Инновационная деятельность: проблемы, практика коммерциализации (сборник)

Как видим, суммарный объём тепловой энергии, выделяемой при сгорании жидкого углеводородного топлива, существенно превышает объём вырабатываемой электрической энергии, что на первый взгляд ставит под сомнение саму проблему полномасштабного перевода в обозримом будущем автомобильного транспорта на электрическую тягу.

Однако следует учесть следующее:

– некоторые особенности сгорания углеводородов в ДВС;

– вероятность эффективного применения альтернативных энергоустановок, развитие которых активизировалось в последнее десятилетие;

– принятую Правительством РФ стратегию развития энергетики.

Эти обстоятельства в определённой степени способствуют решению поставленной задачи совершенствования автомобильного транспорта.

Из диаграмм (см. рис. 2) видно, что дизельного топлива используется практически в два раза больше, чем бензина.

Однако определить объём дизтоплива, используемого только автотранспортом, на основе располагаемых нами статистических данных затруднительно, так как его потребителями являются также железнодорожный транспорт, судоходство, строительные и дорожно-строительные машины, аграрно-промышленный комплекс и др. Для проведения такого анализа потребуются дополнительные исследования. Поэтому на данном этапе проведём анализ только применительно к транспортным средствам, использующим бензин.

Известно, что основными потребителями бензина являются легковые автомобили и грузовые автомобили малой и средней грузоподъёмности. Часть топлива, сгорающего в ДВС, реализуется в качестве полезной (транспортной) работы, а большая часть в виде тепловой энергии бесполезно выбрасывается в атмосферу. Соотношение между тепловой энергией топлива и энергозатратами на транспортный процесс определяется эксплуатационным КПД транспортного средства.

Как показали экспериментальные исследования, проведённые в ВоГТУ [18] , а также исследования других экспериментаторов [19] , при движении автомобиля в реальных условиях возможности ДВС реализуются в среднем только на треть. Таким образом, если ДВС загружен на 100 % (то есть работает на внешней скоростной характеристике, что может быть осуществлено только на стенде!) и его КПД при этом чуть более 30 %, то при совершении транспортной работы в реальных условиях эксплуатационный КПД ДВС составляет всего 10–12 %. А значит, пропорционально возрастает и удельный расход топлива на единицу транспортной работы.

Следовательно, энергетические затраты на совершение полезной транспортной работы (рис. 4) могут быть определены по формуле:

WТР = 0,1 · WБ

В 2010 г. это составляло W = 0,1 · 1507 · 109 = 150,7 · 109 МДж.

Рис. 4. Динамика полезной транспортной работы, совершённой бензиновыми ТС