Технологии и машиностроение

Технология антикоррозионной обработки кузова автомобиля ВАЗ 2104 в условиях гаража

2012-08-20T18:30:00.001+04:00

Автомобиль ВАЗ 2104 2008-го года выпуска, состояние почти нового, пробег на момент покупки 15000 км. Очаги коррозии были обнаружены в сварных соединениях дверей, особенно задней.

Коррозии на днище обнаружено не было. Заводское антикоррозионное покрытие пока хорошо справляется со своими функциями. Крылья тоже без следов коррозии, первый владелец сразу после покупки установил пластиковые подкрылки. Днище с внутренней стороны в хорошем состоянии, не смотря на то, что под обивкой на полу водительского места было много воды.

Материалы.

Автоконсервант «Хорс»

Автоконсервант «Triton»

Автоконсервант «Kerry»

Полимерно-битумная мастика «Kerry»

Антигравий «Liqui Moly»

Антигравий «Хорс»

Автоконсервант «Хорс» показал себя как наиболее качественный и удобный в использовании продукт, из всех перечисленных в этой статье. Он не имеет резкого запаха и относительно быстро высыхает, 3…5 часов. После высыхания покрытие довольно твердое, но при этом эластичное и практически бесцветное, с желтоватым оттенком. На покрытие не оседает пыль. Состав обладает очень хорошей проникаемостью, удобен в использовании, легко удаляется с лакокрасочных покрытий Уайт-спиритом.

Отличительной особенностью автоконсерванта «Triton» является наличие длинной трубки на баллончике и форсунки, для распыления состава в труднодоступных местах. Качество распыления не всегда получалось хорошим, т.к. состав сильно пенится и не проникает в самые труднодоступные места. В сравнении с автоконсервантом «Хорс» медленнее высыхает, покрытие менее твердое и даже после полного высыхания остается липким.

Автоконсервант «Kerry». Худший из представленных в этой статье. Имеет очень сильный химический запах, который ощущается даже спустя два месяца после обработки. Состав не твердеет и не засыхает, следовательно, на него оседает пыль. Этим составом были обработаны внутренние поверхности дверей, ввиду того, что состав не высыхал, из сливных отверстий дверей еще несколько дней появлялись капли.

Антигравий «Liqui Moly» отличается от антигравия «Хорс» прежде всего ценой, в 3…4 раза дороже. Но по своим качествам даже хуже антигравия «Хорс». Распыпылитель баллончика «Liqui Moly» распыляет состав крупными каплями, что не очень удобно, сложно выдержать нужный слой покрытия.

Антигравий «Хорс», кроме того, что дешево стоит, очень хорошо распыляется, проникает в щели и стыки металла. Состав использовался для обработки кронштейна под аккумулятор. На данном ВАЗ 2104, не смотря на то, что аккумулятор был закреплен штатным креплением, под ним была стерта краска до металла, имелись следы коррозии от воздействия аккумуляторной кислоты. Кронштейн был промыт водой с автошампунем, ржавчина удалена механически, поверхность высушена, обезжирена растворителем, после этого был нанесен антигравий в два слоя. Прошло уже несколько месяцев после обработки, покрытие держится, следов истирания не обнаружено.

Полимерно-битумная мастика «Kerry». Впечатление только положительное, хорошо распыляется, проникает в стыки контактной сварки, быстро сохнет, экономично расходуется, стоит не дорого.

Обработка автомобиля проводилась по принципу «залить автоконсервантом все стыки контактной сварки». Первым обработке подверглось подкапотное пространство, консервантом были залиты все стыки, которые только можно было залить. Расход, примерно два баллончика автоконсерванта «Хорс» по 400 мл.

При обработке салона было снято все, кроме приборной панели, руля, педалей управления, отопителя и обивки крыши. Сняты и просушены шумоизоляционные материалы днища, т.к. они были пропитаны влагой. Из салона достаточно удобно обрабатывать внутреннюю поверхность порогов, т.к. имеется большое количество отверстий для саморезов в верхней части порога, где крепится уплотнитель двери и обивка пола салона.

После обработки швов контактной сварки задней части салона решено было проклеить их алюминиевым скотчем, также были закрыты отверстия, которых в задней части салона очень много. Расход на салон 4…6 баллончиков автоконсерванта «Хорс» по 400 мл.

При обработке днища кузова и крыльев использовалось приспособление для опрокидывания автомобиля. Приспособление устанавливается вместо двух правых или двух левых колес автомобиля. Представляет собой две платформы, установленные на земле. На платформах имеются кронштейны, которые крепятся вместо колес к автомобилю и шарниры, вокруг которых автомобиль опрокидывается. В целях безопасности желательно использовать сразу два гидравлических домкрата и надежные упоры.

Обработка днища и крыльев, полимерно-битумная мастика «Kerry», 6 баллонов по 400 мл.

Обработка нижней части порога, кронштейна под аккумулятор и кронштейнов для дократа, антигравий «Хорс» один баллон 400 мл и антигравий «Liqui Moly» один баллон 400 мл.

Автоконсервантом «Triton» обрабатывались скрытые полости днища и передней части кузова, два баллона 400 мл.

Использование пластмассы в автомобилестроении

2012-06-28T23:49:00.000+04:00

Применение пластмасс в конструкции современных автомобилей приобретает все большую популярность.

И это объясняется достаточно просто. Ведь, по ряду многих показателей пластмасса значительно превосходит традиционные используемые материалы. Например, плотность, коррозионная стойкость, антифрикционные, электротехнические и технологические свойства пластмассы гораздо лучше. За последние 10 лет в области использования пластмасс в автомобилестроении произошли огромные сдвиги.

Главными факторами, которые обусловили значительное внедрение этого материала в автомобилестроение, являются следующие.

Во-первых, уменьшается расход топлива, так как машина становится намного легче.

Во-вторых, появляется возможность для других конструкционных решений, ведь, термопластичные полимеры достаточно легко поддаются переработке, а это значит, что вы сможете воплотить в жизнь свои дизайнерские идеи. С помощью этой возможности можно получить детали самых разнообразных цветов и самых хитроумных форм без дополнительных операций по окраске и без механической обработки.

В-третьих, благодаря использованию пластмассы в автомобилестроении, в процессе производства сокращаются затраты на энергию и рабочую силу и, следовательно, снижается стоимость самого автомобиля. Это позволит нам отказаться от дорогостоящих нержавеющих сталей и цветных металлов.

В-четвёртых, увеличивается срок службы автомобиля и улучшаются его эксплуатационные характеристики.

Но самое главное достоинство пластмассовых материалов в том, что они имеют комплекс конкретных свойств, которые нужны для определенного конструкционного элемента. Ведь, от того, насколько материал соответствует условиям эксплуатации и своему сроку службы, зависит надежность самой детали, а, в конечном счете, и безопасность автомобиля.

Для пластмассы характерны такие свойства:

1) невысокая плотность (обычно она составляет 1,0-1,8 г/см , а в некоторых случаях еще меньше – около 0,002-0,04 г/см);

2)отличная коррозионная стойкость. Этот материал не подвержен электрохимической коррозии и слабые щёлочи и кислоты на него не действуют;

3) хорошие диэлектрические свойства;

4) антифрикционные свойства. Пластмасса может служить в качестве полноценного заменителя антифрикционных сплавов (оловянистая бронза, баббиты и др.). К примеру, такие подшипники скольжения в состоянии работать без смазки достаточно длительное время;

5) механические свойства в широком диапазоне;

6) высокие теплоизоляционные свойства. Как правило, все пластики проводят теплоту плохо;

7) отличные адгезионные свойства;

8) высокие технологические свойства.

Адсорбционный способ получения водорода

2012-06-28T23:42:00.001+04:00

Для технологических и ремонтных нужд многие предприятия приобретают газ в баллонах или других специальных емкостях. Подобный способ снабжения имеет ряд недостатков при транспортировке и храненении данного продукта, да и накладно с финансовой стороны. Мысль о получении нужных для собственных нужд газов не один десяток лет будоражит многие умы. Сегодняшний уровень развития науки и технологических процессов таков, что практически каждое предприятие сможет самостоятельно получать в необходимом количестве нужные смеси или сами газы.

Проведенные в 70-х годах ушедшего века исследования показали преимущество в работе агрегатов и производств в основе, которых использовались водородные технологии. Применение водорода в качестве уникального энергоносителя оправдано его экологичностью и эффективностью получения энергии, несмотря на то, что по себестоимости он пока дороже, природного топлива. Это направление стало приоритетным во многих быстроразвивающихся странах, при этом в финансировании подобных проектов участвует не только государство, но и частный бизнес.

Хотя в развитии водородной энергетики еще есть ряд сдерживающих факторов :высокая взрывоопасность, требуется низкая температура для перевода его в жидкое состояние и т.п. Все это требует создания безопасных и действенных вариантов для использования и хранения водорода. В космическом пространстве водород один из наиболее распространенных элементов, ученые находили его в составе звезд, газовых туманностях и т.д. есть, конечно, он и на нашей планете. Учитывая, что этот элемент химически очень активен, его трудно найти в свободном состоянии.

На Земле водород находится в газовых смесях, воде и органических веществах в связанном состоянии, запасы его почти безграничны. Освободив его от этих связей, водород может использоваться в качестве топлива, обладающего уникальными свойствами. При его использовании не происходит нарушение природного водного баланса и не возникает парниковый эффект. В настоящее время разработаны и освоены различные технологии производства водорода.

Наибольший интерес в среде специалистов вызывает получение водорода с помощью адсорбционной технологии.

Сущность технологии заключается в воздействии молекул газа и адсорбента, в результате чего с помощью твердого адсорбента происходит связывание конкретных компонентов в газовой смеси. С точки зрения специалистов наиболее интересной технологией такого типа является адсорбция сверхкороткого цикла. В подобных устройствах выделение водорода происходит за счет молекулярных сит адсорбента работающего в циклическом режиме. Благодаря этой технологии разделения появилась возможность из газового потока получать водород высокой чистоты (почти 100%).

Сегодня рынок оборудования предлагает установки в основе, которых используется сверхкороткоцикловая технология адсорбции. А это позволяет применять их для получения водорода на любом предприятии, где есть отходы в виде газовых потоков, имеющих в своем составе этот газ. Получаемый на таких установках водород имеет высокий процент выхода, что положительно сказывается на экономике предприятия. Важно и то, что подобные установки компактны и занимают очень мало места.

К недостаткам можно отнести достаточно высокую стоимость оборудования.

Технология получения водорода из биомассы растений

2012-04-08T01:00:00.002+04:00

Сейчас большая часть водорода вырабатывается из природного газа при использовании высокотемпературных и многоступенчатых процессов. Но химики Висконсин-Медисонского университета разработали новую технологию, которая позволяет производить дешевый водород из ботвы растений. Это сырье для изготовления водорода негорючее и нетоксичное, что дает возможность для безопасной его транспортировки в виде твердого сухого материала в обычной таре.

Процесс добывания водорода по новой технологии описали в журнале Nature автор разработки ученый-исследователь Рэнди Кортрайт, аспирант Рупали Давид и профессор Джеймс Думесик. По их словам глюкоза, которая является источником энергии и используется большей частью растений и трансформируется в водород, газовые алканы и углекислый газ, составляет 50% из всех компонентов продукта. А очищенные молекулы этиленгликоля и метанола практически всецело превращаются в углекислый газ и водород.

Процесс происходит при не очень высоких температурах (до +227° C) в жидкой фазе и исключает испарение воды. По сравнению с технологиями получения водорода, основывающимися на трансформации в момент испарения, этот метод является более совершенным и позволяет полностью отсортировывать водород при первом процессе. К тому же в результате получения водорода при таком температурном режиме образуется малое количество угарного газа, что минимизирует недостатки использования топлива на практике.

Кортрайт говорит, что этот процесс никак не повлияет на глобальное потепление, потому что он нейтрален. Биомасса растений, выращиваемая на полях для переработки ее на водород, абсорбирует весь объем выработанного побочного продукта – двуокиси углерода в виде у глекислого газа и в следующем году трансформирует его в углерод и водород.

Большинство глюкозы производится в виде кукурузной патоки, а также ее изготовляют из сахарной свеклы, отходов биомассы бумажных фабрик, древесных отходов и кукурузной ботвы. Количество получаемого водорода зависит от количества очищенных молекул глюкозы в исходном материале. Поэтому отходы биомассы являются наиболее эффективным и экономичным сырьем для добычи энергии.

Исследователи предполагают, что можно усовершенствовать катализатор и реактор, увеличив количество получаемого водорода из глюкозы. А побочный продукт ациклических углеводородов можно использовать как твердо-окисный элемент топлива или как энергию для двигателей внутреннего сгорания. Для запуска этого процесса необходимо очень малое количество дополнительной энергии.

Результаты анализа возможных объемов производства водорода, полученного в результате переработки отходов растительной биомассы, показывают, что такая технология в будущем может стать эффективным источником добычи дешевого экологически чистого топлива.

До окончательного тестирования ученым еще предстоит выполнить некоторые усовершенствования этой технологии. Необходимо найти замену очень дорогим платиновым катализаторам, запускающим процесс выработки водорода.

Преимущества системы "Стоп-Старт"

2012-03-27T17:15:00.003+04:00

Для экономии топлива и сокращения вредных выбросов в атмосферу в конструкцию современных автомобилей внедряется множество разных систем. Одной из них является система «Стоп-Старт». Практика показывает, что многие автомобили до 30% времени работают в режиме холостого хода. Это обусловлено частыми остановками на светофорах и в пробках, которые являются неотъемлемой частью современной жизни.

Изначально технология разрабатывалась для автомобилей с гибридными приводами. Сегодня многие производители автомобилей предлагают модели с интегрированной системой «Стоп-Старт». Если тенденция роста не изменится, то до 2015 –го года половина выпускаемых легковых автомобилей будет иметь систему «Стоп-Старт».

Функционирование системы заключается в отключении двигателя автомобиля во время остановок и быстром запуске для начала движения. Для автомобилей с механикой сигналом к запуску двигателя является нажатие на педаль сцепления, для автомобилей с автоматом таким сигналом является отпускание педали тормоза.

Конструкция системы «Стоп-Старт» состоит из следующих элементов, устройства для многократного запуска двигателя и системы управления.

Производители нашли разные решения в конструировании устройства для быстрого запуска двигателя. Первое - это усиленный и модифицированный стартер. Второе - это генератор, интегрированный в один корпус со стартером. Третьим решением является запуск двигателя за счет впрыска и воспламенения топлива в цилиндрах двигателя.

Система «Стоп-Старт» от компании Bosch является самой простой и надежной с точки зрения ее конструктивных особенностей. Компания Bosch разработала системы «Стоп-Старт» для таких производителей автомобилей, как Audi и BMW. Использование данной системы обеспечивает снижение выбросов и сокращение расхода топлива на величину до 8-ми процентов.

В основе системы специальный стартер, который рассчитан на многократные запуски двигателя. Механизм привода стартера производит мало шума при работе и гарантирует быстрый и надежный запуск двигателя. Система управления обеспечивает выполнение следующих функций: запуск двигателя, остановка двигателя и контроль заряженности аккумуляторной батареи. В системе имеется блок управления, входные датчики и исполнительные устройства.

Алгоритм работы системы таков, если двигатель работает на холостых оборотах, то система «Стоп-Старт» его отключает. При нажатии на педаль сцепления (или отпускании тормоза для автомобилей с АКПП) система запускает двигатель. Если аккумуляторная батарея разряжена, то система не отключает двигатель. Также система может быть принудительно отключена соответствующей кнопкой на панели приборов.

Похожая по функциям конструкция представлена компанией Kia Motors, система (Idle Stop and Go) ISG. Отличается система управлением генератора. Если используется режим с высокой нагрузкой на двигатель, то для сокращения расхода топлива генератор временно отключается. Генератор включается и заряжает аккумуляторную батарею во время торможений. Если зарядка аккумуляторной батареи падает ниже 75%, то система ISG отключается. Также она отключается, если используется кондиционер.

В системе STARS (Starter Alternator Reversible System) используется генератор, который по своим функциям объединен со стартером. В конструкции реверсивного генератора предусмотрена передача момента в двух направлениях, которая обеспечивается специальным приводным ремнем. Реверсивный генератор характеризуется бесшумностью работы и малой величиной времени запуска двигателя, около 0,4 секунды.

Компания Mazda создала альтернативную систему «Стоп-Старт», это система SISS (Smart Idle Stop System). Данная система предназначена для бензиновых двигателей со впрыском топлива непосредственно в камеру сгорания.

Система отключает двигатель таким образом, чтобы поршни в цилиндрах заняли оптимальные положения для следующего запуска. При подаче сигнала на запуск двигателя производится впрыск топлива в цилиндры и его воспламенение свечами зажигания. Стартер включается на непродолжительное время, как дополнение к энергии, выделяющейся при сгорании топлива в цилиндрах. Снижение расхода топлива при использовании системы SISS может достигать величины в 9%.

Перспектива использования водорода, как автомобильного топлива.

2012-03-26T09:52:00.002+04:00

Водород это достойная альтернатива бензину, метану, пропану-бутану и дизельному топливу в двигателях внутреннего сгорания. Это высокоэнергетическое топливо и несравненно более экологическое по сравнению с любыми углеводородами. Ведь после его сгорания остаются лишь вода и тепло. Также при любых высокотемпературных реакциях окисления, то есть горения образуются оксиды азота и, чем выше температура, тем больше их образуется. Но в условиях городского цикла эксплуатации автомобиля температура сгорания в водородном двигателе много ниже, чем углеводородом, а значит, вредных окислов они выделяют меньше (а ведь углеводороды при сгорании образуют массу других токсичных соединений).

Водород можно использовать не только как моторное топливо, но и в составе топливных элементов (хотя такие технологии еще не достаточно отработаны).

Из чего же получают водород?

В свободном виде он практически не встречается, а значит, его нужно получить реакцией разложения из других веществ. Самый известный способ – электролиз воды. Но он рентабелен только при избытке электроэнергии. Самый распространенный способ – конверсия метана паром.

Пока что ни один из существующих способов производства водорода не позволяет ему конкурировать по цене с углеводородами. Но в определенных условиях уже сейчас использование водорода экономически целесообразно. Например, в городском цикле движения автомобиль двигается рывками – разгон – тормоз - холостой ход. При этом КПД двигателя, работающего на бензине около 13 процентов, а если использовать водород-воздушную смесь, то оно возрастет до 18 процентов, то есть на треть.

Схема работы такого комбинированного двигателя такая: для развития максимальной мощности используется бензин, а в холостом режиме – смесь водорода и воздуха. Уже разработан и находится на рассмотрении у правительства Москвы проект перевода пары тысяч автомобилей «Газель» на такое комбинированное топливо (причем с использованием серийного двигателя), а экспериментальные автомобили уже ездят по столице.

Этот путь постепенного поэтапного перехода с бензина на водород, наиболее щадящий для кошельков автомобилистов, хорошо подходит для непростой экономической ситуации в нашей стране. Более богатые страны, например Германия (концерн ВМW) и Япония (Mazda) пошли другим путем и выпустили машины со специальным двигателем, работающем исключительно на водороде. Такие проекты требуют вложений в миллиарды долларов и евро на постройку новых заводов и по силам только наиболее стабильным экономикам.

А ведь был период в нашей истории, когда Авто пром СССР был впереди планеты всей по внедрению водорода, как топлива для двигателей внутреннего сгорания.

В1941 году сложился острейший дефицит топлива в блокадном Ленинграде, поставки сократились в 25 раз, грузовикам разрешалось двигаться только по два на сцепке с одним работающим мотором. И вот младший лейтенант технической службы одного из полков противовоздушной обороны Б. Шелищ предложил использовать водород из аэростатов в двигателях автомобилей ГАЗ-АА. Правда, два первых двигателя взорвались, третий тоже пострадал, хотя и не так сильно, но после изобретения тем же Б. Шелищем гидравлического затвора, работа двигателей стабилизировалась. Около 200 ДВС были переведены на водород. Заводились они легко, даже в тридцатиградусные морозы, а после Победы еще долгое время они работали (правда, уже не на водороде и после демонтажа военных машин) в сельском хозяйстве. А значит двигатель на водороде, вопреки сложившемуся мнению, не выходит из строя очень быстро, а сохраняет свою работоспособность долгие годы.

Лазерные фары от BMW

2012-03-22T03:49:00.001+04:00

Уже почти год не утихают споры, по поводу предлагаемого баварцами инновационного решения для головных фар. Предъявленная в конце 2011 года, концептуальная новинка с рабочим названием « i8», была оснащена опытным образцом головных фар нового поколения. Но серийный выпуск такой оптики, осложнен полным отсутствием необходимых производственно-технических линий. Именно на развитие технической базы, концерн BMW выделяет порядка 400 миллионов евро. Столь уверенное инвестирование позволяет рассчитывать на новые цеха и оборудование, уже к 2013 году.

Многие автолюбители, выросшие на голливудской фантастике, склонны полагать, что наличие мобильной лазерной установки позволит, если не сбивать самолеты, то уж наверняка испортить радар гаишнику. Но не все так просто.

На самом деле, лазерный луч (с максимально безопасными показателями), выйдя из источника, направляется на отражатель. Затем, отраженный, но не потерявший своих свойств (в силу собственных физических особенностей), попадает прямиком в емкость с люминофором (не вникая во все научные тонкости, люминофор можно охарактеризовать, как вещество, светящееся при энергетическом на него воздействии). Как следствие, возникает люминесцентное свечение. Изменяя химические свойства люминофора, можно запросто получить высокоинтенсивный свет любого оттенка.

Концепт-фара содержит, как минимум три лазерных излучателя, сфокусированных посредством отражателей на люминисцирующем веществе. Уже такое количество освобожденной энергии, заставит люминофор светиться так, что на выходе из фары получается ровный и мягкий свет. Достаточно мощный, для того, чтобы заткнуть за пояс японских выскочек со светодиодами.

В списке основных преимуществ лазерных фар – их сверхнизкое энергопотребление и весьма малые габариты. Что, по мнению немецких разработчиков, позволит более эффективно экономить природные ресурсы. А освободившееся подкапотное пространство, использовать для размещения будущих инновационных разработок. Тем более, что кардинальное изменение «фирменной» формы фар, вполне реально может привести к нежелательным последствиям. Видимо поэтому принадлежность концепта i8 к «бумерам», видна с первого взгляда.

Кстати, при положительных результатах эксплуатации лазерных фар, предполагается оснастить высокотехнологичной новинкой все выпускаемые баварцами модели. Правда, случится это не ранее, чем через пару лет.

А широко рекламируемые тысячекратные отличия в показателях, лазерных и диодных источников света, оставим на креативной совести рекламщиков.

Есть ли будущее у электромобиля?

2012-03-21T15:54:00.002+04:00

В восьмидесятых годах прошлого столетия во многих научно-популярных изданиях писали о скором массовом переходе всего человечества на эксплуатацию электромобилей. Предполагалось, что уже к 2000 году, двигатель внутреннего сгорания уступит свои позиции электроприводу. Разработкой электроприводных автомобилей занимались как крупные автомобильные компании, так и небольшие предприятия и даже одиночки-любители. Но ряд технических сложностей до сих пор не позволил создать достойного электромоторного конкурента традиционному автомобилю.

Небольшой запас хода, невысокая скорость и слишком большой вес дорогостоящих аккумуляторных батарей - основные недостатки электромобилей.

Главное преимущество электроприводного транспорта - отсутствие выброса в атмосферу вредных веществ. Для крупных городов загрязнение атмосферы выхлопными газами автотранспорта стало очень серьезной проблемой. Переход на эксплуатацию электроприводной техники мог бы в какой-то степени улучшить ситуацию. Возможно, именно эта проблема, да еще предположения о грядущем нефтяном кризисе, заставляют многие автомобильные компании продолжать работу над созданием технически-совершенного электромобиля.

Самым скоростным считают электромобиль итальянской компании "Бертоне". Созданный ей автомобиль ZER, развивает скорость около 200 километров в час.

Немецкая фирма "Транспорт-системтехник" выпустила прототип такси. Этот пятиместный электромобиль, с кузовом, выполненным из пластмассы, весит около 600 кг и развивает скорость до 80 километров в час. Один заряд никель-металлогидридных аккумуляторных батарей позволяет ему преодолеть расстояние до 140 км.

Отечественный АвтоПром, также принял участие в разработке и создании электроприводных автомобилей. В апреле 1974 года на Волжском Автомобильном Заводе был создан специальный отдел по разработке электромобилей. Уже в декабре того же года были произведены испытания первой опытной конструкции.

По воспоминаниям конструктора - разработчика электропривода А. Хайнова - "ни один узел первого опытного электромобиля еще не был отработан, преодолев некоторое расстояние, автомобиль мгновенно увеличил скорость до максимума и ударился в колонну. Как потом выяснилось - произошел сбой в преобразователе. Борьба с этим опасным недостатком доставила еще много хлопот вазовским инженерам и конструкторам".

В 1979 году был разработан проект оригинального открытого четырехместного электромобиля ВАЗ 1801. Автомобиль получил название "Пони". Было изготовлено два образца этой модели. Они выставлялись в автосалонах как экспонаты. Кроме того, их использовали там же, как средство обслуживания.

В последующие годы работа над электромобилями была приостановлена и только в 1985 году была изготовлена первая партия ВАЗ 2702. Десять, сошедших с конвейера автомобилей сразу отправили работать на городскую почту. Электромобиль был разработан на платформе ВАЗ 2102. Он развивал скорость до 64 километров в час и мог перевозить примерно 400 кг груза. Всего было выпущено около 150 электромобилей этой модели.

В девяностых годах на ВАЗе выпустили еще несколько электромобилей на базе ВАЗ 1111 "Ока".

В настоящее время специалисты АО АвтоВАЗ ведут научно-исследовательскую работу по созданию автомобилей использующих альтернативные источники топлива, в том числе и электроэнергию. Новый электромобиль разрабатывается на платформе универсала "Калина". Проект получил название "Ellada". Опытные образцы уже проходят испытания. Автомобиль развивает скорость до 140 километров в час и имеет запас хода порядка 170 км.

Говорить о массовом производстве электромобилей, вазовские специалисты считают преждевременным. Сделать этот продукт коммерческим, имеющим существенный спрос, мешает отсутствие специализированных зарядных станций, общих требований к конструкции разъемов, параметрам зарядных устройств, нормам безопасности. Для реализации крупносерийного производства необходимо создать инфраструктуру, обеспечивающую обслуживание электроприводных автомобилей.

Таким образом, в ближайшем будущем человечество, вероятно, не сможет отказаться от традиционных автомобилей и пересесть на электропривод.

Тем не менее, уже имеющиеся наработки, вполне способны справиться с задачей устранения источников загрязнения воздуха в производственных помещениях, парках отдыха и исторических центрах больших городов.

BMW X7 будущее уже наступило

2012-03-20T15:08:00.005+04:00

Первый внедорожник от «BMW» порадовал автолюбителей в 1999 году, это был легендарный «Х5», затем последовали не менее известные модели «Х3», «Х6» и «Х1». Корпорация «BMW» уже более 10 лет занимается выпуском внедорожников семейства «Х», которое разрослось уже до четырёх моделей, но компания не хочет останавливаться на достигнутом. Баварские авто создатели, неохотно делятся информацией о своих разработках связанных с «BMW Х7», но тем не менее, новинка уже совсем скоро станет полноценным конкурентом таким супер авто как «Audi Q7», Rand Rover и Mercedes-Benz GL-класса. По слухам, Кристин Кремер президент концерна «BMW», сделал неофициальное заявление, о том что дебют автомобиля «BMW X7» должен состоятся в 2012 году.

Однозначно, что новый «BMW Х7» станет одним из автомобилей концерна оснащенных гибридной системой электропривода, обеспечивающей разгон автомобиля до 65 км/ч на электротяге. Прогнозируемые технические характеристики «BMW Active Hybrid Х7» находится вне конкуренции для автомобилей такого класса.

Проект по разработке «BMW X7», у немецкого концерна появился уже давно. Ещё несколько лет назад инженеры «BMW» сделали первые наброски будущей модели, но проект пришлось заморозить в связи с началом топливного кризиса, поэтому автомобиль анонсируют только в 2012 году.

В чертах кузова нового внедорожника, будет, прослеживается общий для всех моделей серии «Х», дизайн. В особенности, новинка будет очень похожа на «Х5», от которого она возьмёт свой кузов, а от «Х6» позаимствует базу. Размеры автомобиля будут самыми большими в серии. «Х7» будет длиннее «Х5» на 300 мм, что позволит получить дополнительное место для ещё одного ряда сидений. В итоге мы получим семиместный джип. Если же убрать задние сиденья, то объём места для багажа получится 3000 литров. Вес автомобиля будет более трёх тонн. Но, не смотря на то, что автомобиль будет выглядеть несколько громоздким, его аэродинамические характеристики будут как всегда на высоте.

Под массивным капотом внедорожника ожидается увидеть, от шести до двенадцати цилиндров двигатели с максимальным объёмом 6 литров. Будут представлены бензиновые (атмосферные или турбо) и дизельные (только турбо) моторы. Без сомнения внедорожник получит полный привод и будет ориентирован как для пересечённой местности, так и для города. Немцы готовы предложить большой список трансмиссий, традиционная «механика», современный «автомат», и инновационные роботы. 6 и 7-ми скоростные коробки передач наделят функцией «быстрый старт».

О цене на автомобиль такого класса, остаётся только догадываться, машина будет выполнена в соответствии с высшими стандартами автомобилестроения.

Гибрид Bosch

2012-01-08T22:06:00.000+04:00

Концерном Bosch разработан унифицированный гибридный привод для автомобилей. Такую систему без особого труда можно интегрировать в большинство моделей, выпускаемых автопроизводителями. В комплект гибрида от компании Bosch включены электроприводы и необходимая для их работы электроника, блоки для управления трансмиссией, двигателем внутреннего сгорания и аккумуляторными батареями, также необходимое программное обеспечение.

Интегрированный мотор-генератор (Integrated Motor Generator) IMG - привод гибридной установки, он представляет собой электродвигатель с постоянными магнитами. Его основные достоинства – это высокие эксплуатационные характеристики и небольшая длина. Такой двигатель легко встраивается в обычную конструкцию силовой установки с ДВС. Ротор электродвигателя IMG устанавливается на фланец коленвала, а статор располагается между картером сцепления и блоком цилиндров. IMG – это универсальная система, которой присущи функции гибрида: трогание, движение и разгон на электротяге, работа в паре с ДВС, выработка энергии, торможение, запуск и остановка двигателя.

Для двигателей IMG разработаны как воздушная, так и жидкостная системы охлаждения. Также в комплект входит встроенное сцепление с гидроприводом.

Другой вид гибридов от компании Bosch – это система (Separate Motor Generator) SMG, представляет собой отдельный мотор-генератор. Система выполняет те же функции, что и IMG, но при аналогичной мощности имеет меньший вес и габаритные размеры.

Мощность агрегатов SMG – до 50 кВт, а величина крутящего момента – до 250 Нм. Компактность конструкции позволяет внедрять SMG в самые различные конфигурации автомобильных двигателей. Охлаждение двигателя SMG может производиться жидкостью, воздухом или маслом. Частота вращения ротора может достигать 14…16 тыс. об/мин.

Следующий тип гибридных систем Bosch называется EAD (Electrical Axle Drive), в переводе на русский – электрический осевой привод. Система EAD устанавливается на месте главной передачи, выполняет все ее функции и заодно функции гибрида (кроме запуска ДВС). В агрегат EAD легко интегрируются системы распределения крутящего момента и трекшн-контроля. Электромотор с постоянными магнитами работает с частотой до 14 тыс. об/мин. Редуктор имеет муфту с электронной синхронизацией, которая обеспечивает блокировку дифференциала.

Еще одна разновидность гибридной системы Bosch – это Electrified Dry Dual Clutch Transmission (EDCT), представляет собой коробку передач с двойным сцеплением и встроенным в нее электродвигателем SMG. EDCT выполняет все функции гибрида, в том числе и запуск двигателя, но только через коробку передач.

У всех типов гибридов Bosch имеется блок Power Electronics – это силовая электроника системы, которая отвечает за связь аккумуляторных батарей и электродвигателей. Блок управляет параметрами тока и напряжения, которые подаются на двигатели. Прибор имеет жидкостную систему охлаждения и достаточно компактные размеры.

Бесступенчатые коробки передач для автомобилей

2011-12-25T07:19:00.001+04:00

Коробка передач в автомобиле нужна для изменения крутящего момента, который передается от двигателя к колесам. Также при помощи коробки передач водитель может изменять скорость движения автомобиля.

Бесступенчатая коробка передач характеризуется высокой плавностью, экономичностью и способствует снижению нагрузки на двигатель, а значит продлению его срока службы. Бесступенчатый вариатор для автомобиля Lancer X, работает по принципу CVT (Continuously Variable Transmission).

Вариатор CVT INVECS III имеет электронное управление и от обычных коробок передач отличается отсутствием фиксированных передаточных чисел. Бесступенчатый вариатор способен динамически менять передаточное число в зависимости от команд электронного управления, что позволяет более эффективно реализовать возможности двигателя, повысить топливную экономичность и комфорт для водителя и пассажиров.

Вариатор обеспечивает непревзойденную плавность хода автомобиля при любых дорожных условиях. Изменение передаточных чисел в нем происходит совершенно незаметно для водителя, в отличии от автоматических коробок передач, в которых переключения сопровождаются рывками, не говоря о механике, где водителю необходимо вручную переключать передачи.

Система Invecs III автоматически адаптируется к дорожным условиям и стилю вождения владельца автомобиля. Электроника воспринимает множество данных, таких как скорость автомобиля, величина нажатия педалей тормоза, акселератора и т.п. На основе этих данных система выбирает оптимальный режим работы CVT.

У бесступенчатого вариатора CVT имеется функция, имитирующая спортивный режим, которая позволяет вручную переключать заданные значения передаточных отношений. Водитель при включении этого режима получает шестиступенчатую коробку передач с ручным переключением.

Использование газопоршневых двигателей, как способ повышения эффективности производства электроэнергии и тепла

2011-12-24T02:54:00.003+04:00

Расходы на тепло и электроснабжение составляют существенную часть стоимости продукта для многих предприятий, особенно машиностроительной отрасли. При постоянном росте цен на топливо и электроэнергию одним из первоочередных вопросов для бизнеса становится поиск способов повышения эффективности использования энергии.

Страны запада заинтересовались проблемами энергоэффективности после кризиса 1973 года. С того времени развитие технологий для них всегда связано с энергосбережением. Энергоэффективность стала основным принципом ведения бизнеса и поддержания конкурентоспособности продукции благодаря снижению затрат на топливо и электроэнергию.

В России вопросами энергоэффективности начали заниматься с 2009-го года. Эффективность использования энергии стала основным направлениям модернизации промышленности и экономики России. На основе анализа опыта развитых стран в России будут определены пути повышения эффективности использования энергии в производстве.

Для России характерна удаленность производств и поселков от газопроводов или линий электропередач. Также для некоторых регионов характерна нехватка энергетических ресурсов. В таких условиях встает вопрос не только экономии энергии, но и производства электроэнергии и тепла на собственных станциях.

Решением может стать развитие локальной малой энергетики. В России стартовал проект «Малая комплексная энергетика», который является приоритетным в области повышения эффективности использования энергии. Внедрение малых генераторов не требует сверхвысоких инвестиций. Срок окупаемости состоавляет 1…4 года. Такие условия становятся очень привлекательными для инвесторов.

Энергетические установки на газовых двигателях также обладают высоким уровнем эффективности работы. Газопоршневая генераторная установка J 920 производства американской компании General Electric при электрической мощности 9,5МВт в режиме одновременной выработки электрической и тепловой энергии имеет КПД около 90%. Одна генераторная установка такого типа (GE Jenbacher) может обеспечивать электроэнергией до 18 500 квартир. Это сравнимо по размерам с небольшим городом.

Также к преимуществам малых теплоэлектростанций можно отнести их способность работать на различном топливе. Это может быть природный газ, попутный нефтяной газ, биогаз. При такой топливной «гибкости» появляется возможность использовать электростанции с газопоршневыми двигателями в труднодоступных районах. Что позволяет снизить зависимость этих регионов от центральных газопроводов и сократить расходы на доставку энергоносителей.

При масштабном внедрении генераторных установок с газопоршневыми двигателями, работающими на топливе, которое в обычных условиях просто уничтожается, возможно значительное снижение потребления невосполнимых энергоресурсов и сокращение вредных выбросов в атмосферу. Эти меры приведут к сокращению затрат на производство продукции, что позволит направлять средства на развитие новых технологий.

Для России существует еще очень много нереализованных способов повышения эффективности использования энергии. Это может быть увеличение количества ветряных электростанций, использование энергосберегающих лампочек для освещения промышленных предприятий и бытовых помещений и т.д. Очевидно, что высокой эффективности можно достичь только при комплексном подходе, как в производстве, так и в потреблении энергии.

Термоядерный синтез

2011-12-24T02:45:00.004+04:00

Термоядерные реакции начали проводить еще в 1932 году. В настоящее время исследования термоядерного синтеза находятся на такой стадии, что уже в ближайшие десятилетия возможно создание электростанций, реакторы которых работают на термоядерном синтезе.
Основным достижением в разработке технологии холодного синтеза является проект термоядерной электростанции ITER. Основным элементом конструкции реактора является токамак, в нем происходит реакция синтеза. Задачей токамака является удержание плазмы, при помощи магнитных полей. Для реакции термоядерного синтеза используются дейтерий и тритий, разогретые до температуры в 100 миллионов градусов по цельсию, такая температура необходима для протекания реакции.
Планируется создавать реакторы мощностью около 500 мегаватт. Термоядерная реакция – это процесс соединения легких атомов с выделением теплоты и превращение этих атомов в более тяжелые. При высоких значениях температур газ превращается в плазму. В ходе реакции слияния, изотопы водорода превращаются в гелий с выделением огромнейшего количества энергии, также происходит выделение нейтронов.
Запасы топлива для такого типа реакторов неисчерпаемы. Изотопы, используемые для реакции термоядерного синтеза добываются из воды и лития. Один килограмм дейтерия и трития потенциально содержит в себе количество энергии эквивалентное 10 000 000 килограммов органического топлива. Продуктом реакции является гелий, который не представляет опасности, в отличие от долгоживущих радиоактивных отходов традиционных реакторов.

Лазерные свечи зажигания для автомобильных двигателей

2011-12-24T02:31:00.003+04:00

Создана первая лазерная система зажигания для двигателей внутреннего сгорания, которая имеет достаточно малые размеры, чтобы уместиться в головке блока цилиндров двигателя, и достаточную тепловую стойкость, чтобы выдержать жесткие тепловые условия камеры сгорания.

Особенности трехлучевой лазерной свечи в том, что она может выдавать серию импульсов с частотой в 100 Гц, которые могут быть сфокусированы в центральной точке камеры сгорания. Что способствует более полному сгоранию топлива за рабочий цикл. При использовании обычных свечей такой эффект недостижим, также у обычных свечей наличие электрода нарушает симметричность распространения пламени.

Лазерные свечи зажигания позволяют более точно контролировать время и параметры воспламенения горючей смеси, что позволяет сократить вредные выбросы и повысить экономичность двигателей.

Газовые ДВС для производства электроэнергии и тепла

2011-12-24T02:24:00.003+04:00

Компания GE Energy спроектировала и создала стационарный генератор с газовым двигателем внутреннего сгорания, который является блестящим примером экономичности и разумного отношения к природе.

Генератор Jenbacher J624 GS представляет собой V-образный двигатель с турбонаддувом и генератор, установленные на одной платформе. Его электрическая мощность составляет 4 МВт. Рабочий объем ДВС равен 150 литрам.

Габаритные размеры генераторной установки составляют: длина 11,6 метра, ширина 2 метра, высота 2,5 метра. Масса всего агрегата в сборе составляет 43 тонны. В сравнении с электростанциями такого уровня мощности, данная модель может считаться компактной.

Кроме того, генераторная установка Jenbacher J624 GS оснащена передовой системой смесеобразования и сгорания топлива. Также данный агрегат отличается низким уровнем вибраций.

Выходной мощности генераторной установки с газовым ДВС J624 GS достаточно для снабжения электроэнергией 9 тысяч жилых домов. Расход топлива в режиме номинальной мощности составляет 870 кубометров газа в час.

Двигатель генераторной установки предназначен для работы на нескольких видах газа. Это может быть попутный газ нефтяного производства, биогаз, природный газ. Такие системы позволяют получать энергию из тех продуктов, которые уничтожаются, при этом загрязняя атмосферу.

Система охлаждения генераторной установки J624 GS через теплообменники интегрирована с тепловой сетью потребителей, таким образом один 24-х цилиндровый двигатель производит 3,6 МВт тепловой энергии. Суммарный КПД генераторной установки равен 90%.

Современные дизельные двигатели

2011-07-26T15:07:00.002+04:00

Дизельный двигатель может быть совсем не таким, как мы привыкли его воспринимать. Для любого современного дизельного двигателя свойственны технически совершенная и тщательно проработанная конструкция, высокая топливная экономичность и превосходная динамика, при хорошей совместимости с природоохранными нормами.

Прогресс в создании дизелей затронул систему впрыска и систему электронного управления двигателем. Основным изменением стала система впрыска Common Rail, с электронным управлением. Эта система аккумуляторного типа, где высокое давление поддерживается постоянным в специальном резервуаре и непрерывно подается на все форсунки. Открытие форсунок происходит по команде блока управления.

Сегодняшний дизель потребляет примерно на 15% меньше топлива, чем выпускавшийся 15 лет назад. И на 30% меньше, чем бензиновый аналог. Выбросы углекислого газа на 25% ниже, чем у сопоставимого по характеристикам бензинового двигателя. Количество выбросов оксидов азота у современных дизелей сокращено на 96% в сравнении с двигателями, выпущенными в 90-х годах.

Современному дизельному двигателю характерна высокая мощность. Крутящий момент у дизельного двигателя на 50% выше, чем у аналогичного бензинового. При этом высокие значения крутящего момента достигаются уже на средних оборотах.

В последние годы наблюдаются изменения в конструкции двигателей с системой Common Rail, способствующие росту давления впрыска. Стандартом для настоящего времени является давление 2000 бар. В ближайшее время будут разработаны системы с более высоким давлением впрыска.

Компанией Bosch разработан новый диагностический стенд для дизельных двигателей, который позволяет измерять разброс дозирования для каждой форсунки в отдельности. Что позволяет диагностировать даже нестандартные сбои системы Common Rail.

Технология MultiAir для двигателей внутреннего сгорания

2011-07-26T15:01:00.003+04:00

Технология MultiAir для двигателей внутреннего сгорания призвана служить для значительного снижения расхода топлива, увеличения мощности и крутящего момента, также для снижения выбросов углекислого газа на 10…15%. Топливные системы аккумуляторного типа (Common Rail) значительно улучшили мощностные параметры двигателей и топливную экономичность.

Основные достоинства технологии MultiAir в ориентированности профилей кулачков распредвала на выдачу максимальной мощности. На низких оборотах крутящий момент повышен за счет более раннего закрытия клапанов во время впуска, что обеспечивает удержание большей массы воздуха в цилиндрах. Также снижены насосные потери, благодаря этому наблюдается снижение расхода топлива и сокращение выбросов углекислого газа, как для турбированных, так и для атмосферных двигателей.

Подобран оптимальный алгоритм работы клапанного механизма во время прогрева двигателя, также используется рециркуляция отработавших газов. Суть ее проста до гениальности, во время выпуска на короткий промежуток времени открывается впускной клапан. Это позволяет снизить выбросы угарного газа и несгоревших углеводородов на 40%, а окислов азота на 60%.

Технология MultiAir применима к любым двигателям внутреннего сгорания. Двигатель с системой MultiAir более мощный и динамичный на всем диапазоне рабочих оборотов, он экономичнее и выбрасывает меньше токсичных веществ.

Основным параметром, оказывающим влияние на работу дизельного двигателя, является количество топлива, впрыскиваемое в цилиндры. Поэтому внедрение системы Common Rail стало революционным изменением для дизельных двигателей.

Для бензинового двигателя параметром, определяющим его работу, является масса свежего воздуха, закачанного в цилиндр. Для традиционного бензинового двигателя этот параметр определяется степенью открытия дроссельной заслонки, а точнее образующимся за ней разрежением. Фазы открытия и закрытия клапанов, а также их проходное сечение – величины постоянные, они заданы профилем кулачков распредвала. Недостатком такой системы являются большие насосные потери, до 10% от всей вырабатываемой энергии.

Настоящим прорывом в управлении этим параметром стала электронная система контроля работы впускных клапанов. Наиболее работоспособными и простыми оказались электромеханические устройства, которые позволяют изменять величину подъема и фазу открытия клапана. Но электромеханические системы имели большой минус, малый диапазон регулирования.

Позже были созданы системы электрогидравлического управления клапанами. Внедрение таких механизмов позволило гибко управлять подачей воздуха и фазами газораспределения на каждом отдельном такте и в каждом отдельном цилиндре. Преимуществами электрогидравлической системы управления является простота, низкое потребление энергии, высокая надежность и потенциально низкая стоимость.

Устройство системы управления MultiAir достаточно просто по своей сути и является развитием уже известных систем двигателя. Клапаны и распределительный вал не подвергаются каким-либо серьезным изменениям. Между торцом клапана и кулачком размещается гидравлическая камера, в которой имеются два цилиндра, главный и рабочий, они разделены между собой электромагнитным клапаном. В отличие от обычных гидротолкателей давление в камере меняется благодаря сигналам блока управления, при помощи электромагнитного клапана. При средних значениях давления клапан перемещается строго по профилю кулачка, но при открытии электромагнитного клапана и падении давления клапан откроется позже, а закроется раньше, от действия собственных пружин. В момент закрытия клапана в системе MultiAir сработает гидравлический тормоз, который смягчает удар тарелки о седло клапана при любых режимах работы.

С применением электромагнитного клапана стало возможным регулирование алгоритма открытия и закрытия клапана, причем в довольно широких пределах.

При режимах максимальной мощности электромагнитный клапан постоянно закрыт. Клапана открываются и закрываются согласно профилю кулачков распределительного вала, который разрабатывается специально для работы на высоких оборотах.

Двигатель, рассчитанный на работу с высокими оборотами, который имеет широкие фазы открытия клапанов, начинает устойчиво работать только со средних оборотов. В качестве примера можно рассматривать спортивный двигатель, для которого работа на холостых оборотах – это перекачка топлива в выхлопную трубу, сопровождающаяся перебоями и неравномерностью работы.

Система MultiAir позволяет двигателю устойчиво работать на малых оборотах. При низких оборотах двигателя электромагнитный клапан откроется раньше, чем завершит свой цикл кулачок. Впускной клапан закроется раньше, что исключит обратный выброс во впускной коллектор.

При малых нагрузках электромагнитный клапан уменьшит открытие впускного клапана, за счет этого будет осуществляться регулирование наполнения цилиндров воздухом и соответственно крутящего момента двигателя.

Технология производства водорода посредством высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов

2011-05-08T07:16:00.002+04:00

Технологией, при помощи которой возможно отказаться от использования органического топлива в теплоснабжении и транспортной сфере является технология высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов. Одной из самых перспективных задач для таких реакторов можно считать производство водорода.

Традиционные методы производства энергии из углеводородов столкнулись с неразрешимыми вопросами ограниченности ресурсов и проблемами экологии. Ответом может стать атомная энергетика, технологии которой позволяют производить водород в достаточных количествах и по низким ценам.

Водород можно считать наиболее вероятным топливом будущего, т.к его использование не загрязняет атмосферу ядовитыми веществами, у водорода высокая энергоемкость, водород может получить наиболее широкое применение ввиду своей универсальности. Водород, прежде всего, рассматривается как наилучшая замена жидкого углеродного топлива для автомобильного транспорта.

Наиболее распространенной сейчас технологией производства водорода является метод паровой конверсии метана. Однако эта технология ограничена сырьевыми запасами углеводородного газа, поэтому необходим метод производства водорода, при котором используется только вода как исходное сырье. Представляет интерес технология высокотемпературного электролиза пара, при которой используются высокотемпературные электрохимические устройства с твердым электролитом. Для обеспечения процесса расщепления воды на кислород и водород нужно большое количество электрической и тепловой энергии. Для этих целей хорошо подходят газоохлаждаемые ядерные реакторы.

Высокотемпературный газоохлаждаемый реактор МГР-Т предназначен для экономически эффективной и безопасной выработки тепловой и электрической энергии посредством прямого газотурбинного цикла. За техническую основу взят опыт СССР и международная программа по созданию гелиевого реактора, который разрабатывался совместными усилиями американских компаний и лабораторий.

Основными компонентами установки МГР-Т является высокотемпературный модульный гелиевый реактор, система высокотемпературных теплообменников для производства водорода и система выработки электрической энергии посредством газовой турбины.

Производство водорода путем расщепления воды происходит в высокотемпературном электрохимическом устройстве, тепловая энергия подводится от теплообменников, а электроэнергия от системы преобразования энергии. Производительность МГР-Т до 140 000 м3 водорода в час. Чтобы удовлетворить потребности России в водороде, потребуется более 50 энергоблоков МГР-Т.

При производстве водорода выделяется побочный продукт, чистый кислород. Его можно эффективно использовать в промышленности, в таких отраслях, как металлургия.

В Южной Корее, Китае, Франции, США и Европейском Союзе имеются программы по развитию водородной энергетики. В 70-80-е годы в СССР тоже активно развивалось это направление, но на сегодняшний день в России отсутствует государственная программа по развитию водородной энергетики. Тем не менее, наработана серьезная информационная база по производству, хранению и использованию водорода. При реализации этого потенциала Россия имеет возможность занять одну из лидирующих позиций в производстве водорода.

Именно водород сегодня считается топливом будущего по той причине, что сырье для его производства возобновляемо. Недостатком использования водорода, особенно как топлива для автомобилей считается его взрывоопасность. Наибольшей трудностью для автомобилестроителей является разработка системы питания для автомобиля.

Разработаны две эффективных технологии использования водорода как топлива для автомобилей – это его сжигание в ДВС и топливные элементы. Сторонниками сжигания водорода в двигателях внутреннего сгорания оказались компании BMW и Mazda. Они стремятся к сохранению возможности использования традиционного топлива наряду с водородом.

Технология быстрых нейтронов в реакторе Брест

2011-05-06T13:00:00.002+04:00

НИКИЭТ разработал оригинальный проект атомной энергетической установки с высоким уровнем безопасности и экономичности, которая необходима для энергетики будущего.

БРЕСТ представляет собой реактор на быстрых нейтронах, работающий на мононитридном уран-плутониевом топливе, со свинцовым теплоносителем и двухконтурной системой отвода энергии от активной зоны к турбине. Представлены две конфигурации реакторов, мощность которых составляет 300 и 1200 МВт.

К достоинствам реактора относится радиационная безопасность при любых аварийных ситуациях, включая такие внешние воздействия, как диверсии.

Также в реакторе БРЕСТ реализован долговременный топливный цикл, основанный на более эффективном использовании природного урана.

Использование такого типа реакторов не может способствовать распространению ядерного оружия, т.к. исключена наработка оружейного плутония. Отработанное топливо перерабатывается без разделения плутония и урана.

Благодаря замкнутому топливному циклу, когда в реакторе происходит трансмутация и сжигание актиноидов, также происходит трансмутация продуктов деления с длительным периодом полураспада, очистка радиоактивных отходов от актиноидов, их выдержка и захоронение без нарушений радиационного равновесия в природе.

Сочетание естественных свойств теплоносителя, мононитридного уранового топлива, характеристик реактора на быстрых нейтронах, новых конструктивных решений в проекте активной зоны реактора и контуров охлаждения позволяет реактору БРЕСТ выйти на новый уровень безопасности атомной энергетики. Даже аварии предельного характера, при которых происходит разрушение внешних барьеров, не влекут за собой радиоактивных выбросов и не требуют эвакуации близлежащих населенных пунктов и отчуждения земли на длительный период.

Сейчас существуют два концептуальных проекта реакторов БРЕСТ, мощностью 300 и 1200 МВт. Проведены расчетные и конструкторские исследования, проведены коррозионные испытания, эксперименты по взаимодействию свинца с водой и воздухом высоких параметров, свинца и нитридного топлива и др.

Экономические оценки подтверждают снижение капитальных затрат на электростанцию и стоимость производимой электроэнергии в сравнении с электростанциями на которых используется реактор ВВЭР-1000.

Реализовать проект предлагается путем постройки опытной станции с реактором БРЕСТ-ОД-300 на Белоярской атомной электростанции.

Как считают сторонники использования реакторов на быстрых нейтронах, характеристики безопасности таких энергетических установок открывают возможности их постройки вблизи крупных городов, в том числе для использования как атомные станции для теплоснабжения.

Технология DSG для автомобилей Volkswagen

2011-05-06T02:29:00.002+04:00

Direct Shift Gearbox представляет собой коробку с синхронизированным переключением передач, которая является гибридом автоматической и механической коробок передач. Водитель имеет возможность переключать передачи вручную, при этом процесс переключения происходит при помощи электроники и автоматических систем.

Первой компанией внедрившей систему DSG в массовое производство был концерн Volkswagen. Основной особенностью коробок передач с системой DSG является наличие двух независимых механизмов передачи крутящего момента, каждый из которых имеет свое сцепление. Переключение передач в коробке DSG происходит при непрерывном крутящем моменте, это возможно благодаря использованию двух сцеплений. Вал для нечетных передач управляется одним сцеплением, вал для четных передач управляется другим сцеплением. При работе одной передачи, зубчатые колеса очередной передачи уже находятся в зацеплении, при подаче сигнала управления происходит мгновенное переключение с одного сцепления на другое, без разрыва крутящего момента.

Семиступенчатая коробка передач DSG теперь устанавливается на автомобили Volkswagen с двигателями TDI, мощность которых 140 и 180 л.с. Также совместно с DSG устанавливается система полного привода 4 Motion.

Коробка передач DSG сочетает преимущества механической и автоматической трансмиссий. От автоматики DSG достался комфорт и плавность, а от механики высокий КПД и эффективность. Коробки DSG устанавливаются как на автомобили с передним приводом, так и на полноприводные автомобили. Следующие модели Volkswagen с двигателями TDI оснащаются коробками DSG: Transporter, Multivan, Caravelle, California.

Технология Direct Shift Gearbox применяется для линейки T5, оснащенных дизелями 140 и 180 л.с. Также модели Transporter, Multivan, Caravelle, California будут оснащаться системой полного привода 4 Motion и двигателем biTDI, мощность которого 180 л.с.

Коробка DSG отличается удобством использования и экономичностью. Кроме этого DSG свойственно быстродействие. На переключение передач тратится рекордно малое время, при этом не нарушается сцепление колес автомобиля с дорогой, так как при переключениях не происходит разрыва потока мощности от двигателя к колесам.

Система полного привода 4 Motion оснащена многодисковой муфтой шведской компании Haldex, которая гарантирует эталонный уровень эффективности, комфорта и безопасности. Основной особенностью новой системы Haldex 4 является электронная система управления. Привод муфты осуществляется от карданного вала. Подключение задней оси происходит только когда это необходимо, в моменты пробуксовывания передних колес. Электроника реагирует на разность частот вращения передних и задних колес, но как только необходимость в крутящем моменте на заднюю ось отпадает, электронное управление отключает ее привод. Муфта максимально быстро реагирует на управляющие команды. Это позволяет улучшить сцепление колес с поверхностью, особенно на скользкой и неровной дороге. Блок управления получает сигналы более чем от 40 различных датчиков, среди которых датчик педали газа, оборотов двигателя, отклонения от курса и т.п. Также имеется механическая блокировка дифференциала, которая обеспечивает сцепление колес при езде по бездорожью.

Как повысить производительность и снизить энергопотребление сварки

2011-04-10T08:14:00.005+04:00

При использовании TIG-сварки, неплавящимся вольфрамовым электродом, при его положительной полярности, термоэлектронная эмиссия направлена с поверхности металла на электрод. При этом ионы, которые освобождаются на электроде, разрушают оксидную пленку на металле.

Положительная полуволна нужна только для удаления оксидной пленки, находящейся на поверхности свариваемого металла. Повышение производительности сварки возможно благодаря укорочению положительной полуволны. Поддержание температуры дуги происходит на 70% в положительной полуволне и на 30% в отрицательной.

При длительной положительной полуволне происходит перегрев вольфрамового электрода. Для сокращения износа электрода требуется увеличение его диаметра. При удалении оксидной пленки на большой площади ухудшаются возможности поддержания стабильной дуги.

Динамический оксидный контроль (D.O.C) – система, которая может автоматически отслеживать необходимость очистки поверхности и динамически регулировать длительность положительной полуволны. Система максимально сокращает положительную полуволну, при этом повышая вложение энергии в отрицательную полуволну, необходимую для сварки. В результате оптимального распределения энергии между отрицательной и положительной полуволнами возрастает скорость сварки. Применение системы D.O.C сокращает износ неплавящихся вольфрамовых электродов. Также система улучшает условия поджига и стабильность дуги, что способствует повышению качества сварки.

Чрезмерная амплитуда положительной полуволны вызывает нестабильность дуги. Это объясняется снижением термоэлектронной эмиссии с поверхности металла из-за обширного удаления оксидной пленки.

Система D.O.C отслеживает напряжение положительной полуволны. При его соответствии холостому ходу, что означает срыв дуги, следует немедленный переход в отрицательную область.

Некоторые трудности возникают во время сварки алюминия, с поверхностью подвергшейся химической очистке. Дуга может стать нестабильной из-за отсутствия термоэлектронной эмиссии. Также ухудшается поджиг дуги на поверхности, бедной оксидами металла.

Система D.O.C обеспечивает энергосберегающий поджиг и стабильную дугу. Обеспечивает контроль очистки поверхности от оксидов. Также производится динамический контроль энерговложения в процесс сварки, что приводит к снижению потребляемой мощности.

Технологии сварки.

Реактор на быстрых нейтронах малой мощности. Возможно ли будущее у подобных проектов?

2011-03-25T01:58:00.001+03:00

Корпорация Toshiba создала сверхкомпактный реактор, который способен снабжать электроэнергией около трех тысяч квартир.

Энергетическая установка Toshiba 4S имеет мощность 10 000 кВт, она представляет собой реактор на быстрых нейтронах, который способен к самоохлаждению и имеет низкое давление в контуре. Такому реактору не требуется обслуживающего персонала, он может работать около тридцати лет на одном заряде ядерного топлива. Подобная энергетическая установка может обеспечить электроэнергией крупное здание или целый квартал города.

Специалисты компании Toshiba утверждают, что их реактор совершенно не подвержен перегревам, рассчитан на автоматическую работу и исключительно безопасен. Отличие данного реактора от эксплуатируемых на сегодняшний день в том, что в нем для управления реакцией не используется графитовых стержней. В качестве регулирующих реакцию устройств, используются резервуары содержащие литий-6. Этот изотоп эффективно поглощает нейтроны.

Такая конструкция ядерного реактора сводит к минимуму необходимость мониторинга технического состояния и обслуживания станции. Реактор снабжается системами безопасности, которые в случае аварийных ситуаций незамедлительно отключают реактор. Название 4S расшифровывается Super Safe, Small, Simple.

Назвать новинкой энергетическую установку Toshiba 4S сложно. Японцы уже в 2003 году предлагали Америке установку такой электростанции на Аляске, в небольшом городке Галена, население которого составляет примерно 700 жителей. Японская сторона предлагала взаимовыгодные условия, населению такой проект позволил бы сэкономить на оплате счетов за электроэнергию, а для компании Toshiba это хорошая реклама и возможность продемонстрировать свою установку в действии. Однако судьба проекта Galena Nuclear Power Plant до сегодняшнего дня остается нерешенной.

Какое будущее ждет подобные проекты? Ведь Toshiba не единственная компания, которая проводила подобные разработки. В России тоже был сконструирован миниреактор «Елена». Его электрическая мощность около 100 кВт. Он представляет собой цилиндр, диаметр которого 4,5 метра, а высота 15 метров. Масса установки в собранном виде 168 тонн. Прототип реактора «Елена» уже больше 10 лет исправно работает в Курчатовском институте.

Ввиду недавних аварий на японской электростанции Фукусима 1 во всем мире в очередной раз задумались об отказе от использования атомной энергии. Пересмотр планов по строительству новых атомных электростанций, вероятно, еще надолго отложит реализацию подобных проектов.

Возможно, авария на Фукусиме дала понять всему миру, что пришло время качественно менять технологии, разрабатывать новые типы ядерных реакторов или даже новые способы получения энергии.

Отличия в конструкции между японскими и российскими реакторами

2011-03-22T05:42:00.000+03:00

На японской электростанции Фукусима 1 использовались энергоблоки с одноконтурной схемой генерации пара. Реактор такого типа называется кипящим, в нем для привода турбины используется пар образованный из воды, которая нагревается непосредственно активной зоной реактора. Перед поступлением в турбину пар сепарируется для освобождения от капель воды. Вода в реактор закачивается принудительно, при помощи насосов.

На российских реакторах ВВЭР-1000 применена двухконтурная система создания пара. Первый контур является замкнутым, в нем циркулирует вода, охлаждающая активную зону реактора и нагревающая парогенератор. Насосы первого контура даже после обесточивания способны некоторое время обеспечивать циркуляцию охладителя за счет инерционного вращения. Пар для турбины производится в парогенераторе, где энергия воды первого контура передается воде второго контура через поверхность труб, разделяющую контуры.

На станции Фукусима 1 использовалась защитная облочка боксового типа из железобетона. Реактор размещается в металлическом защитном корпусе. Защитная оболочка реакторов ВВЭР-1000 железобетонная, со стальной облицовкой. Такая оболочка рассчитана как на внешние, так и на внутренние разрушающие воздействия. В проекте АЭС-2006 предусмотрена постройка двойной железобетонной оболочки для защиты реактора. Внутренняя оболочка должна сдерживать воздействия среды реактора в случае аварии. Внешняя оболочка служит для защиты от воздействий любого характера извне. Даже таких как падающий самолет. Также конструкция площадки обеспечивает максимальную защиту реактра от любых сейсмических колебаний.

Реакторы АЭС Фукусима 1 построенные в 70-х годах не имели систем, обеспечивающих пассивную безопасность. Таким системам не требуется наличие электроэнергии или команда управления, они срабатывают полностью автоматически. На российских АЭС с реакторами ВВЭР-1000 имеются специальные емкости, которые находятся под давлением и при аварийных ситуациях подают воду с растворенной в ней борной кислотой для охлаждения реактора. В строящихся электростанциях кроме систем пассивной безопасности, которые в условиях отсутствия электропитания способны обеспечить охлаждение реактора, имеется еще ловушка расплава. Она предназначена для сбора ядерного топлива в случае его расплавления.

Еще одним минусом кипящих реакторов, таких как на АЭС Фукусима 1 является подверженность коррозии оболочек тепловыделяющих элементов. Также отрицательно влияет на безопасность нижнее расположение стержней системы управления и защиты. Для остановки реактора они должны подняться в активную зону. В реакторах ВВЭР-1000 стержни СУЗ расположены вверху и для остановки реактора они опускаются вниз под собственным весом, без использования электрических систем.

Мехатронные подшипники ASB

2011-03-10T01:40:00.002+03:00

Мехатроника является одним из прогрессивных направлений в развитии технологий и науки. Основная ориентация мехатроники - это создание автоматизированных систем и машин с компьютерным управлением. Мехатроника занимается разработкой и созданием высокоточных, многофункциональных и высоконадежных систем для управления динамическими объектами.

Самым распространенным примером внедрения мехатроники являются, система АБС автомобиля и промышленный станок с ЧПУ.

Одним из самых интересных примеров использования мехатроники в машиностроении является мехатронный подшипник с использованием активного сенсора (Active Sensor Bearing). Обладателем патента на данную технологию является фирма SNR Roulements, самый крупный производитель подшипников в Европе.

Изначально технология ASB предназначалась для автомобилестроения. Перед инженерами стояла задача интеграции активного сенсора в подшипник колеса автомобиля для передачи данных о частоте его вращения в бортовой компьютер автомобиля.Также стояла задача снижения массы ступичного узла и его габаритов.

Узел ASB для автомобиля представляет собой подшипник с интегрированным в него многополюсным магнитным кольцом на котором установлен датчик Холла. Вращение подшипника вместе с кольцом создает магнитное поле в кольце, которое регистрирует датчик. Датчик выдает сигнал с частотой пропорциональной количеству изменений полярности за единицу времени. Посредством кабеля сигнал подается в бортовой компьютер автомобиля.

К основным преимуществам узлов ASB можно отнести высокую точность измерений при самых неблагоприятных окружающих условиях (перепады температур, грязь, вибрации). Узлы очень компактны и просты в производстве, что позволяет использовать их на автомобилях низкой ценовой категории.

Мехатронные узлы ASB для промышленности отличаются от автомобильных тем, что блок ASB не интегрирован в подшипниковый узел, а монтируется на стандартный шариковый подшипник.

Промышленный ASB регистрирует следующие параметры: скорость вращения, угловое положение, направление вращения, температуру узла.

Промышленные узлы ASB применяются в следующих механизмах: робототехнике, конвейерах, подъемниках, транспортных средствах.

Технологии ASB продолжают развиваться, основные задачи для разработчиков - это расширение функциональных возможностей систем за счет внедрения в узел ASB микропроцессоров.

Программируемые логические контроллеры

Проблемы внедрения станков с ЧПУ

2011-03-07T22:42:00.003+03:00

В последнее время процесс внедрения оборудования с ЧПУ в производство приобретает новое значение. Большинство металло-
обрабатывающего оборудования физически и морально устарело, достигло крайней степени изношенности. Кроме проблем износа оборудования добавилась и проблема отсутствия рабочих. В таких условиях переход на оборудование с ЧПУ, это возможность не потерять производство и совершить большой шаг вперед в развитии производства.

Процесс перехода к новым технологиям в разной степени уже коснулся многих предприятий, от небольших частных предприятий до отраслевых гигантов.Переход на станки с ЧПУ дает ряд преимуществ, таких как:рост поизводительности труда, уменьшение производственных площадей, сокращение количества персонала.

Почему на практике не удается реализовать весь потенциал станков с ЧПУ?

Сложность внедрения комплекса оборудования. Невозможно заменить все оборудование на предприятии одновременно. Потребуется остановить производство, а следовательно прекратить выпуск продукции, что неприемлемо, либо построить новое производство. Но для этого нужны производственные площади и персонал, который обладает опытом работы на станках с ЧПУ. Также потребуются огромные финансовые ресурсы, что оправдано только для выпуска перспективных изделий. Поэтому замену универсального оборудования на станки с ЧПУ обычно производят поэтапно, по мере производственной необходимости и с появлением возможностей реализовать такую модернизацию. Таким образом станки с ЧПУ внедряются локально, а в производственном процессе присутствуют как старые, так и новые технологии.

Из-за локальности внедрения оборудования с ЧПУ часть деталей производится на старых станках, где отсутствуют средства измерения положения и размеров заготовки. Измерения проводятся различными мерительными инструментами вручную с различной степенью точности.Но для станков с ЧПУ установочное приспособление не оказывает влияния на точность изготовления детали.

Обработка детали должна начинаться привязкой начальной точки к заготовке при помощи измерительного щупа. Поэтому системе всегда известно точное положение заготовки. На станках с ЧПУ не применяется технологических приспособлений, таких как кондукторы или установочные приспособления, которые на обычных станках определяют взаиморасположение деталей. На станках с ЧПУ за счет исключения технологических приспособлений повышается качество и точность деталей, сокращаются сроки изготовления и издержки.

Очень важный момент для станков с ЧПУ - это стабильность размеров и качество заготовок. На универсальных станках величина припуска некритична, т.к. рабочий подводит инструмент вручную, величина припуска влияет только в основном на время обработки. У станков с ЧПУ привязка и подвод инструмента производится по программе. Определение начальной точки выполняется щупом, при этом величина подхода щупа ограничена, на разных системах составляет от 3,5мм до 20мм.

При сокращении припуска режущий инструмент будет работать по воздуху, т.е. не будет контакта между измерительным щупом и заготовкой. При увеличении припуска, дистанции для подхода инструмента и щупа может не хватить. Это скорее всего приведет к поломке измерительного щупа или режущего инструмента. Отрицательным фактором для режущего инструмента является увеличенный съем, он приводит к ускоренному износу инструмента. При стабильных размерах заготовки достаточно один раз провести наладку станка и в дальнейшем получить нужное количество деталей хорошего качества.

На практике компенсируют нестабильность размеров увеличением дистанции подхода режущего инструмента, обмерами заготовки в ручном режиме.

Более подробную информацию о станках с ЧПУ для обработки колесных пар вагонов можно получить здесь.