Автомобиль с точки зрения науки

С точки зрения науки: почему мы измеряем мощность в лошадиных силах и никак иначе

Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.

Немного истории

Лошадиная сила, пожалуй, одна из самых ироничных единиц измерения в наше время. Официально мощность определяется в ваттах, но для измерения силы двигателей автомобилей мы по старинке применяем «лошадки». Это, по крайней мере, необычно, ведь мы же не применяем для определения силы света яркость свеч или замеряем расстояние локтями.

Маркетинговый ход

Сначала Ватт решил продавать свой новый двигатель по схеме роялти. Он предлагал покупателем возвращать ему треть денег, сэкономленных на топливе. Но схема не задалась, и Ватт попробовал пойти на весьма необычный маркетинговый ход. В то время большинство работ выполнялись с помощью лошадей. Поэтому, чтобы люди заинтересовались в разработке ученого, Ватт придумал единицу измерения — лошадиные силы, которая была интуитивно понятна и фермерам и бизнесменам. Чтобы определить работу скольких лошадей мог бы заменить один паровой двигатель, ученый провел несколько экспериментов на угольных шахтах.

Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:

Источник статьи: http://novate.ru/blogs/181218/48808/

10 фактов об автомобиле, которые могут удивить

Спорим, здесь есть кое-что, о чем вы точно не знали.

Мы любим автомобильные факты. Это знания, которые дают дополнительное понимание истории автомобиля и отраслей, которые его окружают, или даже социологии автомобиля и его роли в обществе.

Например, факт о Генри Форде, изобретателе автомобильного конвейера, которому удалось снизить производство Model Т с 12 часов до двух с половиной. Невероятное доказательство его драйва и интеллекта.

Или тот факт, что 75% из когда-либо построенных автомобилей Rolls-Royce все еще на ходу, подтверждает то, что мы и так знаем, — автомобили этой марки хорошо спроектированы. Как и то, что владельцы их берегут и мало эксплуатируют.

Суть в том, что факты о машинах, возможно, не рассказывают всю историю, но они интересны и представляют собой некий пазл, собрав который, приходит полное понимание происходящего сегодня в мире автопрома.

Вашему вниманию 10 удивительных фактов об автомобилях, которые мало кому известны.

Карл Бенц не изобрел автомобиль

Скажем так, он фактически подал свидетельство о рождении автомобиля в виде патента.

Автомобиль представлял собой микс многих изобретений, которые в конечном итоге объединились с первым самоходным транспортным средством, построенным Николя-Жозефом Кугно в 1769 году, который приводился в действие паром, и первым в мире двигателем внутреннего сгорания, который, скорее всего, был построен Ницфором Ньепсом в 1807.

Патент Бенца на «транспортное средство, приводимое в действие газовым двигателем» был подан в январе 1886 года. Эта была скорее закономерность, чем изобретение.

Автомобили проводят 95% своей жизни на стоянке

Мы любим автомобили и часто полагаемся на них, однако, учитывая интенсивность движения на дорогах, мы на самом деле не так много ездим на своих машинах. Таким образом, само понятие совместного использования транспорта фактически не будет сокращать трафик, только количество припаркованных автомобилей.

С математической точки зрения мы бы не получили меньше автомобилей, если бы обмен информацией стал нормой, как и предполагалось. Продолжительность их жизни будет сокращаться, поскольку совместные машины совершают больше поездок.

Изобретатель круиз-контроля был слеп

Ральф Тетор был плодовитым изобретателем, несмотря на то, что ослеп в 5 лет. Его первая работа после получения степени по специальности «Машиностроение» в Университете Пенсильвании была связана с роторами паровых турбин, которые используются в эскадренных миноносцах ВМФ США.

Позже он стал президентом крупного производителя автомобильных запчастей, а вдохновение на создание круиз-контроля снизошло позже, когда он путешествовал со своим адвокатом. Ускорение и замедление во время разговора раздражало его, и Ральф изобрел устройство контроля скорости.

Volvo изобрели 3-точечный ремень безопасности

Это на самом деле это общеизвестный факт, но забывается, что компания не запатентовала изобретение. Вместо этого они оставили дверь открытой, чтобы другие производители могли использовать их идею.

Предполагается, что 3-точечные ремни безопасности спасают одну жизнь каждые 6 секунд, так что для корпорации это было чертовски важно. Перед нами демонстрация того, на что способен капитализм, когда он используется должным образом, и что компания создана не только для того, чтобы зарабатывать деньги. Альтруизм чистой воды!

Колесо было изобретено около 3500 г. до н.э.

Приблизительная дата — 3500 г. до н.э., местоположение было сужено до Месопотамии, но никто действительно не знает историю, как было изобретено колесо.

Изначально колеса не использовались для транспортировки, вместо этого с их помощью создавали глиняную посуду. Прошло еще 300 лет, прежде чем в чьей-то голове родилась идея использовать их для создания колесниц.

Удивительно, но свечи, флейты и алкогольные напитки были изобретены еще до колеса.

Чарльз Гудьир не был основателем Goodyear Tyres

Шинная компания Goodyear просто названа в его честь. В честь человека, который разработал процесс вулканизации. Интересно, что Гудьир большую часть своей жизни гонялся за решением проблемы недостаточной прочности каучука, но не находил его, пока не смешал материал с серой и случайно не уронил это прямо на горячую печь.

В Интернете есть заявления, что он сделал это, находясь в тюрьме, и, хотя Гудьер часто оказывался в камере должников, люди, похоже, не задаются вопросом, откуда в темнице у него мог быть доступ к каучуку, сере и горячей печи.

Один автомобиль состоит из 30 000 деталей

Удивительно, насколько надежными сейчас являются автомобили. Если принять во внимание основные детали, такие как двигатель и трансмиссия, система смазки, тормозная система, подвеска, шасси и рама, проводка и система датчиков, а также колеса и шины, перед нами настоящее чудо!

Еще не так давно 100 000 км на одометре считали большим пробегом. В 1995 году средняя продолжительность жизни автомобиля составляла 8,4 года. Сейчас — свыше 11 лет.

Среднестатистический автомобиль содержит около 800 метров проводки

Наши автомобили сегодня действительно зависят от электрических систем. Некоторые роскошные авто используют до 1500 медных проводов, а их суммарная длина составляет около мили; даже самые простые современные машины содержат примерно 800 метров проводки. К сравнению, в конце 1940-х годов в автомобиле было около 50 отдельных проводов общей длиной в 45 метров.

Первая автомобильная авария произошла в 1891 году

Оказывается, чтобы попасть в аварию не обязательно ехать быстро. Джон Уильям Ламберт построил первый одноцилиндровый автомобиль с бензиновым двигателем, а затем разбил его. Он был способен развивать максимальную скорость всего в 8 км в час. Машина ударилась о корень дерева, который и отправил ее на первый ремонт.

Автомагнитолы почти запретили

Существуют извечные причины, по которым люди хотят что-то регулировать или запрещать, связано это с автомобилями или нет. В данном случае, когда автомобильная магнитола была представлена впервые, ее хотели запретить на том основании, что она может отвлекать водителей и приводить к авариям.

Теперь, спустя почти 100 лет, проблема заключается не в радио, встроенном в машину. Проблема в смартфонах, которые люди не хотят выпускать из рук даже за рулем.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/avtovod/10-faktov-ob-avtomobile-kotorye-mogut-udivit-5cb4313b5e307d00b4f8a2dc

Почему именно электромобили?

Сейчас очень много шумихи вокруг этого вида транспорта со всех экранов и телевизоров и смартфонов. Я попытаюсь Вам объяснить, почему именно этот вид транспорта лучше всего подходит для обывателя и почему эта технология — технология не только вчерашнего дня, но и завтрашнего.

Сразу оговорюсь, что Я не считаю эту технологию инновацией, прорывом и так далее. Электромобиль старше, чем его брат с ДВС. Первые электромобили появились в 1825-1840 годах.

1. Характеристики с инженерной точки зрения.

Обычно принято начинать с разговоров об экологии, но вопрос, как Вы и без меня знаете спорный, неоднозначный. Что же в нем лучше для Вас, с точки зрения характеристик:

1.1) Крутящий момент. Да, это именно то, что выигрывает гонки, в том числе светофорные 🙂 Причем этот момент доступен сразу и почти во всем диапазоне. Но я ведь не на гонках? Для рядового пользователя — это вопрос комфорта езды в городе, где в первую очередь существуют выскакивания в ряд, быстрые перестроения. Нажали педаль и машина быстро начала ускоряться, без задержки, пока топливный насос накачает топливо в двигатель, а тот в свою очередь раскрутиться до нужного диапазона оборотов (вопрос нескольких секунд на слабых моторах). Если бы была важна максимальная скорость, речь была бы об лошадиных силах, но в городе важнее крутящий момент. Отчасти это вопрос вашей безопасности, если вы среагировать успели, а вот ДВС набрать нужные обороты для резкого перестроения — нет.

1.2) Развесовка. Аккумуляторная батарея расположена в самой нижней точке автомобиля, по центру. Именно из за развесовки все суперкары имеют «среднемоторную» компоновку. В то же время, обычные автомобили имеют переутяжеленный на несколько сотен килограмм перед и пустой, легкий зад.

Что же вам дает развесовка? Улучшенную управляемость, уменьшение кренов при поворотах, что конечно же дает опять преимущество, как в городе так и на трассе. Кроме того, такая компоновка снижает вероятность заноса, и что самое важное, почти аннулирует вероятность опрокидывания. Тесла — самая устойчивая в мире машине к опрокидыванию. Правильная с физической точки зрения развесовка вопрос не только комфорта, но и безопасности.

1.3) Тишина. Тишина работы электромотора, а подвываний трансмиссии вообще не будет. От того насколько тихо в машине зависит от того, на сколько вам в ней комфортнее, и на сколько устает водитель. Кроме того, это тишина наших с вами городов, т.е. спокойный сон, снижение общей усталости от фонового шума. Электромобили, особенно когда медленно едут, настолько тихие, что в Европе хотят их уже принудительно заставить шуметь, т.к. пешеходы их банально не слышат.

Опять же электромобиль — это всеобщий комфорт.

1.4) Простота конструкции.

Конструкция электромобиля куда проще, чем конструкция современных машин с ДВС. Задумайтесь, все эти ремни ГРМ, натяжители ремней, ролики, ваносы, прокладки, помпы, лямбда зонды и каталитические нейтрализаторы, а так же прочие страшные слова. Для среднестатистического обывателя — автомобили не просто сложная конструкция. Она за гранью понимания, как это работает вообще. (гуглим шутку про крышку №710).

Но от того, что люди не понимают, как это все работает существует куча неприятных моментов:

• Развод на деньги на сервисе.
• Долгое зависание на сервисе, от того, что и сам механик в этом мало понимает.
• Отсутствие той самой редкой, но мелкой запчасти (одной из сотен в современных двигателях и коробках)
• Непонимание работы ведет к неожиданным поломкам, которые не были бы неожиданностью для опытного пользователя.

Электромобиль по большому счету панацея от этого всего. Проще конструкция — легче ремонт, меньше неприятных ситуаций.

1.5) Отсутствие паразитных затрат энергии.

Не то, чтобы кого-то парило, что эффективность ДВС ничтожна для 21 века, 15% у бензиновых и 30% дизельных, в том числе прибавьте потери на нагрев и трение на трансмиссии. По большому счету ДВС в первую очередь печка, а потом двигатель.

Именно поэтому он требует принудительного охлаждения с помощью радиаторов, что опять же вызывает сложности. В городе такие машины часто кипят, коробки «пинаются» от перегрева. Это и поднятие общей температуры окружающей среды (температура в пробке, где через каждые 1.5-2 метра стоит 100 градусный обогреватель).

Для рядового пользователя — очередные трудности. Отслеживать уровень антифриза, останавливаться на обочине, чтобы остыла, париться и в без того душном мегаполисе летом, если кондиционера нет.

1.6) Уменьшение объема двигательной части — увеличение пассажирской или грузовой.

Так как электромоторы сильно меньше по размеру и располагаются в основном в полу, или вообще в самих колесах, открываются возможности по дополнительному использованию пространства в кузове автомобиля. например, не будет центрального тоннеля для карданного вала, что дает комфорт пассажирам, а капоте можно сделать багажник.

Хороший пример Rivian

1.7) Отсутствие выхлопа. Сюда я отнесу этот «экологический» фактор, и хотя немало рассуждений о том, что просто мы, этот самый выхлоп перенесем на окраину — и то уже неплохо. Контролировать один большой выхлоп легче, чем миллион маленьких, включая тысячи нехороших дядь удаливших катализатор.

Раньше, меня подобная вещь тоже не очень парила, пока я не переехал в мегаполис. Стоять в часовой пробке за дедушкой на шестерке или Камазом, наслаждаясь ароматом его выхлопа — так себе удовольствие Реально начинает болеть голова и тошнить через непродолжительное время.

Но это удовольствие выхлопа в пробке такое же и для пешеходов, и велосипедистов едущих мимо этой пробки. Это банально вредно, надышаться выхлопа в гараже и умереть — вполне реальная ситуация. Сейчас у нас нет выбора дышать им или нет, когда в городе полно машин. В будущем, надеюсь будет.

1.8) Отсутствие зимнего и летнего электричества. Так же отсутствие «разбадяженного» или некачественного электричества.

Вся эта головная боль поиска заправки, где не бадяжат, и на чьем топливе ест меньше, да едет лучше закончилась. Электричество везде одинаковое.

1.9) Готовность внутренней сети к большим токам.

Так как современный транспорт довольно быстрым путем идет к беспилотникам нужно учесть определенный факт — все эти датчики, обрабатывающие центры потребляют немалое количество электроэнергии. Обычный автомобиль конечно способен генерировать электричество, однако в таких мощностях будет существенный отбор от мощности мотора, КПД которого и так не очень уж и высоко. Именно по этой причине беспилотное Яндекс.Такси для тестов выбрала гибрид — Toyota Prius — готовность бортовой электросети к таким нагрузкам.

2. Инфраструктура.

Как бы там не говорили, «инфраструктуры нет» — полная чушь. Нет точек быстрой зарядки. Инфраструктура создана еще В.И. Лениным по плану ГОЭРЛО 100 лет назад.

Электрическая инфраструктура самая развитая в мире и в частности в РФ. В России полно деревень в которых нет газа до сих пор. При этом даже на каждом огородном участке есть электричество, и такая электрификация результат того, что провести электричество очень просто.

Да, приехать, по быстрому воткнуть на зарядку на 10-15 минут, как мы привыкли с бензином пока нельзя, таких зарядок единицы во всей нашей стране. Но воткнуть в розетку машину на долгую зарядку можно даже в лесу, если возить с собой небольшой генератор, как это сделал один известный блоггер в своем видеообзоре Jaguar, хотя это — крайние меры. Назовите-ка мне мини газовую скважину, которую можно возить с собой, для автомобилей на газе? Или мини водородную станцию?

Важно осознать, что подобного рода инфраструктура быстрых зарядок не совсем и нужна в таком количестве, как заправки, если взглянуть на этот процесс с точки зрения логики, а не привычки:

А) Большую часть времени автомобиль стоит. Стоит пока мы на работе, стоит, пока ходим по торговому центру, стоит, пока пьем кофе и едим бургеры в Макдональдсе. Стоит, пока мы спим ночью. В это время может идти вполне себе медленная зарядка, которая не перегружает сети.

Б) Создание точки зарядки — простейшая вещь. Подобными вещами занимаются, например кафе в Киеве. Приехал в кафе, воткнул зарядку, наслаждаешься времяпровождением. Приехал в ТРЦ, с их огромными многосотместными парковками. Воткнул зарядку, пошел покупать продукты или в кино.

Получается обратный эффект, сейчас кроме походов в кафе или в супермаркет нужно еще ехать на заправку. В будущем не нужно будет тратить на это время, «заправка» будет идти параллельно вещам, которыми вы занимаетесь в данный момент.

Если вы живете в частном доме — заправка будет прямо у вас дома, если захотите.

Вот где действительно нужны точки быстрой зарядки — на трассах. Когда большую часть времени машина едет. А так же для постоянно курсируещего городского транспорта.

Но и опять же, создать такую точку «в лесу» проще, чем вести туда газовую трубу, или иметь целый автопарк спецавто возящих солярку или водород, штат заправщиков и операторов. Кроме того, в случае резкого отключения может опять же запустится тот же самый дизель генератор. А вот если резко закончится бензин или водород, что делать? Резервация источника электроэнергии куда легче, чем любого топлива.

3. Большое число источников энергии.

Да, это тоже немаловажный факт. Нефть, водород, газ — это ресурс, а электричество — явление, эффект. В этом и кроется принципиальная разница.

Именно по этой причине луно и марсоходы — электромобили. Ресурс привязывает вас с конкретной планете — «эффект», электричество, делает транспорт универсальным.

Классический способ получения электричества — это не самая экологичная вещь, в прочем методов его получения куча, ветряки, солнечные электростанции и так далее и мы медленно идем к более чистым источникам. В конечном итоге, в борьбе за экологию нет безвредных способов сжигать продукты нефтеперерабатывающей промышленности. А вот способы выработки электроэнергии — есть, во всяком случае намного менее вредные.

При чем тут все это ?

Во первых — производителей электроэнергии намного больше, чем производителей нефти и их расположение не является обязательным с точки зрения залегания ресурсов, вполне доступна мобильная генерация, плавучая АЭС «Академик Ломоносов» — как пример. Это даёт некоторую независимость в выборе продавца. Производить электроэнергию могут все и везде, конец монополии определенных стран, а значит цены будут больше регулироваться рынком, чем политической ситуацией.

Во вторых — самое интересное, солнечные батареи размещаются на крыше, и допустим, оттуда же поднимаются ветряки, вращать которые могут потоки воздуха от проезжающих машин, пока ваша стоит. Ваш электромобиль может быть полностью автономен и вовсе не нуждается в езде на зарядку. Закончился заряд в пустыне? Не беда, нужно просто подождать, пока солнечные панели и ветряки зарядят авто. Сейчас КПД подобных установок невысок, так, что без точек зарядки не обойтись, однако наука не стоит на месте.

Уже сейчас есть грузовик, работающий на карьере, который вывозит руду и возвращаться назад в режиме рекуперации и вообще не заряжается неделями.

В случае апокалипсиса вероятность того, что именно электромобили будут ездить, а автомобили с ДВС стоять тоже высока, по той же причине — найти способ получить электричество намного легче, чем добыть, переработать нефть, а заодно найти ремень ГРМ, который в постапокалиптическом мире порвался очень некстати.

Итоги.

Сейчас часто можно услышать реплики, что мы не готовы к переходу на электромобили, что инфраструктуры нет, что это все не скоро. Но, мы не просто готовы. Мы уже переходим, как мир так и Россия, правда пока в частности Москва со своими электробусами. Наивно было бы полагать, что Германии или Норвегии инфраструктура точек зарядки была всегда, а потом появились электромобили и оп, сразу все готово. Просто инфраструктура зарядок для таких машин создается очень быстро и легко на фоне тех же газовых заправок, точка зарядки не требует объемных подземных хранилищ, не обязана быть расположена на расстоянии от жилой зоны, не требует удобной логистики для подвоза топлива и т.д.

Однако, утверждать, что для нас это вопрос пары лет — тоже не правда. Большой поддержки от правительства не дождешься, цены на электромобили пока все еще очень высокие для среднестатистического обывателя. Не верят в скорейшую электрификацию и крупные концерны, тот же Альянс Рено-Ниссан-Митсубиши планирует строить завод коробок передач, которые, как известно электромобилям ни к чему. В 2021-2022 Хёндэ-Киа планирует запустить завод двигателей, самых обычных, бензиновых, а срок окупаемости такого бизнеса явно не год или два.

Так, что лозунг «по электромобилю в семью» скорее пожелание на десяток лет вперед, чем пророчество ближайших дней. Ну а пока наше правительство продвигает газомоторное топливо, и у него есть на это вполне себе рациональные причины.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/id/5cb8cf4951095b00b39e3820/pochemu-imenno-elektromobili-5d90ce3bc31e4900b16ae684