Двигатель внутреннего сгорания — это устройство, в котором химическая энергия топлива превращается в полезную механическую работу. Циклы работы поршневых двс
Поршневые двигатели внутреннего сгорания классифицируются по количеству тактов в рабочем цикле на двухтактные и четырёхтактные.
Рабочий цикл в поршневых двигателях внутреннего сгорания состоит из пяти процессов: впуска, сжатия, сгорания, расширения и выпуска. В двигателе рабочий цикл может быть осуществлен по следующей широко применяемой схеме:
1. В процессе впуска поршень перемещается от верхней мертвой точки (в.м.т.) к нижней мертвой точке (н.м.т.), а освобождающееся надпоршневое пространство цилиндра заполняется смесью воздуха с топливом. Из-за разности давлений во впускном коллекторе и внутри цилиндра двигателя при открытии впускного клапана смесь поступает (всасывается) в цилиндр в момент времени, называемый углом открытия впускного клапана φа.
Воздушно-топливная
смесь и продукты сгорания (всегда
остающиеся в объеме пространства сжатия
от предыдущего цикла), смешиваясь между
собой, образуют рабочую смесь.
Количество воздушно-топливной смеси, поступающее в цилиндр за один рабочий цикл, называется свежим зарядом, а продукты сгорания, остающиеся в цилиндре к моменту поступления в него свежего заряда — остаточными газами.
Чтобы повысить эффективность работы двигателя, стремятся увеличить абсолютную величину свежего заряда и его весовую долю в рабочей смеси.
2. В процессе сжатия оба клапана закрыты и поршень, перемещаясь от н.м.т. к в.м.т. и уменьшая объем надпоршневой полости, сжимает рабочую смесь (в общем случае рабочее тело). Сжатие рабочего тела ускоряет процесс сгорания и этим предопределяет возможную полноту использования тепла, выделяющегося при сжигании топлива в цилиндре.
Двигатели
внутреннего сгорания строятся с возможно
большей степенью сжатия, которая в
случаях принудительного зажигания
смеси достигает значения 10—12, а при
использовании принципа самовоспламенения
топлива выбирается в пределах 14—22.
3. В процессе сгорания происходит окисление топлива кислородом воздуха, входящего в состав рабочей смеси, вследствие чего давление в надпоршневой полости резко возрастает.
В рассматриваемой схеме рабочая смесь в нужный момент вблизи в.м.т. поджигается от постороннего источника с помощью электрической искры высокого напряжения (порядка 15 кв). Для подачи искры в цилиндр служит свеча зажигания, которая ввертывается в головку цилиндра.
Для двигателей с воспламенением топлива от тепла, выделяющегося от предварительно сжатого воздуха, запальная свеча не нужна. Такие двигатели снабжаются специальной форсункой, через которую в нужный момент в цилиндр впрыскивается топливо под давлением в 100 ÷ 300 кГ/см² (≈ 10—30 Мн/м²) и более.
4. В процессе расширения раскаленные газы, стремясь расшириться, перемещают поршень от в.м.т. к н.м.т. Совершается рабочий ход поршня, который через шатун передает давление на шатунную шейку коленчатого вала и проворачивает его.
5.
В процессе выпуска поршень перемещается
от н.
м.т. к в.м.т. и через второй открывающийся
к этому времени клапан, выталкивает
отработавшие газы из цилиндра. Продукты
сгорания остаются только в объеме камеры
сгорания, откуда их нельзя вытеснить
поршнем. Непрерывность работы двигателя
обеспечивается последующим повторением
рабочих циклов.
Процессы, связанные с подготовкой рабочей смеси к сжиганию ее в цилиндре, а также освобождением цилиндра от продуктов сгорания, в одноцилиндровых двигателях осуществляются движением поршня за счет энергии маховика, которую он накапливает в процессе рабочего хода.
В многоцилиндровых двигателях вспомогательные ходы каждого из цилиндров выполняются за счет работы других (соседних) цилиндров. Поэтому эти двигатели в принципе могут работать без маховика.
Для
удобства изучения рабочий цикл различных
двигателей расчленяют на процессы или,
наоборот, группируют процессы рабочего
цикла с учетом положения поршня
относительно мертвых точек в цилиндре.
Это позволяет все процессы в поршневых
двигателях рассматривать в зависимости
от перемещения поршня, что более удобно.
Часть рабочего цикла, осуществляемая в интервале перемещения поршня между двумя смежными мертвыми точками, называется тактом.
Такту, а следовательно, и соответствующему ходу поршня присваивается название процесса, который является основным при данном перемещении поршня между двумя его мертвыми точками (положениями).
В двигателе каждому такту (ходу поршня) соответствуют, например, вполне определенные основные для них процессы: впуск, сжатие, расширение, выпуск. Поэтому в таких двигателях различают такты: впуска, сжатия, расширения и выпуска. Каждое из этих четырех названий соответственно присваивается ходам поршня.
В любых поршневых двигателях внутреннего сгорания рабочий цикл складывается из рассмотренных выше пяти процессов по разобранной выше схеме за четыре хода поршня или всего за два хода поршня. В соответствии с этим поршневые двигатели подразделяют на двух- и четырехтактные.
34. Анализ процессов
дросселирования газа и пара. Если
в трубопроводе на пути движ-я газа или
пара встречается местное сужение
проходного сечения, то вследствие
сопротивления, возник.
при таком сужении,
давление р2 за местом сужения всегда меньше давления
р1 перед ним. Это явл-е, при кот. пар или газ
переходит с высокого давления на низкое
без совершения внешней работы и без
подвода или отвода теплоты, наз. адиабатным
дросселированием ли мятием (редуцированием,
торможением). Физ. представление о
падении давления за местным сопротивлением
обусловлено рассеянием энергии потока,
расходуемого на преодоление этого
местного сопротивления. При дросселировании
потеря давления р 1-р2 тем больше, чем меньше относит. площадь
сужения. При отсутсвии теплообмена
будем иметь i1-i2=1/2().
В рез-те мятия энтальпия газа до суженного
сечения и после него имеет одно и то же
знач-е. Различают интегральный температ.
эффект дросселирования, когда давление
газа изменяется знач-но, и дифференциальный
эффект (),
когда уменьшение давленя и изменение
температуры бесконечно малы.
.
Состояние газа,
при кот.
температ. эффект дросселирования
меняет свой знак, наз. точкой инверсии
газа, а тем-ра, соответствующая этой
точке, наз. температурой инверсии.
Т
36.
Закон
Ньютона-Рихмана.
q=α*Δt — Тепловой поток (выражается в Вт/м²) на границе тел пропорционален их разности температур. α-коэффициент теплопередачи (Вт/(м2*К)) Зависит от шероховатости поверхности
Количество теплоты отдаваемой от рабочего тела к наружной поверхности стенки прямопропорциональна разности температур между рабочим телом и поверхностью стенки. Δt=tрт-tс, Δt=tс-tрт
37. Теоретический цикл теплового двигателя. Цикл Карно́ — идеальный термодинамический цикл. Тепловая машина Карно, работающая по этому циклу, обладает максимальным КПД из всех машин, у которых максимальная и минимальная температуры осуществляемого цикла совпадают соответственно с максимальной и минимальной температурами цикла Карно. Цикл карно состоит из 2 изотерм и 2 адиабат.
1-2
– обратимое адиабатное расширение при
s1=Const. Температура уменьшается
от Т
3-4
– обратимое адиабатное сжатие при
s2=Const. Температура повышается
от Т3 до
Т4.
4-1
– изотермическое расширение, подвод
теплоты q1 к
горячего источника к рабочему телу.
Статья на тему: «Двигатель внутреннего сгорания» | Статья:
СПб ГБПОУ «Автомеханический колледж»
Статья на тему:
«Двигатель внутреннего сгорания»
Выполнил: мастер производственного обучения
Мешков Д.А.
Санкт-Петербург
2021 г.
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС)
Аннотация: Двигатель внутреннего сгорания – это механизм, преобразующий энергию вспышки топлива (тепла) в механическую работу. Несмотря на достаточно громоздкую конструкцию, на сегодняшний день ДВС остается самым удобным источником энергии.
Ключевые слова: Двигатель внутреннего сгорания, классификация ДВС, рабочие процессы, рабочий цикл, конструктивные особенности.
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — тепловой двигатель, в котором энергия топлива, сгорающего в камере сгорания, преобразуется в механическую работу.
Классификация: Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по следующим критериям: по назначению ; характеру движения рабочих частей ; расположению цилиндров ; способу осуществления рабочего цикла ; по количеству; способу воспламенения горючей смеси ; способу смесеобразования ;по типу системы охлаждения ;расположению распредвала ; типу топлива ; способу наполнения цилиндров
Рабочие процессы
Схема поршневого двигателя внутреннего сгорания: 1 – ось коленчатого вала; 2 – кривошип; 3 – шатун; 4 – ось пальца поршня.
Под действием давления продуктов сгорания топлива поршень совершает в цилиндре возвратно-поступательное движение, которое преобразуется во вращательное движение коленчатого вала с помощью кривошипно-шатунного механизма. За один оборот коленчатого вала поршень дважды достигает крайних положений (верхняя и нижняя мёртвая точка), где изменяется направление его движения.
Эти положения поршня принято называть мёртвыми точками, т. к. усилие, приложенное к поршню в этот момент, не может вызвать вращательного движения коленчатого вала. Положение поршня в цилиндре, при котором расстояние оси пальца поршня от оси коленчатого вала достигает максимума, называется верхней мёртвой точкой (ВМТ). Нижней мёртвой точкой (НМТ) называют такое положение поршня в цилиндре, при котором расстояние оси пальца поршня до оси коленчатого вала достигает минимума. Расстояние между мёртвыми точками называют ходом поршня (S). Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала на 180°. Перемещение поршня в цилиндре вызывает изменение объёма надпоршневого пространства. Объём внутренней полости цилиндра при положении поршня в ВМТ называют объёмом камеры сгорания Vc. Объём цилиндра, образуемый поршнем при его перемещении между мёртвыми точками, называется рабочим объёмом цилиндра Vц. Объём надпоршневого пространства при положении поршня в НМТ называют полным объёмом цилиндра Vп = Vц + Vc.
Рабочий объём двигателя представляет собой произведение рабочего объёма цилиндра на число цилиндров. Отношение полного объёма цилиндра Vц к объёму камеры сгорания Vc называют степенью сжатия Е (для бензиновых ДсИЗ 6,5–11; для дизелей 16–23).
При перемещении поршня в цилиндре, кроме изменения объёма рабочего тела, изменяются его давление, температура, теплоёмкость, внутренняя энергия. Рабочим циклом называют совокупность последовательных процессов, осуществляемых с целью превращения тепловой энергии топлива в механическую. Достижение периодичности рабочих циклов обеспечивается с помощью специальных механизмов и систем двигателя.
Схема работы поршневого четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания.
Рабочий цикл ДВС
Рабочий цикл бензинового четырёхтактного ДВС совершается за 4 хода поршня (такта) в цилиндре, т. е. за 2 оборота коленчатого вала.
Первый такт – впуск, образование топливовоздушной смеси.. При движении поршня от ВМТ к НМТ в цилиндре создаётся разрежение, под действием которого через открывающийся впускной клапан поступает горючая смесь.
В цилиндре горючая смесь смешивается с оставшимися в нём от предыдущего рабочего цикла отработавшими газами и образует рабочую смесь.
Второй такт – сжатие, при котором впускной и выпускной клапаны закрываются газораспределительным валом, и топливно-воздушная смесь сжимается в цилиндрах двигателя. Поршень движется вверх (от НМТ к ВМТ).
Третий такт – рабочий ход, который сопровождается воспламенением топливно-воздушной смеси. Сила давления газов перемещает поршень вниз. Движение поршня через кривошипно-шатунный механизм преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. Во время рабочего хода происходит преобразование тепловой энергии в механическую работу.
Четвёртый такт – выпуск, при котором поршень движется вверх, и выталкивает наружу, через выпускной клапан газораспределительного механизма, отработавшие газы из цилиндров в выпускную систему. За рабочий цикл двигателя полезная работа совершается только в течение рабочего хода, а остальные три такта являются вспомогательными.
Конструктивные особенности
ДВС – агрегат, содержащий ряд систем и механизмов. Поршневой двигатель внутреннего сгорания включает корпус, два механизма (кривошипно-шатунный и газораспределительный) и пять систем (впускную, топливную, зажигания, смазки, охлаждения, выпускную и систему управления). Корпус ДВС образуют неподвижные (блок цилиндров, картер, головка блока цилиндров) и подвижные узлы и детали, которые объединены в группы: поршневую (поршень, палец, компрессионные и маслосъёмные кольца), шатунную, коленчатого вала. Система питания осуществляет приготовление горючей смеси из топлива и воздуха. Система зажигания предназначена для воспламенения рабочей смеси с помощью свечи зажигания в определённые моменты времени в каждом цилиндре. Система пуска служит для запуска ДВС с целью надёжного воспламенения топлива. Система выпуска осуществляет вывод отработавших газов. Газораспределительный механизм обеспечивает своевременный впуск свежего заряда смеси в цилиндры и выпуск отработавших газов.
Система смазки служит для снижения потерь на трение и уменьшения износа подвижных элементов, а иногда для охлаждения поршней. Система охлаждения поддерживает требуемый тепловой режим работы ДВС; бывает жидкостной или воздушной. Система управления предназначена для согласования работы всех элементов ДВС с целью обеспечения его высокой работоспособности, малого расхода топлива, требуемых экологических показателей на всех режимах работы при различных условиях эксплуатации с заданной надёжностью.
Основные преимущества ДВС перед другими двигателями – независимость от постоянных источников механической энергии, малые габариты и масса, что обусловливает их широкое применение на автомобилях. Установки с ДВС, как правило, обладают большой автономностью. Одно из положительных качеств ДВС – возможность быстрого пуска в обычных условиях. Двигатели, работающие при низких температурах, снабжаются специальными устройствами для облегчения и ускорения пуска.
Недостатками ДВС являются: ограниченная по сравнению, агрегатная мощность; высокий уровень шума; относительно большая частота вращения коленчатого вала при пуске и невозможность непосредственного соединения его с ведущими колёсами потребителя; токсичность выхлопных газов.
Основная конструктивная особенность двигателя – возвратно-поступательное движение поршня, ограничивающее частоту вращения, является причиной возникновения неуравновешенных сил инерции и моментов от них.
Список литературы:
1)Двигатели внутреннего сгорания: теория поршневых и комбинированных двигателей. 4-е изд. М., 1984;
2) Устройство автомобилей с двигателями внутреннего сгорания: типы и системы двигателей. Ростов н/Д., 2004;
3) Двигатели внутреннего сгорания / Под ред. В. Н. Луканина, М. Г. Шатрова. 2-е изд. М., 2005. Кн. 1–3; Рогалев В. В. Управляемый рабочий процесс в двигателях внутреннего сгорания. Брянск, 2005
4) https://wiki2.org/ru/Двигатель_внутреннего_сгорания
Основы двигателей внутреннего сгорания.
Сумья Басак
Сумья Басак
Эксперт в предметной области — ADS/ADAS | Специалист по картографированию Сопоставление карт SD/HD | Восприятие | DSP-сигналы возможностей
Опубликовано 9 октября, 2018
+ Подписаться
В двигателях внутреннего сгорания (ДВС) рабочее тело состоит из воздуха, топливно-воздушной смеси или продуктов сгорания самой топливно-воздушной смеси.
Поршневые двигатели с возвратно-поступательным движением являются, пожалуй, наиболее распространенной формой известных двигателей внутреннего сгорания. Они приводят в действие автомобили, грузовики, поезда и большинство морских судов. Они также используются во многих небольших утилитах. Они могут работать на жидком топливе, таком как бензин и дизельное топливо, или на газообразном топливе, таком как природный газ и сжиженный нефтяной газ. Двумя общими подкатегориями поршневых двигателей с возвратно-поступательным движением являются двухтактный двигатель и четырехтактный двигатель . Примеры роторных двигателей внутреннего сгорания включают роторный двигатель Ванкеля и газовую турбину.
Общие цели проектирования и разработки всех тепловых двигателей включают: максимизацию работы (выходной мощности), минимизацию потребления энергии и уменьшение количества загрязняющих веществ, которые могут образовываться в процессе преобразования химической энергии в работу. На рис.
1 показаны основные узлы поршневых двигателей внутреннего сгорания. Конструкция магистрального двигателя является наиболее распространенной, хотя термин «магистральный двигатель» редко используется за пределами индустрии крупных двигателей. Конструкция крейцкопфа в настоящее время используется только в больших тихоходных двухтактных двигателях. Впускные и выпускные клапаны для простоты опущены, однако стоит отметить, что в некоторых конструкциях двухтактных двигателей вместо клапанов используются впускные и выпускные отверстия.
Традиционно системы с искровым зажиганием (SI) характеризуются предварительно смешанным зарядом (т. е. топливо и воздух смешиваются перед зажиганием) и внешним источником воспламенения, таким как свеча зажигания. Предварительное смешение может происходить во впускном коллекторе или в цилиндре. Хотя предварительно смешанный заряд имеет относительно однородное пространственное распределение воздуха и топлива в большинстве применений, это распределение также может быть неоднородным.
Обычные дизельные двигатели или двигатели с воспламенением от сжатия (CI) характеризуются впрыском топлива непосредственно в цилиндр примерно в то время, когда требуется зажигание. В результате заряд воздуха и топлива в этих двигателях очень неоднороден: одни регионы чрезмерно обогащены, а другие — обеднены. Между этими крайностями будет существовать смесь топлива и воздуха в различных пропорциях. При впрыске топливо испаряется в этой высокотемпературной среде и смешивается с горячим окружающим воздухом в камере сгорания. Температура испаряемого топлива достигает температуры самовоспламенения и самовоспламеняется, чтобы начать процесс горения.
Принцип и разработка автомобильных радарных датчиков FMCW в Matlab
22 апр. 2020 г.
Встреча двух прекрасных душ.
27 января 2020 г.
Дизайн системы управления Адаптивный круиз-контроллер (ACC)
8 февраля 2019 г.
Модель Simulink QSS для трансмиссии электрического и гибридного автомобиля.
14 марта 2018 г.
Отслеживание помощи водителю на основе зрения (VB-DAS) с использованием алгоритма Camshift.
28 августа 2017 г.
Разработка Android TV на Exynos5
30 апр.
2017 г.Linux FrameBuffer — это все, что вам нужно.
18 мая 2016 г.
Использование SDK для создания программного обеспечения для Yocto
9 января 2016 г.
Портирование U-Boot на новую архитектуру-II.
12 октября 2015 г.
Загрузчики-I
11 октября 2015 г.
2017 г.
Другие также смотрели
Исследуйте темы
Еще слишком рано прощаться с двигателями внутреннего сгорания
Эксперты Oliver Wyman утверждают, что автомобили с ДВС являются дойными коровами, финансирующими переход отрасли к электрифицированному будущему с преобладанием программного обеспечения
На основных автомобильных рынках наблюдается быстрое распространение электромобилей (EVs). ). В Европе на аккумуляторные электромобили приходилось 9,1% регистраций автомобилей в 2021 году, и действуют правила, разрешающие продажу только автомобилей с нулевым уровнем выбросов, начиная с 2035 года.
их ежегодные продажи приходятся на автомобили с двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Это включает в себя более экологически приемлемые гибридные автомобили, которые используют ДВС наряду с батареями электромобилей для питания.
Автомобильные компании признают это и не планируют отказываться от производства двигателей внутреннего сгорания в ближайшее время. Тем не менее, некоторые хотят сократить свои инвестиции в исследования и разработки ДВС и транспортных платформ и сосредоточить все свои ресурсы на развитии электромобилей. Это будет означать упущенную возможность повысить эффективность и снизить воздействие на окружающую среду тех автомобилей с ДВС, которые еще предстоит производить, продавать и эксплуатировать в течение многих лет. Эти продажи автомобилей, которые на данный момент более прибыльны для производителей, чем электромобили, являются дойными коровами, финансирующими переход отрасли в электрифицированное будущее, в котором доминирует программное обеспечение.
Автопроизводители не могут допустить снижения этого потока доходов.
На чем следует сосредоточить внимание автопроизводителям
Дальнейшие технологические инновации необходимы, чтобы позволить автомобилям с двигателем внутреннего сгорания оставаться частью ассортимента продаж. Следовательно, вместо того, чтобы убегать от инноваций в области ДВС, автопроизводители должны разрабатывать стратегии для их эффективного достижения, не напрягая и без того скудно распределенные ресурсы (и поставщиков) и не обращаясь к клиентам, чтобы компенсировать разницу.
Обзор современных исследований показывает, что для повышения эффективности можно использовать различные технологии. Наши расчеты показывают, что это может привести к потенциальному сокращению выбросов CO2 от ДВС на 10-15%, в зависимости от класса автомобиля.
Mazda ясно дала понять, что планирует продолжить «непрерывный поиск идеального двигателя внутреннего сгорания». рециркуляция газа, рекуперация отработанного тепла и терморегуляция отработавших газов.
Дополнительное сокращение выбросов может быть достигнуто за счет включения в конструкцию современного двигателя преимуществ покрытий с низким коэффициентом трения, усовершенствованного турбонаддува и турбокомпаунда, электрических фазовращателей впускных клапанов, впрыска воды и форкамерного зажигания. За счет более широкого использования преимуществ более длинного хода поршня, переменной степени сжатия, более обедненной смеси или современных вариантов циклов Миллера или Аткинсона выбросы потенциально могут быть снижены еще больше. Благодаря внедрению таких инноваций ДВС, по нашим оценкам, выбросы CO2 на километр (gCO 2 /км) могут быть снижены примерно на 16 граммов по сравнению с нынешним поколением технологий двигателей в типичном автомобиле С-сегмента с двигателем ДВС. Это до любой дальнейшей электрификации трансмиссии. Другими словами, это приводит к экономии более 1800 кг CO2 за десятилетний период использования, если значительный потенциал доступных в настоящее время технологий будет использован для улучшения текущего стандарта Euro 6-TEMP.
Это означает, что только в Европе благодаря инновациям ДВС можно сократить выбросы CO2 почти на 60 миллионов тонн. Это примерно столько, сколько выбрасывают все автомобили в Испании за целый год, или эквивалентно снятию с дорог более четырех миллионов автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Эти технологии могут оказаться жизненно важными, учитывая, что автопроизводители должны сократить выбросы CO2 на 55% к 2030 году по сравнению с уровнями 2021 года.
Вместо того, чтобы убегать от инноваций в области ДВС, автопроизводители должны разработать стратегии для их эффективного достижения без дальнейшего увеличения и без того скудно распределенных ресурсов
На той же странице
При этом существуют разные точки зрения на развитие и экономическую целесообразность этих инноваций. Некоторые отраслевые эксперты, в том числе Международный совет по чистому транспорту (ICCT), считают, что необходимые технологии в значительной степени доступны и осуществимы, в то время как другие утверждают, что стоимость внедрения будет слишком высокой для многих сегментов транспортных средств.
Но, учитывая потенциальную экономию, дальнейшие инвестиции для разрешения разногласий кажутся оправданными.
Параллельно в настоящее время исследуются и более продвинутые технологии. Это включает в себя использование синтетического или электронного топлива в ДВС. Текущие оценки показывают, что переход приведет к меньшему количеству выбросов по сравнению с соответствующим автомобилем с ДВС стандарта Евро 6 сегодня.
Некоторые игроки также изучают возможность использования водорода в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания, что было бы вариантом с нулевым уровнем выбросов. Хотя эта альтернатива все еще довольно дорогая, у нее может быть потенциал для конкретных вариантов использования и нишевых приложений.
Рисунок 1: Примеры инноваций ДВС и их потенциал по сокращению выбросов выхлопных газов
Усилия по сокращению выбросов оксидов азота
Помимо сокращения выбросов СО2, внимание регулирующих органов также уделяется выбросам оксидов азота (NOx), при этом ожидается следующая нераскрытая итерация целей Евро-7 быть гораздо более строгим.
Новые правила, скорее всего, вступят в силу во второй половине этого десятилетия, поэтому автопроизводителям остается только гадать, к чему стремиться.
Существующие системы контроля выбросов уже преобразовывают выбросы NOx с более чем 9Эффективность 9% в условиях движения по шоссе, но необходима дальнейшая работа, чтобы покрыть более высокие выбросы в городских условиях движения. С этой целью разрабатываются такие технологии, как большие объемы катализатора, непрерывная гибридизация трансмиссии и усовершенствованная обработка выхлопных газов.
Эксперты отрасли считают, что такие инновации можно внедрить без особых затрат. Например, по оценкам ICCT, автомобиль начального уровня с бензиновым двигателем может добиться более низких выбросов при холодном запуске, используя небольшой электрический каталитический нагреватель, который стоит дополнительно 150 евро (160 долларов США), в то время как внедрение 48-вольтовых систем может стоить около 600 евро. помочь легковым автомобилям с дизельным двигателем достичь соответствия стандарту Евро-7.
Достижение правильного баланса между исследованиями и разработками
Несмотря на очевидные причины для продолжения инвестиций в инновации ДВС только на основе соблюдения нормативных требований, производители автомобилей и их поставщики серьезно ограничены в ресурсах и должны одновременно сосредоточиться на разработке будущих технологий и архитектуры электромобилей. В результате игрокам отрасли придется консолидировать усилия вокруг тех вариантов, которые дают наилучшие шансы продлить срок службы этой уходящей в прошлое технологии. Нет никаких конкурентных или стратегических преимуществ в разработке платформ ICE собственными силами или изолированно. На этом фоне мы видим три стратегических направления.
Только в Европе благодаря инновациям ДВС можно сократить выбросы CO2 почти на 60 миллионов тонн. через платформы с общим двигателем. Предоставление платформ ICE другим игрокам может помочь автопроизводителям масштабироваться за счет стороннего бизнеса.
В конечном итоге это может привести к созданию бизнес-моделей «последний выживший», когда один игрок берет на себя ответственность за инновации и разработку двигателей и становится предпочтительным поставщиком для нескольких автопроизводителей. Один мировой производитель двигателей уже применяет такой подход в секторе коммерческих автомобилей. К финансированию таких бизнес-моделей потенциально могут быть привлечены специализированные инвестиционные фонды.
Во-вторых, автопроизводители могут сместить центр инноваций в такие страны, как Китай или Индия, которые станут новым эпицентром инноваций в области ДВС. Несколько крупных автопроизводителей уже имеют обширные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в этих странах, чтобы использовать свою обширную базу инженерных талантов.
Развивающиеся рынки и новые участники
На рынки за пределами Европы и Северной Америки приходится около двух третей мировых продаж автомобилей в год, но для полного перехода на автомобили с нулевым уровнем выбросов может потребоваться больше времени. Хотя Китай активно внедряет электромобили, автопроизводители также разрабатывают новые платформы с ДВС.
Ограниченное или отсроченное регулирование выбросов в некоторых частях Азии и Африки — два примера из Таиланда и Южной Африки — требует рассмотрения возможности размещения там новых заводов, в то время как южноамериканский рынок потенциально мог бы больше сосредоточиться на биотопливе. Смещение центра инноваций ДВС поможет автопроизводителям удовлетворить этот спрос в долгосрочной перспективе.
Audi разрабатывает ряд альтернативных видов топлива для использования в двигателях внутреннего сгоранияНаконец, уже очевиден сдвиг в стратегиях некоторых автопроизводителей в отношении силовых агрегатов. В то время как новые участники сосредотачиваются в основном на чисто электрических или гибридных автомобилях, некоторые из небольших автопроизводителей в Европе со скромными объемами продаж приняли смелые решения о полной электрификации своего портфеля гораздо раньше.
В ожидании будущего
Хотя становится все более очевидным, что электромобили с батарейным питанием будут доминирующей технологией трансмиссии для сегмента легковых автомобилей в будущем, это будущее еще не наступило. Производство автомобилей в настоящее время находится в переходном периоде, когда ДВС и электромобили должны сосуществовать.
Учитывая, что у нас мало шансов пропустить этот шаг, вынужденная и преждевременная остановка исследований и разработок ДВС может подорвать то, чего мировая экономика пытается достичь за счет перехода на электрификацию. Чтобы помочь отрасли пережить переходный период, требуется больше ясности и стабильности в регулировании с четкими, надежными и реалистичными сроками поэтапного отказа от ДВС и сокращения выбросов. Хорошим примером могут служить цели и сроки Евро-7.
Это также может быть принято для ДВС, используемых в гибридных автомобилях, с значительно меньшим количеством «вариантов оборудования» — имея в виду варианты трансмиссии, из которых клиенты могут выбирать.
Потенциальной, хотя и рискованной альтернативой для других может быть переход на более зарождающиеся технологии, такие как электронное топливо или водородные двигатели внутреннего сгорания 9.0003