В интернете уже достаточно много материала на эту тему. Здесь приведены статистические данные и экологические проблемы. В настоящее время во всем мире насчитывается в общей сложности 1 млрд. автомобилей. (Например, в 2007 году в мире насчитывалось 942 млн. транспортных средств.) Ежегодно в мире в автомобильных двигателях внутреннего сгорания сжигается около 2 млрд. тонн нефтяного топлива.
Ученица 10 кл Султанова Юлия
Учитель физики Шамшина О.А.
МОУ Саккуловская СОШ
Челябинской обл
• Тепловой двигатель это аппарат, который
совершает работу за счет использования энергии
топлива. Машина, работающая на таком двигателе,
превращает тепловую энергию в механическую и
применяет зависимость расширения вещества от
значения температуры.
Виды тепловых двигателей
• Паровые машины
• Двигатель внутреннего сгорания
• Газовая и паровая турбина
• Реактивный двигатель
• В настоящее время во всем мире насчитывается в
общей сложности 1 млрд. автомобилей. (Например, в
году в мире насчитывалось 942 млн.
2007
транспортных средств.)
• Ежегодно в мире в автомобильных двигателях
внутреннего сгорания сжигается около 2 млрд. тонн
нефтяного топлива.
• Коэффициент полезного действия
среднем
составляет 23%, остальные 77% уходят на обогрев
окружающей среды. То есть всего менее четверти
топлива тратится на движение
автомобиля,
остальные три четверти сгорает впустую.
в
• Ограниченность основных ресурсов (нефти) на
планете.
• Загрязнение окружающей среды (автомобилями,
заводами при переработки нефти, при добыче
нефти).
• Неэффективное использование нефтяного топлива
(низкий КПД).
• При сжигании топлива используется кислород из
содержание
атмосферы,
кислорода в воздухе постепенно уменьшается.
вследствие
чего
• Изобретателями бензинового двигателя официально признаны
только два немецких конструктора: Готлиб Даймлер,
построивший в 1885 г. мотоцикл с бензиновым двигателем, и
Карл Бенц, построивший в 1886г. трехколесный бензиновый
автомобиль.
• Основной принцип работы бензинового двигателя – горение
бензина в камере сгорания двигателя путем его поджога
искрой от электрического источника.
• Топливо – бензин. Производится из нефти. В конце 19 века в
основном получался как побочный продукт осветительного
керосина.
• Недостатки:
очень низкий КПД
сложность конструкции
большое потребление топлива и, как
следствие, загрязнение окружающей среды
• Преимущества:
низкий уровень шума и вибраций;
большая распространенность в мире
большая мощность;
• В 1890 году Рудольф Дизель развил теорию
«экономичного термического двигателя», который
благодаря сильному сжатию в цилиндрах значительно
улучшает свою эффективность. Он получил патент на
свой двигатель 23 февраля 1893 года.
• Основной принцип работы дизельного двигателя –
сжатие топлива и его последующее
сильное
самовозгорание.
• Топливо – дизель, получаемое также из нефти.
• Недостатки:
больший шум и вибрация
плохой пуск на морозе
большая масса
требует более частого обслуживания
• Преимущества:
экономичность, расход топлива при том же объеме и мощности
меньше на 1525%;
меньшая стоимость топлива;
хорошая тяга на низких оборотах, дизельный двигатель удобен
для джипов и грузовиков особенно на бездорожье;
простота двигателя отсутствие свечей зажигания, проводов.
• Цели:
Создание экологически чистого двигателя, потребляющего в
виде топлива возобновляемые природные ресурсы.
Двигатель должен быть компактным, мощным, простым в
производстве и эксплуатации и иметь высокий КПД.
• Пути поиска решения проблемы:
Усовершенствование существующих бензиновых или дизельных
двигателей, путем очищения выхлопа двигателей, использование
новых композитных материалов для двигателей и автомобилей,
использование каталитических нейтрализаторов, использование
добавок для топлива понижающих выхлоп вредных веществ и
повышающий теплоотдачу топлива.
Изобретение принципиально новых видов топлива и двигателей.
• Основной недостаток бензиновых и дизельных
двигателей – использование нефтепродуктов в
качестве топлива и, как следствие, большой
вред для окружающей среды .
• Газовый двигатель
• Гибридный двигатель (автомобиль)
• Двигатель, работающий на биотопливе
• Двигатель, работающий на метаноле
• Водородный двигатель
• Это фактически бензиновый двигатель, только
вместо топлива используется природный газ.
• Преимущества: газ дешевле дизельного топлива и
бензина, запасов газа на планете больше, чем
запасов нефти, газ более экологичен (не содержит
в выхлопе свинца и серы, практически полностью
сгорает в двигателе)
• Недостатки: требуется внимательное отношение
к газобаллонной аппаратуре изза возможности
утечки и последующего взрыва
• Биотопливные двигатели – это те же бензиновые или
дизельные двигатели, в качестве топлива
используется 1020% добавки биоэтанола (биоэтанол
получается из отходов лесопереработки или
растениеводства) и биодизельное топливо, (дизельное
топливо смешанное с растительными маслами и
продуктами их переработки)
• Преимущества: экономия нефтепродуктов,
экологичность.
• Комбинация дизельного или бензинового двигателя с
электродвигателями, то есть в автомобиле одновременно
установлены один двигатель внутреннего сгорания и один или
несколько электрических двигателей.
• Компьютерная система следит за включением и выключением
всех двигателей для оптимальной работы автомобиля, при
торможении происходит зарядка батарей электродвигателя.
• Преимущества: высокий КПД, экономия топлива.
• Недостатки: сложность двигателя и его дороговизна.
• Метанол древесный спирт, очень перспективный вид
топлива. Почему? Во первых потому что лес является
возобновляемым природным ресурсом и вовторых метанол
сгорает «чище», образуя главным образом диоксид углерода и
воду, а диоксида углерода в выхлопе более чем в 5 раз меньше
по сравнению с бензиновыми двигателями.
• Преимущества: экологичность (в выхлопах нет твердых
веществ и сажи), экономичность, лучше характеристики
мощности и КПД, двигатели более компактные и легкие.
• Недостаток: дороговизна топлива.
• Использование водорода в качестве основного вида топлива
может коренным образом изменить всю будущую техническую
цивилизацию. Важнейшая проблема современности – охрана
окружающей среды от загрязнения – будет практически
решена. Характеристики водорода как моторного топлива
уникальны:
хорошая
воспламеняемость; безвредность отработанных газов; высокая
скорость сгорания .
сгорания;
высокая
теплота
• Недостатки: взрывоопасность , дороговизна и емкость баков
для его хранения.
• Человечество вплотную подошло к решению
задачи экологичного, экономичного и не
потребляющего нефтепродукты двигателя с
высоким КПД. Ученые все больше стараются
создать альтернативу тепловым двигателям,
создают экологически чистые топлива для
автомобилей, разрабатывают электромобили,
водородные двигатели,
загрязняющие
окружающую среду.
не
Тепловые двигатели.ppt
