X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

История

Использование электрической энергии для самоходных экипажей в России началось на рубеже XIX и XX в. Живший во Франции русский изобретатель-электротехник Павел Николаевич Яблочков (1847-1894} занимался разработкой электродвигателя для экипажа и на одну из выдвинутых им идей электромобиля даже получил авторский документ - привилегию. Многие инженеры, конструировавшие в те годы электромобили, в своих исканиях шли на ощупь, путем экспериментов. Известный теоретик в области электротехники Владимир Николаевич Чиколев (1845-1898) разработал в 1879 г. теорию регулирования скорости движения электрических экипажей с помощью контроллеров и создал конструкцию для пуска электродвигателей. Но наибольших успехов добился Ипполит Владимирович Романов. Петербургским изобретателем были спроектированы четыре модели электромобилей: двухместная, четырехместная, а также 17-местный и 24-местный омнибусы. Двухместный кэб и 17-местный омнибус построены по его проекту в 1899 г. Малая модель следовала по конструкции наметившейся тогда оригинальной компоновочной схеме: передние колеса большого диаметра - ведущие, передача цепями от двух не связанных один с другим электродвигателей, под полом экипажа - силовая установка.

Для управления машиной служили поворотные задние колеса меньшим диаметром, чем передние. Передние колеса подвешивались к стальной трубчатой раме на четырех винтовых пружинах, задние - на поперечной полуэллиптической рессоре. Все колеса - тележного типа, деревянные, со сплошными резиновыми шинами и бронзовыми втулками. В кэбе позади двухместного салона помещался объемистый отсек для батарей, над которым - пост управления с сиденьем для водителя. Сбоку ящика с аккумуляторами находились две ступеньки, по которым водитель поднимался к посту управления. Для замедления и остановки экипажа служили электрический рекуперационный и механический тормоза. Регулирование скорости движения в диапазоне от 1,5 до 35 км/ч осуществлялось девятиступенчатым контроллером. Большое значение Романов придавал снижению массы электромобиля. Искушенный специалист по электротехнике, он прекрасно понимал техническую трудность создания легких аккумуляторов. Тем не менее именно в этом направлении он усиленно работа. Аккумуляторы конструкции Романова имели более тонкие пластины, чем большинство тогдашних батарей, и располагались не вертикально, а горизонтально. Масса решеток, составлявших основу этих пластин, равнялась 30% от общей массы, в то время как у аккумуляторов других конструкций этот показатель достигал 66%.

Рисунок 1. Владимир Николаевич Чикалев

Двухместный электромобиль

Двухместный электромобиль Романова существовал в двух разновидностях: с полностью закрытым кузовом типа кэб и как коляска с жестким капюшоном над пассажирами, из которого выдвигались дополнительные панели, предохранявшие от непогоды. Передние ведущие колеса, задние управляемые, размещение аккумуляторов и водителя позади салона - своего рода "перевернутая" схема традиционного автомобиля тогда была не редкость. Ее можно было встретить, в частности, на американских электромобилях "Илектриккэрридж" и "Моррис-Сэлом" середины 90-х гг. При этом надо иметь в виду, что на довольно распространенных тогда конных наемных экипажах-кэбах возница тоже сидел позади салона и выше его, благодаря чему имел прекрасную обзорность. И.В. Романов, как У. Моррисон и Ш. Жанто, продолжили в своих электромобилях эту традицию. Известно, что Романов спроектировал также и четырехместный электромобиль, но его подробное описание не сохранилось. Однако детали устройства электрического омнибуса на пятнадцать сидящих и двух стоящих пассажиров известны. Эту машину, как и двухместный экипаж, изобретатель построил в 1899 г.

Источником энергии служили 44 аккумуляторные батареи, размещенные в восьми ящиках в задней части кузова. Они обеспечивали без подзарядки пробег 64 км - показатель неплохой и для современных электромобилей. Два двигателя общей мощностью 12 л.с. сообщали омнибусу, снаряженная масса которого составляла около 1600 кг, скорость 11 км/ч и позволяли двигаться также и задним ходом. Подвеска колес у омнибуса была сделана на очень мягких продольных полностью эллиптических рессорах, дополненных винтовыми пружинами, а шины колес - сплошными резиновыми. Колеса вращались на шарикоподшипниках, для управления поворотом служила рулевая рукоятка. В оборудование омнибуса входили боковые сигнальные фонари, электрический прожектор, сигнальный звонок. Такой омнибус подвергся испытаниям в феврале 1901 г. в Петербурге, признан представляющим удобство, безопасным для уличного движения и общественного пользования.

Городская дума на этом основании разрешила И.В. Романову открыть в Петербурге регулярное движение их на десяти линиях. Романов предполагал организовать акционерное общество для эксплуатации в столице 80 электрических омнибусов. Но довольно тяжелые финансовые условия, выдвинутое Городской думой, и отсутствие достаточных средств не позволили ему развернуть успешное начинание, хотя у него был готов и проект экипажа на 24 пассажира.

Бесшумность и отсутствие отработавших газов уже в те годы для городского транспортного средства имели существенное значение. И поэтому в том же 1901 г. на московском велосипедном заводе "Дукс" была изготовлена партия электрических десятиместных омнибусов для обслуживания гостиниц. По конструкции машина "Дукс" была менее совершенной, чем электромобиль Романова. Там передняя ось поворачивалась целиком на вертлюге, как у конных экипажей, хотя к тому времени на автомобилях и электромобилях уже применялась рулевая трапеция Жанто. Правда, для управления поворотом "Дукса" служило рулевое колес.

Рисунок 2. Двухместный омнибус Романова

Попробуем сравнить электромобиль с автомобилем с двигателем внутреннего сгорания нашего времени (таблица ).

	Автомобиль	Электромобиль
Экологичность	В работающем состоянии происходят выбросы вредных веществ в атмосферу.	Отсутствие выбросов в атмосферу при их движении.
КПД	Имеют КПД от 20 – 25%	Имеют КПД от 90 – 95%
Эксплуатация	Автомобиль отличается высокой стоимостью нефтепродуктов(ДТ, бензин, газ)	Электромобили отличаются низкими транспортными расходами. Отсутствие легковоспламенимого топлива
Источники энергии	Привязанность к АЗС	Возможность подзарядки от бытовой электрической сети.
Налоги	В зависимости от количества лошадиных сил	В некоторых странах понижены, или полное отсутствие налогооблажения экотранспорта

Перспективы электромобиля высоки, наука и прогресс не стоят на месте и при создании новых современных АКБ более долговечных и энергоемких, что увеличит их продолжительность эксплуатации и проезд электромобиля без подзарядки. Электромобиль займёт лидирующие место, а обычные автомобили с ДВС уйдут в прошлое. Как когда-то паровозы сменились тепловозами, а потом далее электровозами.

Актуальность электромобиля в наше время

Так как ресурсы Земли не безграничны и в конечном итоге могут закончиться, а цены на бензин, соляру и газ с каждым годом поднимаются, рано или поздно нам всем придется перейти на новые альтернативные источники. К преимуществам электромобиля можно отнести:

- экономия на горючем топливе: бензине, солярке, газе;- улучшение экологии: меньше выхлопных газов и чище воздух в мегаполисах;- простая конструкция: позволяет с легкостью водить машину девушкам;- меньше шума (меньшее количество шумящих движков, механических передач);- подзарядка от обычной розетки;- высокая плавность хода ;- лёгкость реализации системы поворота всех колёс;- возможность преодолевать большие лужи, в брод небольшие речки под водой по дну.- увеличение уровня безопасности при возникновении аварии;- подзарядка аккумуляторов от солнечной энергии во время рекуперативного торможения.

Виды электромобилей

1.Электрические авто, которые позиционируются в качестве решений исключительно для города. Максимальная скорость у таких транспортных средств относительно низкая (чуть более 100 км/ч), а также сравнительно небольшой запас хода (70-80 км.) в режимах средних и высоких нагрузок.

2.«Универсальный» вариант. Такие электрические авто способны разгоняться до 140-160 км/ч, автономность также увеличена. Это позволяет совершать поездки по трассе.

3. Спортивных версии - такие электромобили имеют «максималку» около 200 км/ч и выше. Разгонная динамика также весьма впечатляет. Например, сегодня электрокары фирмы Тесла способны набрать «сотню» меньше чем за 3 сек., а максимальная скорость самого быстрого электромобиля в мире, который был построен на базе ChevroletCorvette американской компанией Genovation, во время испытаний в 2017 году перевалила за 300 км/ч.

В качестве образца автомобиля бедующего можно привести электрокар Тесла.

Рисунок 3.Электрокар Тесла

В наше время электромобиль ещё не занял достойное место на рынке из-за его дорогостоющего производства и недостаточных технических характеристик, но увеличение доли электромобиля неизбежно.

1. https://sites.google.com/site/elektromobils/istoria-sozdania-elektromobilej

2..http://lifecity.com.ua/blog/view/2998/

3. http://dranduleti.com/reviews/dostoinstva-nedostatki-elektrokar/

Код для цитирования: Скопировать