значок E85 Flexfuel используется в новых моделях от Chrysler (вверху справа), Ford (в центре справа) и GM (внизу справа).
    • Внешний вид Транспортные средства с гибким и негибким топливом идентичны;
    • Нет разницы в цене между автомобилем, работающим на чистом бензине, и его вариантом с гибким топливом;
    • Отсутствие осведомленности потребителей о гибкости -топливные автомобили;
    • Отсутствие рекламы автомобилей с гибким топливом со стороны американских автопроизводителей, которые часто не маркируют автомобили и не продают их так же, как гибридные автомобили

    В отличие от них, автопроизводители, продающие FFV в Бразилии, обычно прикрепляют значки, рекламирующие автомобиль как автомобиль с гибким топливом. С 2007 года новые модели FFV, продаваемые в США, должны были иметь желтую крышку бензобака с надписью «E85 / бензин», чтобы напоминать водителям о возможностях автомобилей с гибким топливом. На использование E85 в США также влияет относительно небольшое количество заправочных станций E85, действующих по всей стране: в августе 2008 г. их было чуть более 1750, большинство из которых сосредоточено в штатах кукурузный пояс, привело от Миннесота с 353 заправками, за ним следуют Иллинойс с 181 и Висконсин с 114. Для сравнения, около 120 000 заправок поставляют обычный бензин, не содержащий этанола. только США.

    США E85 FlexFuel Chevrolet Impala LT 2009.

    Были утверждения, что американские автопроизводители заинтересованы в производстве автомобилей с гибким топливом из-за лазейка в требованиях средней корпоративной экономии топлива (CAFE), которые дают автопроизводителю «кредит на экономию топлива» за каждый проданный автомобиль с гибким топливом, независимо от того, заправлен ли он на самом деле E85 в обычном использовании. Эта лазейка якобы позволяет автомобильной промышленности США достигать целей по экономии топлива CAFE не за счет разработки более экономичных моделей, а за счет дополнительных затрат от 100 до 200 долларов США на автомобиль для производства определенного количества моделей с гибким топливом, что позволяет им продолжать продавать менее экономичные автомобили, такие как внедорожники, которые приносили более высокую прибыль, чем меньшие, более экономичные автомобили.

    В США E85 FFV являются оснащен датчиком, который автоматически обнаруживает топливную смесь, сигнализируя ЭБУ для настройки момента зажигания и впрыска топлива, чтобы топливо сгорало чисто в двигателе внутреннего сгорания автомобиля. Изначально датчики устанавливались в топливопроводе и выхлопной системе; в более поздних моделях отсутствует датчик топливопровода. Еще одна особенность старых автомобилей с гибким топливом - небольшой отдельный бак для хранения бензина, который использовался для запуска автомобиля в холодные дни, когда смесь этанола затрудняла зажигание.

    Honda был первым мотоциклом с гибким топливом, выпущенным на рынок в мире.

    Современная бразильская технология гибкого топлива позволяет FFV работать на любой смеси между E20-E25 бензин и топливо этанол E100 с использованием лямбда-зонда для измерения качества сгорания, который информирует двигатель блок управления о точном составе бензино-спиртовой смеси. Эта технология, разработанная бразильской дочерней компанией Bosch в 1994 году, а затем усовершенствованная и коммерчески реализованная в 2003 году итальянской дочерней компанией Magneti Marelli, известна как «». Бразильская дочерняя компания Delphi Automotive Systems разработала аналогичную технологию, известную как "", на основе исследований, проведенных на ее предприятии в Пирасикаба, Сан-Паулу. Эта технология позволяет контроллеру регулировать количество впрыскиваемого топлива и время искры, так как расход топлива необходимо уменьшить, чтобы избежать детонации из-за высокой степени сжатия (около 12: 1), используемой двигателями с гибким топливом..

    Первый гибкий мотоцикл был выпущен на рынок Honda в марте 2009 года. Произведенный бразильской дочерней компанией Moto Honda da Amazônia, он продается по цене около 2700 долларов США. Поскольку у мотоцикла нет дополнительного бензобака для холодного запуска, как у бразильских гибких автомобилей, в баке должно быть не менее 20% бензина, чтобы избежать проблем с запуском при температурах ниже 15 ° C (59 ° F). На панели мотоцикла есть датчик, предупреждающий водителя о фактической смеси этанола и бензина в резервуаре для хранения.

    Гибриды

    Гибридный электромобиль

    A гибридный автомобиль использует несколько силовых установок для обеспечения движущей силы. Наиболее распространенным типом гибридных транспортных средств являются бензиново-электрические гибридные автомобили, в которых используются бензин (бензин) и электрические батареи в качестве энергии, используемой для питания двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и электродвигатели. Эти двигатели обычно относительно малы и сами по себе могут считаться «недостаточно мощными», но они могут обеспечить нормальное вождение при использовании в сочетании во время ускорения и других маневров, требующих большей мощности.

    Toyota Prius - самый продаваемый в мире гибридный электромобиль, с мировыми продажами почти 4 миллиона единиц до января 2017 года.

    Toyota Prius впервые поступил в продажу в Японии в 1997 году и продается по всему миру с 2000 года. К 2017 году Prius продается более чем в 90 странах и регионах, причем Япония и США являются крупнейшими рынками. В мае 2008 года глобальные совокупные продажи Prius достигли 1 миллиона единиц, а к сентябрю 2010 года Prius достигла совокупных мировых продаж в 2 миллиона единиц и 3 миллиона единиц к июню 2013 года. По состоянию на январь 2017 года глобальные продажи гибридных автомобилей Глоблись Семейство Prius с совокупными продажами 6 0361 миллион единиц не считая подключаемого гибридного варианта. Лифтбек Toyota Prius - ведущая модель бренда Toyota с совокупностью продажами 3 985 миллионов единиц, за ним следует Toyota Aqua / Prius c с мировыми продажами 1,380 миллионов единиц, Prius v / α / + с 671200 экземплярами, Camry Hybrid с 614,700 экземплярами, Toyota Auris с 378000 экземплярами и Toyota Yaris Hybrid с 302 700. Самая продаваемая модель Lexus - это Lexus RX 400h / RX 450h с мировыми продажами 363 000 единиц.

    Honda Insight - двойной гибридный автомобиль хэтчбек, производимый компанией Honda. Это был первый серийный гибридный автомобиль, проданный в Штатах, представленный в 1999 году и производившийся до 2006 года. Honda представила второе поколение Insight в Японии в феврале 2009 года, новое поколение Insight поступил в продажу в США в апреле. 22, 2009. Honda также предлагает Honda Civic Hybrid с 2002 года.

    По состоянию на январь 2017 года на нескольких мировых рынках было доступно более 50 моделей гибридных электромобилей, из них более 12 миллионов гибридных электромобилей, проданных по всему миру с момента их появления в 1997 году. По состоянию на апрель 2016 года Япония занимает лидирующее положение на рынке с более чем 5 миллионами проданных гибридов, за ней следуют США с совокупными продажами более 4 миллионов единиц с 1999 года и Европы с 2000 года поставлено около 1,5 миллиона гибридов. Япония занимает первое место в мире по проникновению гибридов на рынок. К 2013 году на долю рынка гибридов приходилось более 30% проданных новых легковых автомобилей и около 20% продаж новых легковых автомобилей, включая kei cars. Нидерланды занимают второе место с долей рынка гибридных автомобилей в 4,5% от продаж новых автомобилей в 2012 году.

    По состоянию на январь 2017 года глобальные продажи составляют Toyota Motor Company с более чем 10 миллионами Продажи гибридов Lexus и Toyota, Honda Motor Co., Ltd. с совокупными глобальными продажами более 1,35 млн гибридов по состоянию на июнь 2014 г.; Ford Motor Corporation с более 424 тысяч гибридов, проданных в США до июня 2015 года, из которых около 10% составляют подключаемые гибриды ; Hyundai Group с совокупными глобальными продажами 200 тысяч гибридов по состоянию на март 2014 г., включая гибридные модели Hyundai Motors и Kia Motors ; и PSA Peugeot Citroën с более чем 50 000 дизельных гибридов, проданных в Европе до декабря 2013 года.

    Elantra LPI Hybrid, запущенный на внутреннем рынке Южной Кореи в июле 2009 года - это гибридный автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, работающий на сжиженном углеводородном газе (LPG) в качестве топлива. Elantra PLI - это мягкий гибрид и первый гибрид, использующий передовые литий-полимерные (Li-Poly) батареи.

    Подключаемый гибридный электромобиль

    До 2010 года подключаемых гибридов на дорогах США были преобразованы обычные гибридные электромобилей, наиболее известными PHEV были преобразования Toyota Prius 2004 года или более поздней версии, которые имели подключаемый модуль. добавлена ​​зарядка и добавлено больше аккумуляторов, а их запас хода увеличен. Китайский производитель аккумуляторов и автопроизводитель BYD Auto выпустил F3DM на китайский автомобильный рынок в декабре 2008 года и начал продажи широкой публике в Шэньчжэне в марте 2010 года. General Motors начала поставки Chevrolet Volt в США в декабре 2010 года. Поставки Fisker Karma розничным покупателям начались в США в ноябре 2011 года.

    Семейство Chevrolet Volt / Opel Ampera - это самый продаваемый в мире подключаемый гибрид . В октябре 2015 года мировые продажи превысили отметку в 100 000 единиц.

    В 2012 году были выпущены Toyota Prius Plug-in Hybrid, Ford C-Max Energi и Volvo V60 Plug. -in Hybrid. В течение 2013 и 2015 годов были выпущены следующие модели: Honda Accord Plug-in Hybrid, Mitsubishi Outlander P-HEV, Ford Fusion Energi, McLaren P1. (ограниченная серия), Porsche Panamera S E-Hybrid, BYD Qin, Cadillac ELR, BMW i3 REx, BMW i8, Porsche 918 Spyder (ограниченное производство), Volkswagen XL1 (ограниченное производство), Audi A3 Sportback e-tron, Volkswagen Golf GTE, Mercedes-Benz S 500 e, Porsche Cayenne S E-Hybrid, Mercedes-Benz C 350 e, BYD Tang, Volkswagen Passat GTE, Volvo XC90 T8, BMW X5 xDrive40e, Hyundai Sonata PHEV и Volvo S60L PHEV.

    По состоянию на декабрь 2015 года с декабря 2008 года во всем мире было продано около 500 000 подключаемых гибридных электромобилей, из которых общий объем продаж в мире составил 1,2 миллиона подключаемых электромобилей малой грузоподъемности .. По состоянию на декабрь 2016 года семейство подключаемых модулей Volt / Ampera с совокупными продажами около 134 500 единиц является самым продаваемым подключаемым гибридом в мире. Далее следуют Mitsubishi Outlander P-HEV с примерно 119500 экземплярами и Toyota Prius Plug-in Hybrid с почти 78000.

    Электрический гибридный автомобиль с педальным приводом

    В очень маленьких транспортных средствах потребность в мощности снижается, поэтому человеческие силы могут быть использованы для значительного увеличения срока службы батареи. Двумя такими серийными автомобилями являются Sinclair C5 и TWIKE.

    Сравнительная оценка ископаемого и альтернативного топлива

    Для разных топливных путей требуется разное количество энергии, чтобы проехать 100 км. Слева направо: уголь, электричество, электромобиль. Возобновляемая энергия (например, ветер или фотоэлектрическая энергия) для электромобилей. Возобновляемая энергия для водорода для автомобилей, работающих на водороде. От бензина до дизельного топлива до двигателя внутреннего сгорания.

    Согласно недавнему сравнительному энергетическому и экологическому анализу конечного использования автомобильного топлива (нефтепродукты и производные природного газа и водород; биотопливо, такое как этанол или биодизель, и их смеси; а также предполагаемая электроэнергия для использования в подключаемых электромобилях ), удельные затраты на возобновляемую и невозобновляемую энергию и затраты на выбросы CO2 являются подходящими показателями для оценки интенсивности потребления возобновляемой энергии и воздействия на окружающую среду, и для количественной оценки термодинамических характеристик транспортного сектора. Этот анализ позволяет ранжировать процессы преобразования энергии на маршрутах производства автомобильного топлива и их конечное использование, чтобы можно было определить наилучшие варианты для транспортного сектора и разработать более эффективную энергетическую политику. Таким образом, если стремиться к резкому сокращению выбросов CO2 в транспортном секторе, рекомендуется более интенсивное использование этанола в структуре транспортного сектора Бразилии. Однако, поскольку общая эффективность преобразования эксергии в промышленности сахарного тростника все еще очень низка, что увеличивает удельную стоимость энергии этанола, требуются более совершенные технологии производства и конечного использования. Тем не менее, при текущем сценарии преобладания возобновляемых источников электроэнергии в Бразилии, основанного на более чем 80% возобновляемых источников, этот источник консолидируется как наиболее многообещающий источник энергии для сокращения большого количества выбросов парниковых газов, за которые несет ответственность транспортный сектор.

    См.

    • значок Энергетический портал

    Ссылки

    Внешние ссылки

    Последняя правка сделана 2021-06-11 02:52:00
    Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
    Обратная связь: support@alphapedia.ru
    Соглашение
    О проекте