Экологический портал

Главная страница экологического портала Правила карта сайта Обратная связь
Навигация по сайту
Это интересно!
Присоединяйся!
Наш опрос
Как вы связаны экологией ?
Работаю экологом.
Учусь в институте на эколога.
Изучаю экологию в школе.
Участвую в олимпиаде по экологии.
Просто увлекаюсь экологией.
Никак не связан с экологией.

Сейчас на сайте
Сейчас на сайте:
Пользователей: 0
Отсутствуют.
Роботов: 1
Yandex
Гостей: 16
Всех: 17
Именниников сегодня нет

Древнейший и новейший двигатель

 Экологические статьи » Статьи разной тематики  7-04-2011, 10:07  Author: BlogDix
Вращающаяся пуговица на двойной нитке — одна из наиболее простых и любимых игрушек. Но думаем ли мы о том, что держим в руках механический аккумулятор энергии, который является моделью маховичного двигателя. Если такая мысль не приходила вам в голову, не огорчайтесь: даже маститые изобретатели о маховике вспоминали лишь для того, чтобы обеспечить более равномерное вращение механизма.
Много лет назад из ворот университета имени Дж. Гопкинса (США) выехал современный легковой автомобиль без двигателя в привычном понимании этого слова. Его заменил вращающийся металлический диск массой всего лишь 40 кг. Конечно, этот маховик предварительно раскручивают. Но затем машина уже двигается независимо от внешнего источника энергии со средней скоростью 90 км/ч. С одной раскрутки маховика автомобиль проходит до 180 км.
Появление автомобиля с маховичным двигателем было сенсационным для многих специалистов. А в общем не будет преувеличением, если мы скажем, что маховик, пожалуй, столь же древен, как само колесо. При раскопках в ^Месопотамии был найден маховик для привода гончарного круга, возраст которого определен в 5 тыс. лет. Создание маховика — аккумулятора кинетической энергии западные историки приписывают английскому адмиралу Хауэллу, описавшему это устройство в 1883 г.
Но почти на четверть века раньше над такой конструкцией работал русский инженер В. И. Шуберский. Так же остались незамеченными заслуги в этом деле крупнейшего русского изобретателя А. Г. Уфимцева.
До него все изобретатели маховичных двигателей стремились отодвинуть основную массу диска на периферию, полагая, что только так можно повысить его энергоемкость. Однако они не учитывали опасность разрушения материала. Уфимцев впервые в мире сделал маховик массивным в центре и сужающимся к краю. Его маховик выдерживал большее число оборотов при той же массе и обладал большим запасом кинетической энергии в расчете на единицу массы.
Крупный специалист и неутомимый пропагандист маховичных двигателей, руководитель научно-исследовательской лаборатории аккумулирования и рекуперции механической энергии, заведующий кафедрой Курского политехнического института Hyp-бей Владимирович Гулиа считает, что в принципе возможно создать маховик, который с одной раскрутки даст энергию для движения легкового автомобиля на сотни километров. Представьте себе: перед выездом из Мрсквы электродвигатель раскручивает маховик на машине и без заправки горючим вы едете до Минска, Орла или Горького.
Но пока можно рассчитывать на появление в городах и на междугородных трассах автобусов с комбинированным карбюраторно или дизельномаховичным двигателем. Первая отечественная машина с комбинированным двигателем испытывалась на улицах Курска в 1972 г.
Интерес к маховикам Н. В. Гулиа проявил еще будучи студентом Грузинского политехнического института. На третьем курсе он сделал свое первое изобретение. Вот как описал новшество сам автор: «Как известно, скрепер самостоятельно отвозит грунт на большое расстояние от места работы. Но загрузить грунтом ковш (особенно большой емкости) он сам не может — не хватает мощности и тяги. Поэтому во время загрузки его подталкивает трактор, что, конечно, дорого и неудобно. Стоит только установить на задней оси скрепера маховик, соединив его с задними колесами при помощи обычных редукторов, и трактор-толкач не понадобится».
Во время холостого пробега после выгрузки грунта маховик накапливает энергию, а при выемке грунта отдает ее, обеспечивая 500—700 Н дополнительной тяги. Такой скрепер позже был разработан во Всесоюзном научно-исследовательском институте транспортного строительства (с участием Н. В. Гулиа). Он легко забирает грунт без трактора даже на второй скорости.
Естественно, при движении скрепера по ровной дороге на разгон маховика затрачивается работа двигателя. А если машина спускается с горы? Тогда маховик раскручивается за счет кинетической энергии движения скрепера. Особенно не задумываясь над этим, мы также используем кинетическую энергию, скользя по инерции на коньках или в лодке. Шоферы переводят коробку перемены передач на холостой ход при движении под уклон и т. д.
При торможении автомобиля кинетическая энергия расходуется впустую: на нагрев тормозных колодок, шин и других деталей и на их истирание. Маховик мог бы отлично служить и тормозом и рекуператором накопителем энергии.
Рассмотрим два варианта устройства. Первый — маховик служит аккумулятором энергии. На ровной дороге работает, скажем, бензиновый двигатель и обеспечивает равномерное движение автомобиля. Но вот водитель затормозил. Нажимая на тормозную педаль, он включает привод маховика. Кинетическая энергия движущейся машины затрачивается на раскручивание маховика, и ее скорость уменьшается. При наборе скорости машины, наоборот, тормозится маховик, передавая свою энергию колесам. При этом сокращаются расход горючего, износ многих деталей и выброс в атмосферу отработавших газов. Второй — маховик как составная часть электромобиля. Он накапливает энергию при торможении и спусках, а затем приводит в действие генератор, заряжающий аккумуляторы. Стоит ли овчинка выделки?
Из курса физики вы знаете, что кинетическая энергия движущегося тела равна половине произведения массы на квадрат скорости. Сколько электроэнергии выработает генератор, соединенный с маховиком при торможении автомобиля массой 1300 кг со скорости 60 км/ч до скорости 10 км/ч? Если каждое торможение будет заряжать аккумуляторы даже меньшим количеством энергии, установка маховика на автомобиле экономически себя оправдывает. Тем более что сейчас инерционные накопители энергии делают из резины, допускающей большие перегрузки, чем металл.


загрузка...

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.