Принцип работы двигателя внутреннего сгорания
Двигатель внутреннего сгорания на жидком топливе, разработанный и впервые применённый на практике во второй половине 19-го века, являлся вторым в истории, после парового двигателя, примером создания агрегата, преобразующего энергию в полезную работу. Без этого изобретения невозможно себе представить современную цивилизацию, ведь транспортные средства с ДВС различного типа широко задействованы в любой отрасли, обеспечивающей существование человека.
Транспорт, приводимый в действие двигателем внутреннего сгорания, играет решающую роль в приобретающей все большее и большее значение на фоне глобализационных процессов всемирной логистической системе.
Все современные транспортные средства можно разделить на три больших группы, в зависимости от типа используемого двигателя. Первая группа ТС использует электродвигатели. Сюда входят и привычный городской общественный транспорт – троллейбусы и трамваи, и электропоезда с электромобилями, и огромные суда и корабли, использующие атомную энергию – ведь и современные ледоколы, и атомные субмарины, и авианосцы стран НАТО используют электродвигатели.
Вторая группа – это техника, оснащенная реактивными двигателями.
Разумеется, такой тип двигателей используется преимущественно в авиации. Наиболее многочисленной, привычной и значимой является третья группа транспортных средств, которая использует двигатели внутреннего сгорания. Это – наибольшая и по количеству, и по разнообразию, и по влиянию на хозяйственную жизнь человека группа. Принцип работы ДВС одинаков для любых транспортных средств, оснащённых таким двигателем. В чем он заключается?
Физика процесса
Как известно, энергия не берется ниоткуда и не уходит в никуда. Принцип работы двигателя автомобиля в полной мере основывается на этом постулате закона сохранения энергии.
Максимально обобщенно можно сказать, что для выполнения полезной работы используется энергия молекулярных связей жидкого топлива, сжигаемого в процессе работы двигателя.
Распространению ДВС на жидком топливе способствовали несколько уникальных свойств самого топлива. Это:
- высокая потенциальная энергия молекулярных связей используемых в качестве топлива смеси легких углеводородов «например, бензина»
- достаточно простой и безопасный, в сравнении, например, с атомной энергией, способ ее высвобождения
- относительная распространенность легких углеводородов на нашей планете
- природное агрегатное состояние такого топлива, позволяющее удобно хранить и транспортировать его.
Еще одним важнейшим фактором является то, что в качестве окислителя, необходимого для процесса высвобождения энергии, выступает кислород, их которого более чем на 20 процентов состоит атмосфера. Это избавляет от необходимости возить не только запас топлива, но и запас катализатора.
В идеальном случае вступить в реакцию должны все молекулы определённого объёма топлива и все молекулы определённого объёма кислорода. Для бензина эти показатели соотносятся как 1 к 14,7, т.е., для сгорания килограмма топлива необходимо почти 15 кг кислорода. Однако такой процесс, называемый стехиометрическим, на практике нереализуем. В действительности всегда остаётся какая-то часть топлива, не соединившаяся с кислородом во время протекания реакции.
Более того, для определённых режимов работы ДВС стехиометрия даже вредна.
Теперь, когда химические процесс в общих чертах понятны, стоит рассмотреть механику процесса превращения энергии топлива в полезную работу, на примере четырёхтактного ДВС, работающего по так называемому циклу Отто.
Отто, Аткинсон и Миллер. Циклы работы бензиновых ДВС
Наиболее известным и, что называется, классическим циклом работу является запатентованный еще в 1876 году Николаусом Отто процесс работы двигателя, состоящий из четырех частей. «тактов, отсюда и четрыехтактные ДВС». Первый такт – создание поршнем разрежения в цилиндре собственным перемещением под воздействием веса. В результате цилиндр заполняется смесью кислорода и паров бензина «природа не терпит пустоты». Продолжающий движение поршень сдавливает смесь – получаем второй такт. На третьем такте смесь воспламеняется «Отто применял обычную горелку, сейчас за это ответственна свеча зажигания».
Воспламенение смеси создаёт выделение большого количества газа, который давит на поршень и заставляет его подниматься – выполнять полезную работу. Четвёртый такт – открытие выпускного клапана и вытеснение продуктов сгорания возвращающимся поршнем.
Таким образом, только запуск двигателя требует воздействия извне – прокручивания коленвала, соединённого с поршнем.
Сейчас это делается с помощью силы электричества, а на первых автомобилях коленвал приходилось проворачивать вручную «этот же принцип используется и в автомобилях, в которых предусмотрен принудительный ручной пуск двигателя».
Со времени выпуска первых автомобилей немало инженеров пытались изобрести новый цикл работы ДВС. Вначале это было связано с действием патента, которое многим хотелось обойти.
В результате уже в начале прошлого века был создан цикл Аткинсона, который изменил конструкцию двигателя таким образом, чтобы все движения поршня совершались за один оборот коленвала. Это позволило повысить КПД двигателя, но уменьшило его мощность. Кроме того, двигатель, работающий по такому циклу, не нуждается в отдельном распределительном вале и редукторе. Однако этот двигатель не получил распространения из-за снижения мощности агрегата и достаточно сложной конструкции.
Вместо него на современных атвомобилях зачастую используется цикл Миллера.
Если Аткинсон уменьшил такт сжатия, увеличив КПД, но изрядно усложнив работу двигателя, то Миллер предложил уменьшить такт впуска.
Это позволило снизить фактическое время сжатия смеси без уменьшения ее геометрического сжатия. Таким образом, КПД каждого цикла работы ДВС увеличивается, за счет чего снижается расход топлива, сжигаемого «впустую».
Однако большинство двигателей работают по циклу Отто, так что более подробно необходимо рассмотреть именно его.
Простейший четырёхтактный двигатель. Строение
Даже наиболее простой вариант ДВС включает четырнадцать важнейших элементов, необходимых для его работы. Каждый элемент имеет определённые функции.
Так, цилиндр выполняет двоякую роль — в нем происходит активация воздушной смеси и двигается поршень. В части, называемой камерой сгорания, установлена свеча, и два клапана, один из которых перекрывает поступление топлива, другой – выпуск отработанных газов.
Свеча – устройство, обеспечивающее поджиг смеси с необходимой цикличностью. По сути, представляет собой устройство для получения достаточно мощной электрической дуги на короткий промежуток времени.
Поршень перемещается в цилиндре под действием расширяющихся газов или от воздействия коленвала, переданного через кривошипно-шатунный механизм. В первом случае поршень превращает энергию сгорания топлива в механическую работу, во втором – сжимает смесь для лучшего возгорания либо создает давление для удаления отработанных остатков смеси из цилиндра.
Кривошипно-шатунный механизм передаёт момент от поршня к валу и наоборот. Коленчатый вал благодаря своей конструкции преображает поступательное «вверх-вниз» движение поршня во вращательное.
Впускной канал, в котором располагается впускной клапан, обеспечивает попадание смеси в цилиндр. Клапан обеспечивает цикличность поступления смеси.
Выпускной клапан, соответственно, удаляет накопившиеся продукты сгорания смеси. Для обеспечения нормальной работы двигателя в момент нагнетания давления и поджога смеси он закрыт.
Работа бензинового ДВС. Подробный разбор
При такте всасывания поршень опускается вниз. Одновременно открывается впускной клапан, и в цилиндр подаётся топливо.
Таким образом, в цилиндре оказывается топливовоздушная смесь. В определённых типах бензиновых двигателей эта смесь приготавливается в специальном устройстве – карбюраторе, в других смешение происходит непосредственно в цилиндре.
Далее поршень начинает подниматься. Одновременно впускной клапан закрывается, что обеспечивает создание достаточно большого давления внутри цилиндра. При достижении поршнем крайней верхней точки вся топливно-воздушная смесь оказывается сжатой в части цилиндра, называемой камерой сгорания. В этот момент свеча дает электрическую искру, и смесь воспламеняется.
В результате сгорания смеси выделяется большое количество газов, которые, стремясь заполнить собой весь предоставленный объем, давят на поршень, заставляя его опускаться. Эта работа поршня передается посредством кривошипно-шатунного механизма на вал, который начинает вращаться и вращать привод колес автомобиля.
Как только поршень завершает свое движение вниз, открывается клапан выпускного коллектора.
Оставшиеся газы устремляются туда, так как на них давит поршень, идущий вверх под воздействием вала. Цикл закончен, далее поршень снова опускается вниз, начиная новый цикл.
Как видно, полезную работу выполняет лишь одна фаза цикла. Остальные фазы — это работа двигателя «на самого себя». Даже такой положение вещей делает двигатель внутреннего сгорания одной из наиболее удачных по КПД систем, внедренных в производство. В то же время, возможность уменьшения «холостых» в смысле КПД циклов приводит к появлению новых, более экономичных систем. Кроме того, разрабатываются и ограниченно внедряются двигатели, которые вообще лишены поршневой системы. Например, некоторые японские автомобили оснащены роторными двигателями, имеющими более высокий коэффициент полезного действия.
В то же время, такие двигатели имеют ряд недостатков, связанных, в основном, с дороговизной производства и сложностью обслуживания таких моторов.
Система питания
Для того чтобы поступающая в камеру сгорания горючая смесь правильно сжигалась и обеспечивала бесперебойную работу двигателя, она должна вводится четко отмеренными порциями и быть соответствующим образом подготовлена.
Для этой цели служит топливная система, важнейшими частями которой являются бензобак, топливопровод, топливные насосы, устройство для смешивания топлива и воздуха, коллектор, различные фильтры и датчики.
Понятно, что назначение бензобака – хранить необходимое количество топлива. Топливо воды используются в качестве магистралей для перекачки с помощью бензинового насоса, фильтры бензина и воздуха нужны, чтобы не допустить засорения тонких коллекторов, клапанов и топливоводов.
Подробнее стоит остановиться на работе карбюратора. Несмотря на то, что автомобили с такими устройствами больше не выпускаются, немало машин с карбюраторным типом двигателя до сих пор эксплуатируется во многих странах мира. Карбюратор смешивает топливо с воздухом следующим образом.
В поплавковой камере поддерживается постоянный уровень топлива и давления благодаря балансировочному отверстию, стравливающему лишний воздух,и поплавку, открывающему клапан топливовода, как только уровень топлива в камере карбюратора снижается.
Карбюратор через жиклер и диффузор связан с цилиндром. Когда давление в цилиндре снижается, точно отмеренное благодаря жиклеру количество топлива устремляется в диффузор воздушной камеры.
Тут, за счет очень маленького диаметра отверстия, оно под большим давлением проходит в цилиндр, бензин смешивается с атмосферным воздухом, прошедшим через фильтр, и образованная смесь попадает в камеру сгорания.
Проблема карбюраторных систем – в невозможности максимально точно отмерить количество топлива и количество воздуха, попадающие в цилиндр. Поэтому все современные автомобили оснащены системой впрыска, называемой также инжекторной.
В инжекторном двигателе вместо карбюратора впрыск осуществляется форсункой или форсунками – специальным механическим распылителем, важнейшей частью которого является электромагнитный клапан. Эти устройства, особенно работая в паре со специальными вычислительными микрочипами, позволяют впрыскивать точно отмеренное количество топлива в необходимый момент.
В результате двигатель работает ровнее, запускается легче, потребляет меньше топлива.
Механизм газораспределения
Понятно, каким образом карбюратор подготавливает горючую смесь из бензина и воздуха. Но как работают клапаны, обеспечивающие своевременную подачу этой смеси в цилиндр? За это ответственен механизм газораспределения. Именно он выполняет своевременное открытие и закрытие клапанов, а также обеспечивает необходимую длительность и высоту их подъема.
Именно эти три параметра и являются в совокупности фазами газораспределения.
Современные двигатели имеют специальное устройство для изменения этих фаз, называемое фазовращатель двс принцип работы которого основан на повороте в случае необходимости распредвала. Эта муфта при увеличении количества впрыскиваемого топлива поворачивает распределительный вал на определённый угол по ходу вращения. Такой изменение его положения приводит к тому, что впускные клапаны открываются раньше, и камеры сгорания наполняются смесью лучше, компенсируя постоянно возрастающую потребность в мощности.
На наиболее технически передовых моделях стоит несколько таких муфт, они управляются достаточно сложной электроникой и могут регулировать не только частоту открытия клапана, но и его ход, что отлично сказывается на работе двигателя при максимальных оборотах.
Принцип работы системы охлаждения двигателя
Разумеется, далеко не вся выделяемая энергия связей молекул топлива превращается в полезную работу. Основная ее часть теряется, превращаясь в тепло, да и трение деталей ДВС также создает тепловую энергию. Лишнее тепло необходимо отводить. Именно этой цели служит система охлаждения.
Разделяют воздушную систему, жидкостную и комбинированную. Наиболее распространена жидкостная система охлаждения, хотя встречаются автомобили и с воздушной – ее использовали для упрощения конструкции и удешевления бюджетных машин, либо для уменьшения веса, если речь шла о спорткарах.
Основные элементы системы представлены теплообменником, радиатором, центробежным насосом, расширительным бачком и термостатом.
Кроме того, в систему охлаждения входят масляный радиатор, вентилятор радиатора, датчик температуры охлаждающей жидкости.
Жидкость циркулирует через теплообменник под воздействием насоса, снимая температуру с двигателя. Пока двигатель не нагреется, специальный клапан закрывает радиатор – это называется «малый круг» движения. Такая работа системы позволяет быстро прогреть двигатель.
Как только температура поднимается до рабочей, термодатчик дает команду на открытие клапана, и охлаждающая жидкость начинает двигаться через радиатор. Тонки трубки этого агрегата обдуваются стильным потоком встречного ветра, охлаждая таким образом жидкость, которая опять поступает в коллектор, начиная круг охлаждения заново.
Если воздействия набегающего воздуха недостаточно для нормального охлаждения – автомобиль работает со значительной нагрузкой, движется с малой скоростью или стоит очень жаркая погода, включается вентилятор охлаждения. Он обдувает радиатор, принудительно охлаждая рабочую жидкость.
Машины, оборудованные турбонаддувом, имеют два контура охлаждения. Один – для охлаждения непосредственно ДВС, второй – для снятия лишнего тепла с турбины.
Электрика
Первые автомобили обходились минимумом электрики. В современных машинах появляется все больше и больше электрических цепей. Электроэнергию потребляют система подачи топлива, зажигание, система охлаждения и отопления, освещение. При наличии немало энергии потребляет система кондиционирования, управления двигателем, электронные системы обеспечения безопасности. Такие агрегаты, как система запуска и свечи накаливания потребляют энергию кратковременно, но в больших количествах.
Для обеспечения всех этих элементов необходимой электроэнергией используются источники тока, электрическая проводка, элементы управления и блоки предохранителей.
Источники тока автомобиля – аккумуляторная батарея, работающая в паре с генератором. Когда двигатель работает, привод от вала крутит генератор, вырабатывающий необходимую энергию
Генератор работает, преобразовывая энергию вращения вала в электрическую энергию, используя принципы электромагнитной индукции.
Для того, чтобы осуществить пуск ДВС, используется энергия аккумулятора.
Во время запуска основным потребителем энергии является стартер. Это устройство является двигателем постоянного тока, предназначенным для прокрутки коленчатого вала, обеспечивающей начало цикла работы ДВС. Принцип работы двигателя постоянного тока основывается на взаимодействии, возникающем между магнитным полем, образующимся в статоре, и токе, протекающем в роторе. Эта сила влияет на ротор, который начинает вращаться, причем его вращение совпадает с вращением магнитного поля, характерного для статора. Таким образом электрическая энергия преобразовывается в механическую, а стартер начинает раскручивать вал двигателя. Как только двигатель запускается и начинает работать генератор, аккумулятор перестает отдавать энергию и начинает ее накапливать. Если генератор не работает или по какой-то причине его мощности недостаточно, аккумулятор продолжает отдавать энергию и разряжаться.
Дизельный двигатель. Схожесть и различие
Такой тип двигателя тоже является ДВС, но имеет отличительные особенности, позволяющие резко отделять двигатели, работающие по принципу, изобретенному Рудольфом Дизелем, от прочих ДВС, работающих на «легком» топливе вроде бензина «в автомобилистике» или керосина «в авиации».
Различие в используемом топливе предопределяют различия конструкции. Дело в том, что «солярку» относительно сложно поджечь и добиться ее мгновенного сгорания в обычных условиях, поэтому способ воспламенения от свечи для этого топлива не подходит. Воспламенения дизеля осуществляется за счет его контакта с разогретым до очень большой температуры воздухом. С этой целью используется свойство газов нагреваться при сжатии. Поэтому поршень, работающий на дизельном ДВС, сжимает не топливо, а воздух. Когда степень сжатия доходит до максимума, а сам поршень – до крайней верхней точки, стоящая вместо свечи форсунка «электромагнитный насос» впрыскивает дисперсно распыленное топливо. Оно взаимодействует с горячим кислородом и воспламеняется. Далее происходит работа, характерная и для бензинового ДВС.
При этом мощность ДВС меняется не пропорцией смеси воздуха и топлива, как в бензиновых моторах, а исключительно количеством впрыскиваемого дизеля, в то время как количество воздуха постоянно и не меняется.
При этом принцип действия современного бензинового агрегата, оснащенного форсункой, абсолютно не схож с принципом работы дизельного ДВС.
Работающие с бензином электромеханические распылительные насосы предназначены, прежде всего, для более точного отмеривания впрыскиваемого топлива, и взаимодействуют со свечей зажигания. В чем эти два типа ДВС схожи — так это в повышенной требовательности к качеству топлива.
Так как давление воздуха, создаваемое работой поршня дизельного мотора, значительно выше давления, оказываемого сжатой воздушно-бензиновой смесью, такой двигатель более требователен к зазорам между поршнем и стенками цилиндра. К тому же, дизельный двигатель труднее запустить зимой, так как «солярка» под воздействием низких температурных показателей густеет, и форсунка не может достаточно качественно распылить ее.
И современный бензиновый мотор, и его дизельный «родственник» крайне неохотно работают на бензине «ДТ» несоответствующего качества, и даже кратковременное его применение чревато серьезными проблемами с топливной системой.
Вывод
Современные двигатели внутреннего сгорания – наиболее эффективные устройства перехода тепловой энергии в механическую. Несмотря на то, что большая часть энергии тратится не на непосредственно полезную работу, а на поддержание цикла самого двигателя, человечество пока не научилось массово производить устройства, которые были бы практичнее, мощнее, экономичнее и удобнее, чем ДВС. Вместе с тем, удорожание углеводородных энергоносителей и забота об окружающей среде заставляют искать новые варианты двигателей для легковых автомобилей и общественного транспорта. Наиболее перспективными на данный момент выглядит использование автономных, оснащенных батареями большой емкости, электрических двигателей, КПД которых намного выше, и гибридов таких двигателей с бензиновыми вариантами. Ведь обязательно настанет время, когда использовать углеводороды для приведения в движение личного автотранспорта станет абсолютно невыгодно, и ДВС займут место на музейных полках, как паровозные двигатели – полвека назад.
Что такое система изменения фаз газораспределения
Эффективность работы любого ДВС, КПД двигателя, показатель мощности, моментная характеристика и топливная экономичность напрямую зависят от ряда факторов. Одной из важных составляющих в списке являются фазы газораспределения. Ответить на вопрос, что такое фазы газораспределения двигателя, можно следующим образом. Под такими фазами стоит понимать своевременное открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов.
Большинство современных ДВС все более активно получают систему изменения фаз газораспределения, хотя еще около 20 лет назад массово доступный четырехтактный двигатель данной системы не имел. В обычном моторе клапаны открываются благодаря воздействию на них кулачков распределительного вала. Форма профиля кулачка распредвала определяет момент и продолжительность открытия клапана.
Рекомендуем также прочитать статью о системе рециркуляции отработавших газов ЕГР. Из этой статьи вы узнаете о том, что такое EGR, назначении и принципах работы данной системы.
Указанные параметры составляют так называемую ширину фазы газораспределения. Дополнительным параметром также является величина хода клапана (высота его подъема). Стоит учитывать, что топливно-воздушная смесь и отработавшие газы во впуске, в цилиндре ДВС и на выпуске ведут себя не одинаково, что зависит от различных режимов его работы. Скорость течения динамично изменяется, появляются колебания газовых сред, которые приводят к резонансам или застою. Все это влияет на эффективность наполнения цилиндров и их продувки на разных режимах работы силового агрегата.
Фиксированные фазы газораспределения заставляют конструкторов ДВС проектировать мотор так, чтобы присутствовала уверенная тяга в диапазоне низких и средних оборотов, но при этом оставался запас мощности для поддержания набранной скорости и дальнейшего ускорения автомобиля при выходе ДВС на режимы около зоны максимальных оборотов. Дополнительно необходимо обеспечить устойчивую работу силового агрегата на холостом ходу, эластичность на переходных режимах, а также экономичность и экологичность силовой установки.
Если фазы газораспределения фиксированы, то улучшение одних параметров закономерно повлечет ухудшение других. Для решения этой задачи была разработана система изменения фаз газораспределения, которая гибко и динамично изменяет основные параметры работы ГРМ зависимо от того режима, в котором работает двигатель в определенный момент.
Система изменения фаз газораспределения VVT (англ. Variable Valve Timing) создана для динамичной корректировки рабочих параметров механизма газораспределения. Данное управление осуществляется с учетом различных режимов работы силового агрегата. Использование указанной системы регулировки фаз газораспределения позволяет добиться повышения мощности мотора и моментной характеристики. Система VVT обеспечивает экономию горючего, а также снижает токсичность выхлопных газов в процессе работы двигателя.
Система изменения фаз газораспределения влияет на основные параметры работы газораспределительного механизма. К таким параметрам относят моменты открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов, длительность времени открытия клапана и высоту его подъема.
Указанные параметры представляют собой в итоге фазы газораспределения, так как от них зависит продолжительность такта впуска и выпуска, что выражается тем углом, на который повернут коленчатый вал двигателя по отношению к мертвым точкам (ВМТ и НМТ) во время движения поршня в цилиндре. Форма кулачка распределительного вала определяет фазу газораспределения, так как указанный кулачок оказывает прямое воздействие на впускной или выпускной клапан ГРМ.
Содержание статьи
- Для чего необходима система изменения фаз газораспределения
- Система на основе гидроуправляемой муфты
- Система ступенчатого изменения фаз газораспределения
- Система регулирования высоты подъема клапана
- Электромагнитный привод клапана
Для чего необходима система изменения фаз газораспределения
Для достижения наибольшей эффективности применительно к динамично изменяющимся режимам работы ДВС необходима различная величина фаз газораспределения. В режиме холостого хода наиболее рациональными становятся «узкие» фазы газораспределения, под которыми понимается позднее открытие и ранее закрытие клапанов.
При этом исключается перекрытие фаз, под которым понимается время одновременного открытия впускного и выпускного клапана. Это необходимо для того, чтобы исключить попадание выхлопных газов во впуск и выброс топливно-воздушной смеси в выпускной коллектор.
Выход мотора на режим максимальной мощности означает повышение оборотов, так как распредвал крутится быстрее и время открытия клапанов сокращается. Для того чтобы не терялась мощность и крутящий момент на высоких оборотах сохранялся, в двигатель должно поступать намного больше топливно-воздушной смеси, а выпуск отработавших газов должен быть реализован максимально эффективно. Задача решается путем раннего открытия клапанов и увеличения времени их открытия, делая фазу «широкой». Фаза перекрытия также расширяется до максимума с ростом оборотов, что необходимо для качественной продувки цилиндров.
Если мотор работает на низких оборотах, нужны максимально короткие фазы газораспределения. Это означает, что время открытия клапанов должно быть минимальным по продолжительности, обеспечивая так называемые «узкие» фазы.
Высокие обороты двигателя требуют полной противоположности в виде «широких» фаз газораспределения. Время открытия клапана должно быть увеличено до максимума, параллельно обеспечивая такты впуска и выпуска, а также эффективное перекрытие.
Сам кулачок распредвала имеет форму, которая способна обеспечить как реализацию узкой, так и широкой фазы. Проблема заключается в том, что фиксированная форма кулачка не позволяет одновременно добиться узких и широких фаз газораспределения. Получается, форма кулачка подобрана с расчетом на возможный оптимальный баланс между высоким показателем крутящего момента на низких оборотах ДВС и максимальной мощностью агрегата в режиме высокой частоты вращения коленчатого вала. Система изменения фаз газораспределения позволяет намного более гибко изменять эти параметры, буквально «подстраивая» ГРМ под конкретный режим работы двигателя для достижения лучшей отдачи от мотора и топливной экономичности.
Системы изменения фаз газораспределения представлены несколькими видами.
Главные отличия заключаются в тех и или иных параметрах регулировки ГРМ в процессе его работы. Сегодня используются следующие решения для управления фазами газораспределения:
- система поворота распредвала;
- кулачки распредвала с различным профилем;
- система изменения высоты подъема клапанов;
Система на основе гидроуправляемой муфты
Широкое распространение получили системы изменения фаз газораспределения, принцип работы которых основан на осуществлении поворота распредвала. К таким схемам управления фазами газораспределения относят: японскую систему VVT-i, Dual VVT-i, решение немецкого концерна BMW под названием VANOS, Double VANOS, схему VVT от Volkswagen, управление фазами газораспределения VTEC от Honda, систему CVVT брендов Hyundai, Kia и концерна GM, регулировку фаз VCP от Renault и т.д.
Работа указанных выше систем основывается на небольшом повороте распредвала по ходу его вращения. Такой способ позволяет добиться раннего открытия клапанов сравнительно с их базовым начальным положением.
Поворот распредвала осуществляется при помощи электроники управления и гидравлики, а сама система чаще всего затрагивает только впускные клапаны. Рост оборотов ДВС приводит к тому, что фазовращатель осуществляет проворот распредвала по ходу его вращения, впускные клапана открываются раньше и цилиндры намного более эффективно наполняются рабочей смесью в режиме высоких оборотов.
Получается, гидроуправляемая муфта реализует поворот распредвала ГРМ. Данная муфта конструктивно включает в себя:
- ротор, который соединен с распредвалом;
- корпус, которым выступает шкив привода распредвала;
В определенные полости, которые расположены между ротором и корпусом-шкивом, попадает моторное масло из системы смазки ДВС.
Масло в муфту подается по особым каналам. Когда моторное масло заполняет одну или другую полость муфты, осуществляется поворот ротора по отношению к корпусу. Этот поворот ротора означает, что и распределительный вал будет повернут на необходимый угол.
Чаще всего местом установки гидроуправляемой муфты становится привод того распределительного вала, который отвечает за работу впускных клапанов. Встречаются также конструкции ДВС, когда подобные муфты-фазовращатели стоят как на впускном распредвале, так и на выпускном. Данное решение позволяет шире и эффективнее регулировать параметры работы ГРМ на впуске и выпуске, но усложняет механизм.
Электронное управление автоматически регулирует работу гидроуправляемой муфты. Система такого управления включает в себя:
- группу входных датчиков;
- электронный блок управления;
- список исполнительных устройств;
Система управления получает показания от датчика Холла, который производит оценку положения распредвалов.
Дополнительно задействованы и другие датчики, которые используются ЭБУ для управления работой всего двигателя.
К таковым относят датчик, измеряющий частоту вращения коленвала, температурный датчик охлаждающей жидкости (ОЖ), датчик расхода воздуха и другие. Сигналы от этих датчиков подаются в ЭБУ, который после отправляет соответствующий сигнал на специальное управляющее (исполнительное) устройство.
Таким устройством, на которое воздействует электронный блок управления двигателем, является электромагнитный клапан (электрогидравлический распределитель). Клапан представляет собой распределитель, который при необходимости открывает доступ потоку моторного масла к гидроуправляемой муфте, а также реализует отвод масла от фазовращателя. Это зависит от того, в каком режиме работает силовой агрегат.
Данная схема изменения фаз газораспределения с использованием муфты задействуется в момент работы двигателя на холостом ходу, (мотор работает на самых низких оборотах), в режиме максимальной мощности на высоких оборотах, а также в том режиме, когда осуществлен выход ДВС на максимум крутящего момента.
Система ступенчатого изменения фаз газораспределения
Эволюция систем изменения фаз газораспределения позволила инженерам не только осуществлять сдвиг фаз, но и эффективно выполнять их расширение и сужение. Следующим типом систем изменения фаз газораспределения являются решения, основанные на использовании кулачков распредвала разной формы. Благодаря такому способу удается достичь ступенчатого изменения момента времени, на который открывается клапан, а также изменить саму высоту подъема клапанов. В списке подобных систем находится VVTL-i от автогиганта Toyotа, VTEC японской Honda и MIVEC от Mitsubishi, решение от Audi под названием Valvelift System и другие.
Указанные системы похожи друг на друга как конструктивно, так и по принципу действия. Немного отличается только немецкая Valvelift System. Наибольшую известность получила системаVVTL-i, VTEC и MIVEC. В основе таких систем изменения фаз газораспределения находятся кулачки с различным профилем, а также система управления.
Распределительный вал в таких системах управления фазами газораспределения выполнен так, что имеет сразу два кулачка малого размера, а также один кулачок большего размера. Меньшие кулачки при помощи специального рокера (коромысла) соединяются с впускными клапанами. Большой кулачок отвечает за перемещение одного незадействованного коромысла.
Такая система изменения фаз газораспределения позволяет переключаться с малых кулачков на большой зависимо от режима работы ДВС. Переход между режимами достигается благодаря тому, что происходит срабатывание специального механизма блокировки. Указанный блокирующий механизм основан на гидравлическом приводе.
Когда мотор работает на низких оборотах и при незначительной нагрузке, впускные клапаны приводятся в действие малыми кулачками распределительного вала, фазы газораспределения в таком режиме имеют небольшую продолжительность (узкая фаза).
Если двигатель раскручивается до определенных оборотов, система управления активирует механизм блокировки.
В результате происходит соединение коромысел малых и большого кулачков, что обеспечивает жесткость конструкции. Соединение происходит при помощи особого стопорного штифта, а усилие на впускные клапаны начинает поступать от единственного большого кулачка. Малые кулачки распредвала на высоких оборотах двигателя становятся неактивными.
Существующие разновидности систем VTEC могут иметь сразу три режима регулирования ГРМ. В данной модификации на низких оборотах ДВС работает один малый кулачок распредвала, который осуществляет открытие только одного впускного клапана. Два маленьких кулачка задействуются в режиме средних нагрузок и оборотов двигателя, обеспечивая открытие двух впускных клапанов. Большой кулачок вступает в действие при выходе силовой установки на режим оборотов, приближенных к максимальным.
Система изменения фаз газораспределения I-VTEC, которая представлена производителем Honda, объединила в себе главные преимущества решений как VTC, так и VTEC. Регулирование по трем ступеням обеспечивает существенную экономию топлива.
При низкой частоте вращения половина впускных клапанов практически не имеет активности. Увеличение частоты вращения до уровня средних оборотов подключает дезактивированные клапаны, но высота их подъема не подразумевает полного открытия.
Выход на режим максимальных оборотов заставляет впускные клапаны работать от центрального кулачка большого размера. Указанный кулачок имеет особый профиль, который специально подобран для достижения максимального подъема клапанов, что означает повышение отдачи от ДВС на мощностных режимах работы агрегата. Такой подход значительно расширил возможности управления параметрами ГРМ для эффективного регулирования работы двигателя на различных режимах.
Если рассмотреть пример с системой VVTL-i от Toyota, то после выхода мотора с таким решением на обороты около 6000 об/мин стандартный кулачек распредвала исключается из работы и замещается кулачком с измененным профилем.
Указанный кулачек обеспечивает дугой алгоритм работы клапана, сдвигает (расширяет) фазу и увеличивает высоту его подъема. На практике это будет означать, что при выходе мотора на режим высоких оборотов у двигателя появится резкий прирост тяги, необходимый для обеспечения дальнейшего уверенного разгона.
Схема работы системы VVTL-i строится на следующем алгоритме. Время открытия и высота подъема впускных клапанов регулируется аналогично другим решениям. Когда мотор работает в режиме оборотов до 6000 об/мин, тогда воздействие на клапан осуществляет меньший кулачок распредвала, который оказывает нажатие на рокер и таким образом открывает клапана. После набора оборотов выше заданной отметки управлять открытием клапанов начинает высокий кулачок с особым профилем. Для его активации специальный сухарь под давлением масла перемещается.
За своевременную подачу моторного масла по специальной магистрали в точно необходимый момент отвечает система управления. Давление масла и перемещение сухаря позволяет кулачку распредвала через специальный шток, который до этого находился в свободном положении, начать воздействовать на клапан посредством коромысла.
Система регулирования высоты подъема клапана
Дальнейшее развитие систем изменения фаз газораспределения привело к появлению сложных решений, которые основаны на управлении высотой подъема клапанов. Новатором в данной области стала компания BMW, представившая систему под названием Valvetronic на своих моторах в 2001 году.
Регулирование высоты подъема клапана дополнительно позволило исключить из схемы дроссельную заслонку применительно к основным режимам работы ДВС. Наличие заслонки заметно снижает эффективность наполнения цилиндров топливно-воздушной смесью в режиме низких и средних оборотов. Причина кроется в том, что во впускном коллекторе (в области дросселя) в процессе работы ДВС возникает разрежение. Топливно-воздушная смесь в таких условиях разрежения становится инертной, цилиндры наполняются менее эффективно, реакция на нажатие педали газа теряет остроту и становится замедленной.
Лучшим решением данной проблемы становится механическое открытие впускного клапана на такой момент времени, который необходим для эффективного наполнения цилиндра рабочей топливно-воздушной горючей смесью.
Продолжительность фазы впуска (впускной фазы) в системах регулирования высоты подъема клапана изменяется зависимо от того, как сильно была нажата педаль газа. Система бездроссельного управления позволяет заметно экономить топливо (до 15% сравнительно с другими решениями), а также повышает мощностную характеристику на 10 % и более.
Конструктивно ГРМ в таких системах способен управлять работой силовой установки на разных режимах. На похожем принципе основываются также решения Valvematic от Toyota, решение VEL компании Nissan, VTI от Peugeot и другие. Что касается системы изменения высоты подъема клапана Valvetronic, возможность управления данным параметром реализована благодаря специальной кинематической схеме. Решение Valvetronic ставится на впускные клапаны. Традиционная конструкция, которая включает в себя кулачок распредвала, рокер (коромысло) и клапан, получила развитие в виде установки дополнительных элементов.
Система имеет эксцентриковый вал, а также промежуточный рычаг.
Указанный эксцентриковый вал начинает вращаться при помощи усилия, которое создает электродвигатель посредством червячной передачи.
Такое вращение эксцентрикового вала оказывает воздействие на промежуточный рычаг, в результате чего изменяется его положение (происходит смещение точки опоры). Смена положения заставляет коромысло двигаться так, чтобы переместить (открыть) клапан точно на необходимую величину.
Система изменения высоты подъема клапана работает постоянно, а высота подъема клапанов напрямую зависит от того или иного режима работы силового агрегата. Клапана могут подниматься в переделах от 0,2 до 12 мм. Система VEL от компании Ниссан обеспечивает высоту подъема клапана в рамках от 0,5 до 2 мм.
Электромагнитный привод клапана
Сегодня конструкторы ДВС практически полностью используют потенциал ГРМ. Проектируется максимально возможное количество клапанов на цилиндр, а сами размеры клапана достигли своего предела. Но эволюция двигателя на данном этапе продолжается.
Улучшить наполняемость и продувку цилиндров двигателя можно также за счет скорости, с которой возможно реализовать открытие и закрытие клапанов. Речь идет о ГРМ, в котором клапана имеют электромагнитный (электромеханический) привод, который заменяет механический с электронным управлением. Более того, распределительный вал в таком ГРМ полностью отсутствует.
Электромагнитный привод ГРМ получил название EVA (англ. Electromagnetic Valve Actuator) и позволяет изменять фазы газораспределения максимально широко. Система с электромагнитным приводом может открывать только нужные клапана (что аналогично управляемому отключению цилиндров), причем делать это в точно определенный момент зависимо от режима работы ДВС. Решение способно экономить топливо на холостом ходу, в момент торможения двигателем и т.п. Количество попадающего в цилиндр двигателя воздуха регулируется временем открытия впускного клапана.
Сама длина хода клапана не является регулируемым параметром. Клапан крепится за счет пружины, а также имеет якорь.
Такой якорь электромагнитного клапана размещен между двумя электромагнитами определенной мощности. Задачей таких электромагнитов становится удержание клапана в том или ином крайнем положении.
Точность положения, в котором необходимо осуществить фиксацию клапана, определяется предназначенным для этого отдельным датчиком. Снижение разрушительных нагрузок на электромагнитный ГРМ в момент приближения клапана к его крайней точке (особенно в момент посадки клапана в седло) осуществляется благодаря «торможению» клапана.
Система регулирования угла опережения зажигания двигателя внутреннего сгорания (Патент)
Система регулирования угла опережения зажигания двигателя внутреннего сгорания (Патент) | ОСТИ.GOVперейти к основному содержанию
- Полная запись
- Другое связанное исследование
Датчик ускорения улавливает компоненты механического шума и сигнал детонации, исходящий от внутреннего комбинированного двигателя.
- Изобретатели:
- Ивата, Т; Оокава, К.
- Дата публикации:
- Идентификатор ОСТИ:
- 6308493
- Номер(а) патента:
- США 4370963
- Правопреемник:
- Mitsubishi Denki K K (Япония)
- Тип ресурса:
- Патент
- Отношение ресурсов:
- Дата приоритета патента: Дата приоритета 25 мая 1979 г. , Япония; Дополнительная информация: PAT-APPL-152114
, Япония; Дополнительная информация: PAT-APPL-152114- Страна публикации:
- США
- Язык:
- Английский
- Тема:
- 33 УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ ДВИГАТЕЛИ; СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ; СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ; ВРЕМЕННЫЕ ЦЕПИ; ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ; ЭКСПЛУАТАЦИЯ; УСКОРЕНИЕ; ЭФФЕКТИВНОСТЬ; ДЕТОН-КОНТРОЛЬ; КОНТРОЛЬ; ЭЛЕКТРОННЫЕ ЦЕПИ; ДВИГАТЕЛИ; ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ; 330100* — Двигатели внутреннего сгорания
Форматы цитирования
- MLA
- АПА
- Чикаго
- БибТекс
Ивата Т. и Оокава К. Система управления опережением зажигания для двигателя внутреннего сгорания . США: Н. П.
, 1983.
Веб.
Копировать в буфер обмена
Ивата Т. и Оокава К. Система управления опережением зажигания для двигателя внутреннего сгорания . Соединенные Штаты.
Копировать в буфер обмена
Ивата, Т., и Оокава, К. 1983.
«Система управления опережением зажигания двигателя внутреннего сгорания». Соединенные Штаты.
Копировать в буфер обмена
@статья{osti_6308493,
title = {Система контроля опережения зажигания двигателя внутреннего сгорания},
автор = {Ивата, Т. и Оокава, К.},
abstractNote = {Датчик ускорения улавливает компоненты механического шума и сигнал детонации, исходящий от внутреннего комбинированного двигателя. Сигнал детонации отделяется от ослабленных шумовых составляющих и сравнивается с постоянным напряжением за счет последнего для формирования импульсов.
Импульсы, интегрированные интегратором, подаются на фазовращатель для замедления времени зажигания. Во время ускорения двигателя переключатель размыкается в ответ на давление во впускном коллекторе, превышающее заданную величину, чтобы заставить схему компенсации ускорения уменьшить постоянную времени зарядки интегратора, что приводит к увеличению задержки зажигания. момент времени.},
дои = {},
URL = {https://www.osti.gov/biblio/6308493},
журнал = {},
номер =,
объем = ,
место = {США},
год = {1983},
месяц = {2}
}
Копировать в буфер обмена
Полный текст можно найти в Ведомстве США по патентам и товарным знакам.
Экспорт метаданных
Сохранить в моей библиотеке
Вы должны войти в систему или создать учетную запись, чтобы сохранять документы в своей библиотеке.
Аналогичных записей в сборниках OSTI.GOV:
- Аналогичные записи
Растущий импульс: глобальный обзор государственных целей по поэтапному отказу от продаж новых автомобилей с двигателем внутреннего сгорания
Калифорния стала последней юрисдикцией в мире, принявшей обязательство по поэтапному отказу от продаж новых автомобилей с двигателем внутреннего сгорания (ДВС). В указе, опубликованном в конце сентября, говорится, что к 2035 году все новые легковые автомобили и легкие грузовики, продаваемые в Калифорнии, должны иметь нулевой уровень выбросов. Это последовало за действиями Калифорнийского совета по воздушным ресурсам, принятыми в июне 2020 года, которые приняли Регламент Advanced Clean Trucks (ACT), требующий от производителей продавать грузовики с нулевым уровнем выбросов как увеличивающуюся долю их годовых продаж в Калифорнии с 2024 по 2035 год.
С этими последними обязательствами Калифорния является частью мирового тренда.
Как отмечалось в предыдущих исследованиях (см. здесь и здесь), все большее число правительств страны, провинций и штатов установили временные рамки для поэтапного прекращения продаж новых автомобилей с ДВС или разрешения продавать только новые автомобили с электродвигателями. Некоторые расширили масштабы поэтапного отказа на дополнительные сегменты транспортных средств, включая фургоны, легкие коммерческие грузовики, а также автомобили средней и большой грузоподъемности, а некоторые стремятся постепенно отказаться от использования автомобилей с ДВС для определенных целей. Поскольку большинство целей сосредоточено на легковых автомобилях, мы используем карту ниже, чтобы сравнить целевые годы для разных юрисдикций.
Рисунок 1. Национальные правительства, правительства провинций и штатов с определенными целями по полному отказу от продаж новых автомобилей с ДВС. На карте мира еще много белых пятен.
Что касается легковых автомобилей, то на долю 17 правительств, установивших цели по поэтапному отказу от автомобилей с ДВС, в 2019 году приходилось лишь около 13% мировых продаж новых легковых автомобилей (обратите внимание, что мы используем регистрационные данные для указания продаж в некоторых юрисдикциях). В таблице в конце этого блога приведены цели правительства страны, провинции и штата по поэтапному отказу от автомобилей с ДВС, включая дополнительные сегменты транспортных средств, такие как фургоны, легкие коммерческие грузовики, а также автомобили средней и большой грузоподъемности; все эти цели установлены в любой точке мира по состоянию на начало ноября 2020 года. Мы сосредоточены на новых продажах, регистрациях и импорте, а не на целевых показателях запасов, которые применяются ко всем транспортным средствам на дорогах. На карте и в таблице показаны только цели, упомянутые в официальной политике или стратегических документах; те, которые объявлены политическими представителями, но не изложены в письменной форме, исключаются.
Из карты и таблицы видно, что европейские страны лидируют. Норвегия и Нидерланды взяли на себя самые жесткие сроки. Менее чем через 5 лет Норвегия хочет, чтобы все новые легковые автомобили, легкие коммерческие автомобили и городские автобусы были проданы с нулевым уровнем выбросов (автобусам будет разрешено использовать биогаз). Страна также стремится к тому, чтобы к 2030 году 75% новых автобусов дальнего следования и 50% новых грузовиков были проданы с нулевым уровнем выбросов. легковых автомобилей продано с 2030 года. Кроме того, страна намерена к 2025 году внедрить городскую логистику с нулевым уровнем выбросов. Другие европейские страны, которые обязались прекратить продажу или регистрацию новых легковых автомобилей с ДВС менее чем через 10 лет, включают Данию, Исландию, Ирландию, Словению и Швецию. . Шотландия хочет прекратить продажу новых автомобилей и фургонов с ДВС к 2032 году, а Великобритания, вероятно, сдвинет свою текущую цель с 2040 года на 2035 год и даже может передвинуть ее еще дальше, к 2030 году.
автомобили и легкие коммерческие автомобили, работающие на ископаемом топливе, к 2040 г., а в Испании принят законопроект, разрешающий продажу автомобилей с нулевым уровнем выбросов только с 2040 г.
В Северной Америке Калифорния является наиболее амбициозной с точки зрения сроков и затронутых транспортных средств. Ожидается, что в соответствии с вышеупомянутым распоряжением будут разработаны положения, которые превратят цели в действия. Канадская провинция Британская Колумбия уже на шаг впереди этого и в июле 2020 года приняла обязывающее постановление, требующее от автопроизводителей постепенно увеличивать долю продаж новых легковых автомобилей с нулевым уровнем выбросов и легких коммерческих фургонов до 10% к 2025 году и 30% к 2025 году. 2030 г. и 100% к 2040 г. Провинция также устанавливает требования соответствия. На национальном уровне Канада установила такие же постепенные цели для тех же сегментов транспортных средств, но еще не приняла юридически обязательный регламент.
В Центральной и Южной Америке Коста-Рика и Колумбия являются единственными странами, в которых в официальных политических документах указаны цели поэтапного отказа от автомобилей с ДВС. В своем Национальном плане декарбонизации Коста-Рика предложила, чтобы не позднее 2050 года 100% продаж новых легковых автомобилей для перевозки людей и товаров были с нулевым уровнем выбросов. В Колумбии Закон о продвижении электромобилей гласит, что покупка электромобилей или автомобилей с нулевым уровнем выбросов в парке общественного транспорта должна быть увеличена как минимум с 10% в 2025 г. до 20% в 2027 г., 40% в 2029 г., 60% в 2031 г., 80% в 2033 г. и 100% в 2035 г.; тем не менее, нет никаких планов продаж для других сегментов транспортных средств.
Китайская провинция Хайнань поставила перед собой самые амбициозные цели в Азии по поэтапному отказу от продаж новых дизельных и бензиновых легковых автомобилей, легких коммерческих автомобилей, городских и междугородных автобусов к 2030 году.
Существуют более ранние цели для определенных групп пользователей (например, государственных автопарков, операторов каршеринга). , а также почтовые и логистические услуги, у которых к 2020 году поставлена цель 100% продаж электромобилей). Только для автомобилей, находящихся в частном пользовании, провинция нацелена на постепенное увеличение продаж электромобилей с 10% в 2019 году.до 40% в 2020 году, 80% в 2025 году и 100% в 2030 году. Правительство Израиля также планирует к 2030 году постепенно увеличивать долю электромобилей в продажах новых частных автомобилей: 5% в 2022 году, 23% в 2025 году, 61% в 2028 г. и 100% в 2030 г.; обратите внимание, что это охватывает только часть сегмента легковых автомобилей.
Островное государство Кабо-Верде, расположенное у северо-западного побережья Африки, является единственным африканским государством, обязавшимся в установленные сроки отказаться от автомобилей с ДВС. Как указано в Хартии национальной политики в области электромобильности, цель страны — запретить импорт автомобилей с ДВС не позднее 2035 года; сюда входят легковые автомобили, легкие коммерческие автомобили, автобусы, средние и тяжелые грузовики, а также двухколесные транспортные средства.
Упомянутые выше национальные правительства, правительства провинций и штатов имеют несколько общих черт. Все они установили определенную цель и сроки, установили свои амбиции на 100% поэтапный отказ от ДВС или новые продажи исключительно электрических автомобилей или автомобилей с нулевым уровнем выбросов и опубликовали свои цели в официальных политических документах.
Помимо этих усилий, несколько инициатив обязались прекратить продажу новых автомобилей с ДВС. 18 стран, штатов и провинций, присоединившихся к Международному альянсу транспортных средств с нулевым уровнем выбросов (IZEVA), договорились о том, чтобы к 2050 году продажи всех новых легковых автомобилей были нулевыми. Кроме того, как указано выше, семь членов IZEVA — Британская Колумбия, Калифорния, Канада, Нидерланды, Норвегия, Великобритания и Квебек (Канада) — официально взяли на себя более ранние цели по отказу от легковых автомобилей с ДВС на 100%. Что касается автомобилей средней и большой грузоподъемности, то в июле этого года 15 штатов США и округ Колумбия подписали меморандум о взаимопонимании, в котором они обязались обеспечить к 2050 году новые продажи автомобилей средней и большой грузоподъемности со 100% нулевым уровнем выбросов9.
0003
Дополнительные страны, регионы и штаты обязались прекратить продажу автомобилей с ДВС, но пока без каких-либо официальных политических документов или законов. Например, всего через несколько дней после заявления Калифорнии Нью-Йорк и Нью-Джерси призвали к 2035 году обеспечить продажи новых легковых автомобилей и легких грузовиков в штатах на 100 % с нулевым уровнем выбросов; в отличие от Калифорнии, это не было частью распоряжения. В сентябре правительство Бельгии также предложило запретить продажу новых автомобилей с ДВС к 2026 году, но это касается только служебных автомобилей. Другие страны, объявившие о поэтапном отказе от продажи автомобилей с ДВС, включают Египет, Португалию, Шри-Ланку и Тайвань.
Важно отметить, что ведущие рынки транспортных средств, такие как США, Китай и Германия, не имеют обязательных долгосрочных обязательств по полному отказу от автомобилей с ДВС. В Соединенных Штатах Закон об автомобилях с нулевым уровнем выбросов, который устанавливает цель продаж автомобилей с нулевым уровнем выбросов к 2040 году, не был принят.
А в Китае, хотя соответствующее регулирующее агентство начало расследование запрета ICE в 2017 году, центральное правительство не объявило официальных целей. Тем не менее, Китай уже довольно далеко продвинулся в плане электрификации своего автобусного парка. Уже крупнейший в мире рынок электромобилей, продажи новых автобусов в Китае составили 96% электрических автобусов в 2019 году, и это без объявления каких-либо национальных целей по акциям электрических автобусов. В случае Германии, став членом IZEVA, страна косвенно согласилась отказаться от автомобилей с двигателями внутреннего сгорания не позднее 2050 года; однако это обязательство еще не отражено в национальном плане защиты климата. Тем не менее, приверженность Калифорнии стала катализатором новых политических дискуссий в Германии об установлении официальной национальной цели поэтапного отказа.
Мы подчеркиваем, что обязательства по поэтапному отказу относятся к продаже новых автомобилей, а не к автомобилям, уже находящимся в эксплуатации.
Кроме того, только Британская Колумбия приняла обязательные правила, и большинство целей поэтапного отказа от автомобилей с ДВС не включают подключаемые гибридные электромобили (PHEV). Недавний анализ показал, что PHEV потребляют в среднем в два-четыре раза больше топлива, чем это отражено в значениях одобрения типа.
Тем не менее, недавние объявления и обязательства являются важным сигналом. Похоже, они придали новый импульс дискуссиям о целях поэтапного отказа от автомобилей с ДВС и о полном переходе на автомобили с нулевым уровнем выбросов. Возможно, это всколыхнет страны, которые до сих пор не решались взять на себя обязательства по достижению определенной цели поэтапного отказа.
| Правительство | Год | Категория транспортного средства* | Целевые типы транспортных средств* | Политический документ** |
| ЕВРОПА | ||||
| Норвегия | 2025 | Легковые автомобили, легкие коммерческие автомобили, городское использование | Продажа новых автомобилей со 100% нулевым уровнем выбросов | Национальный транспортный план на 2018–2029 годы(2017) |
| Нидерланды | 2025 | Городские автобусы | Покупка нового автомобиля со 100% нулевым уровнем выбросов | Миссия Ноль (2019) |
| 2030 | Легковые автомобили | Продажа новых автомобилей со 100% нулевым уровнем выбросов | ||
| Дания | 2030 | Легковые автомобили | Не продавать новые автомобили с бензиновым или дизельным двигателем | План климата и воздуха (2018) |
| 2035 | Отсутствие продаж новых бензиновых, дизельных или подключаемых гибридных автомобилей | |||
| Исландия | 2030 | Легковые автомобили | Отсутствие регистрации новых автомобилей с бензиновым или дизельным двигателем | План действий Исландии по борьбе с изменением климата на 2018–2030 годы (2018 г. ) |
| Ирландия | 2030 | Легковые автомобили | Отсутствие продаж новых автомобилей, работающих на ископаемом топливе | План действий по борьбе с изменением климата на 2019 г. (2019 г.) |
| Словения | 2030 | Легковые автомобили, легкие коммерческие автомобили | Нет новых регистраций транспортных средств с CO 2 Выбросы выше 50 г/км | Стратегия развития рынка для создания адекватной альтернативной топливной инфраструктуры в транспортном секторе Республики Словения (2017) |
| Швеция | 2030 | Легковые автомобили | Нет продаж новых автомобилей с бензиновым или дизельным двигателем | План действий по климатической политике (2019 г.)) |
| Шотландия (Соединенное Королевство) | 2032 | Легковые автомобили, легкие коммерческие автомобили | Нет продаж новых автомобилей с бензиновым или дизельным двигателем | План изменения климата (2018 г. ) |
| Соединенное Королевство | 2035 | Легковые автомобили, легкие коммерческие автомобили | Нет продаж новых бензиновых, дизельных или гибридных автомобилей | Консультации по прекращению продажи новых бензиновых, дизельных и гибридных автомобилей и фургонов (2020) |
| Франция | 2040 | Легковые автомобили, легкие коммерческие автомобили | Отсутствие продаж новых автомобилей, работающих на ископаемом топливе | Закон о правилах мобильности (2019 г.) |
| Испания | 2040 | Легковые автомобили, легкие коммерческие автомобили | Продажа новых автомобилей со 100% нулевым уровнем выбросов | Проект Закона об изменении климата и энергопереходе (2020 г.) |
| Германия, Баден-Вюртемберг (Германия) | 2050 | Легковые автомобили | Продажа новых автомобилей со 100% нулевым уровнем выбросов | Обязательство IZEVA (2015 г. ), еще не отраженное в национальном Плане защиты климата |
| СЕВЕРНАЯ, ЦЕНТРАЛЬНАЯ И ЮЖНАЯ АМЕРИКА | ||||
| Калифорния (США) | 2035 | Легковые автомобили, легкие грузовики | Продажа новых автомобилей со 100% нулевым уровнем выбросов | Исполнительный указ (2020) |
| Колумбия | 2035 | Общественный транспорт | Новые покупки 100% электрические или с нулевым уровнем выбросов | Закон о продвижении электромобилей в Колумбии (2019 г.) |
| Британская Колумбия (Канада) | 2040 | Автомобили малой грузоподъемности (легковые автомобили, легкие коммерческие автомобили) | Продажа и аренда новых автомобилей 100 % с нулевым уровнем выбросов | Закон об автомобилях с нулевым уровнем выбросов (2020 г.) |
| Канада | 2040 | Автомобили малой грузоподъемности (легковые автомобили, легкие коммерческие автомобили) | Продажа новых автомобилей со 100% нулевым уровнем выбросов | Федеральный бюджет Канады (2019 г. ) |
| Коста-Рика | 2050 | Легковые автомобили (легковые автомобили, легкие коммерческие автомобили) | Продажа новых автомобилей со 100% нулевым уровнем выбросов | Национальный план декарбонизации (2019 г.) |
| Коннектикут, Мэриленд, Массачусетс, Нью-Джерси, Нью-Йорк, Орегон, Род-Айленд, Вермонт, Вашингтон (США) | 2050 | Легковые автомобили | Продажа новых автомобилей со 100% нулевым уровнем выбросов | Обязательство IZEVA (2015 г.), еще не отраженное в официальных стратегических документах государственного или провинциального уровня |
| Калифорния, Коннектикут, Колорадо, Гавайи, Мэн, Мэриленд, Массачусетс, Нью-Джерси, Нью-Йорк, Северная Каролина, Орегон, Пенсильвания, Род-Айленд, Вермонт, Вашингтон, округ Колумбия (США) | 2050 | Автомобили средней и большой грузоподъемности | Продажа новых автомобилей со 100% нулевым уровнем выбросов | Меморандум о взаимопонимании (2020 г. ), еще не отраженный в официальных стратегических документах |
| АЗИЯ | ||||
| Хайнань (Китай) | 2020 | Государственные и каршеринговые автомобили, легкие грузовики | Продажа новых автомобилей, полностью электрических | План развития транспортных средств с экологически чистой энергией (2019 г.) |
| 2020 | Автобусы, пассажирские транспортные средства | Нет продаж новых автомобилей с бензиновым или дизельным двигателем | ||
| 2025 | Туристические автобусы, прокат автомобилей | Нет продаж новых автомобилей с бензиновым или дизельным двигателем | ||
| 2030 | Частные автомобили | Продажа новых автомобилей, полностью электрических | ||
| Израиль | 2030 | Частные автомобили | Продажа новых автомобилей, полностью электрических | Задачи в области энергетики на 2030 год (2018 год) |
| АФРИКА | ||||
| Кабо-Верде | 2035 | Легковые автомобили, легкие коммерческие автомобили, автобусы, средние и тяжелые грузовики, двухколесные транспортные средства | Запрещен импорт транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания, работающих на ископаемом топливе (бензин или дизельное топливо) | Хартия политики в области электромобильности (2019 г. Наверх
|