Кгоау «Школа космонавтики» Костырев Ю. П. педагог дополнительного образования кгаоу «Школа космонавтики»

Способы снижения расхода топлива автомобиля УАЗ модели «469» Выполнил: Соломенников Владислав ученик 10 – Е / БХ класса КГОАУ «Школа космонавтики» Руководитель: Костырев Ю.П. педагог дополнительного образования КГАОУ «Школа космонавтики» Содержание Введение…………………..…………………………………………………….……2 Глава №1. Способы снижения расхода топлива………………….……………..…3 Глава №2. Принцип действия электролизерных генераторов газа HHO для автомобилей…………………………………………………………………………4 Глава № 3. Преимущества и недостатки использования электролизерных генераторов газа Брауна…………………………………………………………..5 3.1. Преимущества использования электролизерных генераторов газа Брауна…5 3.2. Недостатки использования электролизерных генераторов газа Брауна……6 Глава №4. Оценка возможности монтажа электролизерных генераторов газа Брауна на автомобиль УАЗ модели «469»………………………………...……….6 Глава №5. Экономический расчет окупаемости установки………………………6 Глава №6. Светодиодные фары……………………………………………………..7 Глава №7. Преимущества использования светодиодных фар……………………7 Глава №8. Недостатки использования светодиодных фар………………………..8 Глава №9. Оценка возможности монтажа светодиодных фар на автомобиль УАЗ модели «469»…………………………………………………………………...8 Глава №10. Экономический расчет окупаемости фар…………………………….8 Выводы…………………………………………………………………………….....9 Введение Автомобильная промышленность СССР всегда славилась своими внедорожниками. Одним из самых лучших советских внедорожников стал УАЗ модели «469». «УАЗ -469» обладает очень хорошей проходимостью, надежностью, а также большой «живучестью», что является бесспорным плюсом не только на российских, но и на мировых рынках. Несмотря на это, автомобиль имеет свои недостатки. Одним из самых заметных, является расход топлива, ведь на 100 километров трассы такой автомобиль может израсходовать 16 литров бензина, а в условиях бездорожья показатель такой цифры варьируется от 18 литров до 30 литров на 100 километров. В любом случае: затраты на приобретение бензина для каждого автолюбителя является существенной статьей расходов. Поэтому любое повышение стоимости бензина является очень серьезной проблемой. За 15 лет стоимость бензина повысилась приблизительно на 600%! В связи с энергетическим кризисом проблема использования альтернативных источников энергии становится все более актуальной для современного общества. На сегодняшний день, с помощью технологий, возможно использование даже воды, которая может стать альтернативой минеральному бензиновому топливу. В отличие от использования традиционного топлива, это будет гораздо эффективнее и экологичнее. Так, электролизерные генераторные установки, использующие в качестве топлива воду, способны частично заменить минеральное дизельное бензиновое топливо с незначительной модификацией двигателя УАЗ модели «469». Сегодня необходимо обеспечить независимость пользователя автомобиля УАЗ от роста цен на энергоресурсы с целью поддержания отечественного автопрома. Актуальность: В условиях приближающегося глобального экономического кризиса и высоких цен на топливо, возможно, обеспечить частичную автономию владельцев автомобиля УАЗ модели «469» в потреблении нефтепродуктов с целью повышения рентабельности их использования Проблема: В настоящий момент цены на бензин растут, что делает автомобиль УАЗ «469» не рентабельным в производстве и использовании. Гипотеза: На автомобиль УАЗ модели «469» возможно установить генератор водорода, который способен сделать использование автомобиля более рентабельным. Это в свою очередь позволит обрести достойную частичную замену бензиновому топливу, а также повысить интерес потребителей к данному автомобилю. Объект исследования: автомобиль УАЗ модели «469» Предмет исследования: возможность установки генератора водорода в топливную систему автомобиля УАЗ модели «469», с целью снижения расхода топлива, повышения рентабельности использования автомобиля, а также со снижением экологического ущерба. Цель: Изучить возможность установки генератора водорода на автомобиль УАЗ модели «469», с целью снижения расхода топлива, повышения рентабельности использования автомобиля, а также со снижением экологического ущерба. Задачи: Провести патентный поиск. Ознакомиться с принципом действия электролизерных генераторов газа Брауна, для автомобилей. Сравнить преимущества и недостатки использования генераторов водорода по сравнению с обычным дизтопливом. Оценить возможности монтажа электролизерного генератора газа Брауна на автомобиль УАЗ модели «469» Сделать примерный экономический расчет окупаемости установки на автомобиле. Ознакомиться с современными светодиодными фарами. Сравнить преимущества и недостатки использования таких фар по сравнению с обычными лампами накаливания. Оценить возможность монтажа данных фар на автомобиле «УАЗ-469». Сделать примерный экономический расчет окупаемости фар на автомобиле. Глава №1. Способы снижения расхода топлива Как уже было сказано ранее, необходимо снизить расход топлива. Как можно это сделать? Первым вариантом стало изменение формы автомобиля, с целью сделать ее более обтекаемой. Принцип в том, чтобы уменьшить трение о воздух и, как следствие, автомобиль начинает двигаться быстрее, а его расход топлива снижаться Недостаток этого способа является низкий уровень КПД и очень маленькая экономия при наличии больших расходов. Вторым вариантом стало использование широких дисков, а также повышение давления в шинах до 0,3 бара. В этом случае колеса более эффективны, однако повышается сопротивление воздуха, а также неизбежен повышенный износ шин, что делает этот способ не рентабельным в использовании. Вдобавок во время долгой поездки такие колеса также не удобно использовать, что уменьшает практичность этого метода Третьим вариантом стал химические вещества или присадки для бензина. Главный плюс состоит в том, что окупаемость в бензине действительно ощущается, но самый главный недостаток состоит в том, что они очень сильно портят ЦПГ автомобиля, и при ее поломке расходы превысят всю экономию. Четвертым вариантом стал электролизерный генератор газа Брауна, который и стал основной нашей работы. При электролизе воды образуется газ ННО (газ Брауна), который поступает в смеситель, смешивается с бензином и сгорает в камере сгорания. Этот способ увеличивает мощность двигателя, имеет КПД от 20% и выше, а также снижает экологический ущерб. Пятым вариантом стала замена обычных фар, на светодиодные панели. Суть в том, что светодиодам нужно меньше энергии, следовательно, меньший расход топлива будет нести автомобиль. Проблема состоит в том, что такие фары снабжены системой охлаждения, которая усложняет процесс монтажа и эксплуатации. Шестым вариантом стал монтаж компьютера, а также системы электронной подачи топлива в автомобиль. Главное преимущество состоит в дальнейшем использовании автомобиля, т.е. систему смеси и подачи топлива не нужно регулировать вручную, ведь это делает компьютер. Главный недостаток состоит в огромной непрактичности такого способа, т.е. автомобиль «УАЗ- 469» - автомобиль, предназначенный для езды по бездорожью. Значит, он должен быть максимально простым в ремонте и уходе, а использование бортового компьютера заставляет владельца регулярно пользоваться услугами мастеров, автослесарей и так далее, так как все необходимые манипуляции должен выполнять специалист со специальным оборудованием. Вдобавок расходы на уход за такой системой могут с легкостью перекрыть экономию, что делает этот способ не рентабельным. Подведя итоги, мы сделали вывод о том, что рентабельнее всего использовать генератор газа Брауна и светодиодные фары. Г Рис. №1. Чертеж одного из вариантов электролизерных генераторов газа HHO лава №2. Принцип действия электролизерных генераторов газа HHO для автомобилей. Генератор состоит из главного реактора, электродов, фильтра и различного вида отводов газа. Реактор представляет собой ячейку с топливным сосудом, расположенного под капотом. В сосуд наливается простая водопроводная вода и туда погружается несколько пластин из нержавеющей стали (непосредственно электроды). Эти пластины подключаются к аккумулятору и ,при включении зажигания, начинает вырабатываться газ. Шланг с водородом монтируем в воздуховод после фильтра. После установки можно извлечь водород и кислород (HHO) из воды с помощью электролиза (процесс, где электроэнергия используется для разрыва молекул воды на HHO (газ Брауна)). Электричество для электролиза берется из АКБ автомобиля. Эта смесь водорода и кислорода затем втягивается во впускной коллектор автомобиля, где она смешивается с обычным бензином из топливного бака и сгорает в двигателе в обычном порядке. В этой смеси бензина и HHO сгорание происходит более эффективно, что значительно улучшает производительность двигателя. Также повышается мощность двигателя. У никальность такого реактора состоит в том, что при наличии специальных фильтров заливать в реактор обычную морскую воду, что исключает затраты на соду, и делает такой генератор рентабельным в условиях пребывания рядом с морем. Рис. №2. Схема работы электролизерного генератора газа HHO Глава № 3. Преимущества и недостатки использования электролизерных генераторов газа Брауна 3.1. Преимущества использования электролизерных генераторов газа Брауна Экономия топлива от 20% до 50%. Увеличенный срок службы двигателя. Повышенный крутящий момент, мощное и плавное ускорение. Повышенная мощность. Чистое масло в результате меньшего количества углерода, накапливающегося в двигателе. Улучшение экологичности транспорта, за счет использования экологически чистого источника энергии а также за счет существенного сокращения выбросов CO и NOx. Более рентабельное использование автомобиля за счет снижения затрат на топливо. 3.2. Недостатки использования электролизерных генераторов газа Брауна Конструктивное сложное исполнение генератора. Сложная система отбора нужного генератора, для конкретного автомобиля. Необходимость термостабилизации реактора. Необходимость стабилизации уровня жидкости. Необходимость снимать тепло с реактора. Глава №4. Оценка возможности монтажа электролизерных генераторов газа Брауна на автомобиль УАЗ модели «469» Как уже было сказано, электролизерные генераторы газа Брауна имеют большое количество преимуществ. Однако возникает вопрос: почему автомобильные компании не внедряют такие генераторы в свое производство? Первая причина состоит в необходимости высокого технологического уровня. Дело в том, что техническое исполнение генератора очень сложное т.к. необходимо учитывать не только физические процессы двигателя, но и химические процессы генератора, что в свою очередь усложняет создание моделей таких автомобилей. Вдобавок нужно сделать расчеты на непредвиденные ситуации, ведь, как известно, водород – очень взрывоопасный газ, и если что-то пойдет не так, то может пострадать как машина, так и водитель. Вторая причина – низкий уровень адаптивности. Электролизерный генератор газа Брауна для одной модели автомобиля может не сократить, а увеличить расход топлива на другой марке автомобиля. Тут очень важно сделать строгие расчеты на предмет перерасхода топлива, а так как одно предприятие может создавать несколько моделей автомобилей с разными характеристиками, то это еще сильнее усложняет задачу.у Как же будут устанавливаться генераторы на автомобили? Сначала будут сделаны расчеты по электролизерному генератору, чтобы сделать его КПД максимально высоким. Далее предполагается, что рядом с автомобильным заводом «УАЗ», где будут производить только модели «469», будет организован дополнительный специальный цех монтажа таких генераторов. Очевидно, что в этом цехе будут работать уже специально обученные люди, а не простые механики. Помимо этого, параллельно должна будет вестись модификация генераторов, с целью повышения рентабельности производства и использования. Глава №5. Экономический расчет окупаемости установки Произведем расчет на самый худший сценарий: самый низкий КПД; самый дорогой генератор для автомобиля «УАЗ-469»; и самый минимальный пробег городского жителя. За основу расчета возьмем расход топлива автомобиля УАЗ модели «469» в условиях города – 16 л/100 км. Из данных, взятых из интернет источников было выяснено, что генератор сможет сэкономить от 20 до 50% топлива. Возьмем самый низший показатель 20% и проведем расчет: 16* 0,8 = 12,8 (л.) – расход топлива при наличии генератора газа Брауна Средняя цена бензина по России на сегодняшний день составляет 34 рубля, значит: 16*34 = 544 (р.) – без генератора газа Брауна на 100 км 12,8*34 = 435, 2 (р.) – с генератором Газа Брауна на 100 км Т.е. на 100 км экономия составит: 544-435,2 = 108,8 (р.) - экономия по сравнению с автомобилем УАЗ модели «469» без использования генератора газа Брауна. Максимальная цена за генератор газа Брауна, для автомобиля составляет 30800 рублей. Рассчитаем, за какое кол-во километров окупится эта установка: (30800 / 108,8) 100 = 28400 (км.) – окупится эта установка при самом низком КПД. Пробег в день среднестатистического жителя города составляет около 20 километров в день, значит: 28400: 20 = 1420дней = 3,8 (г.) – окупится эта установка. И это при условии, что берется самый низший уровень КПД генератора, а сам генератор является самым дорогим. Таким образом, мы делаем вывод о том, что электролизреный генератор газа Брауна является рентабельным в своем использовании. Глава №6. Светодиодные фары Светодио́д или светоизлучающий диод (СД, СИД; англ. light-emitting diode, LED) — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении. Светодиодные технологии постепенно вытесняют традиционные лампы накаливания. И этот процесс добрался и до автомобильной промышленности. Все больше производителей автомобилей и автолюбителей начинает обращать внимание на светодиодные лампы для авто. В наше время уже существуют модули светодиодов, которые способны заменить обыкновенные фары, использующие лампы накаливания. А также существуют и другие альтернативные фары, например ксеноновые или галогеновые. Тогда возникает вопрос, почему именно светодиоды? Глава №7. Преимущества использования светодиодных фар Долгий срок службы (от 25 до 70 тысяч часов работы, для примера галогеновые лампы служат 500 часов, ксенон - 2500 ч). Низкое энергопотребление (потребляемая мощность 35 Вт; галоген потребляет 55 Вт, а ксеноновые лампы - 45 Вт). Возможность создания адаптивных фар, что у галогенных ламп невозможно в принципе, а у ксенона выходит дорого и сложно. Свет светодиодных фар близок к естественному свету. Более мощный свет (от 1500 люмен). Абсолютная безопасность при повреждении модулей (в отличии от светодиодов, галогеновые фары, при их повреждении загрязняют окружающую среду токсичными веществами). Повышение безопасности вождения (время быстродействия светодиода на 200 миллисекунд меньше, чем у традиционной лампы накаливания. Из-за этого встречный водитель увидит сработавший индикатор раньше на 200 м) Высокая устойчивость к ударам и вибрациям. Способность выдерживать высокие перепады температур (от -30С до + 70С) Снижение нагрузки на аккумулятор примерно до 85%. Глава №8. Недостатки использования светодиодных фар Необслуживаемые, если светодиоды перегорели, то заменяется фара в сборе целиком. Сложная конструкция, которая требует дополнительного охлаждения. Необходимость наличия систему самостоятельного регулировки света Глава №9. Оценка возможности монтажа светодиодных фар на автомобиль УАЗ модели «469» Светодиодные фары имеют большое количество преимуществ, и являются оптимальным вариантом решения проблем с повышением цен на топливо. Тогда почему по аналогии с генератором газа Брауна не разрабатывают и сейчас? Причина проста: первоначальная высокая цена на эти фары. Политика предприятий ориентирована на практически мгновенную прибыль т.е. автомобиль был создан, автомобиль прошел все тесты и тут же продан. Поэтому комплектация дорогими деталями делает автомобиль менее привлекательным для покупателей из-за цены. Вдобавок автомобиль «УАЗ-469» создавалась как военная машина, т.е. она должна была быть максимально простой в ремонте и в обслуживании, а светодиодный свет добавит к фарам систему охлаждения и дополнительную плату, что усложняет ремонт таких модулей. Как будет осуществляться монтаж таких фар? Предполагается, что на той части конвейера, где устанавливается свет, пройдет частичная смена оборудования, в результате чего часть автомобилей будут иметь светодиодные фары, а честь обычные ламповые фары. Глава №10. Экономический расчет окупаемости фар По аналогии с генератором газа Брауна воспроизведем ситуацию с самым худшим сценарием. Оценим, какое количество топлива мы потратим используя обычные фары УАЗ. Одна фара ближнего света имеет мощность 40 ватт; дальнего – 45. Значит, все фары потребляют: 40вт+40вт+45вт+45вт = 170 (в.) – света потребляют стандартные фары ближнего и дальнего света. Находим мощность автомобиля УАЗ – 469, зная что мощность двигателя 75 л.с. : 7,5 л.с ~ 55162,4 ватт (использовался конвертер) Пусть генератор вообще не имеет КПД , тогда получается: 170/55162,4*100% = 0,3(%) – всего топлива уйдет на фары. Значит, при расходе топлива в 16 л/100 км: 16* 0,3% = 4.8 (л. на 100 км) – топлива могут максимально уйти на освещение. Однако это расчет сделанный БЕЗ учета КПД генератора и при условии того, что будут включены фары и ближнего и дальнего света одновременно т.е. в реальной ситуации такой расход невозможен, но при отсутствии КПД генератора, эта цифра – фактический расход топлива на освещение. Проведем сравнительный расчет со светодиодными фарами. Как уже говорилось ранее, мощность светодиодной фары дальнего света составляет 35 ватт, а ближнего – 20 ватт, значит, в сумме мы имеем: 35вт+35вт+20вт+20вт = 110 (вт.) – потребляют светодиодные фары ближнего и дальнего света. Проводим аналогичные расчеты: 110/55162,4*100% = 0,19(%) – всего топлива уйдет на светодиодные фары. 16* 0,19% = 3,04 (л. на 100 км) – топлива могут максимально уйти на освещение, с помощью светодиодных фар. Итак, экономия топлива составляет: 4,8л – 3,04л = 1, 76 (л. на 100км ) – экономия топлива. Переводим эти литры на сумму в рублях: 1,76*34 = 59,84 (р.) – экономия топлива. В России самая большая цена за комплект светодиодных фар дальнего света составляет 23 567 р., ближнего света – 8600р. Т.е. в сумме все комплекты составляют 32 167р. Значит: 32 167/ 59,84 * 100 = 53700 (км) – окупится эта установка. Значит, при самом минимальном пробеге: 53700: 20 = 2685дней = 7,3 (г.) – окупится эта установка. Напомню, что расчет этот - приблизительный и мы просчитывали самый худший сценарий: максимальная цена фар; установка фар и ближнего и дальнего света; фары работают постоянно; работает и ближний и дальний свет; генератор не имеет КПД; минимальный пробег в день. Таким образом, мы выяснили, что использование светодиодных фар может быть рентабельным в использовании Выводы: Современные технологии электролизерных генераторов позволяют использовать их генераторы газа Брауна с целью экономии топлива. Характеристики автомобиля УАЗ модели «469» позволяют использовать данный генератор и светодиодные фары в своей конструкции. Электролизерный генератор Брауна имеет большое количество преимуществ, из-за чего он является оптимальным решением повышения цен на топливо. Современные технологии позволяют использовать светодиодные фары на автомобиле «УАЗ-469», с целью экономия топлива. Светодиодные фары имеют большое количество преимуществ. На сегодняшний день технологический уровень позволяет устанавливать на предприятии по производству автомобилей УАЗ модели «469» генераторы газа Брауна, а также осуществлять монтаж светодиодных фар. Электролизерный генератор Брауна и светодиодные фары рентабельны в своем использовании. В дальнейшем планируется провести более точный расчет на КПД генератора, установленного на автомобиль УАЗ модели «469». Также рассчитывается возможность использования генератора газа Брауна для полного питания автомобиля УАЗ модели «469». Планируется провести более точные расчеты на КПД светодиодных фар, а также их возможное влияние на расход топлива. Список литературы Кибец И.Н., Кибец В.И. Физика. Справочник 1997 год. изд. «Экзамен» И. Горфин, А. Капустин, А. Шульгин, А. Яцук «UAZ Hunter / УАЗ-469. Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту» 2011 год, изд. «Третий Рим» Список Интернет сайтов ВИКИПЕДИЯ СВОБОДНАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ/ СТАТЬЯ УАЗ 469 . URL: https://ru.wikipedia.org [Электронный ресурс]. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%90%D0%97-469 ГЕНЕРАТОРЫ ВОДОРОДА ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ http://www.hho-auto.ru/ [Электронный ресурс] . http://www.hho-auto.ru/ НАУЧНЫЙ ИНТЕРНЕТ-ЖУРНАЛ NEUTRINO. СТАТЬЯ ВОДОРОДНЫЙ ГЕНЕРАТОР СОВИМИ РУКАМИ URL: http://neutrino.mk.ua [Электронный ресурс] http://neutrino.mk.ua/alternativnie-istochniki/vodorodniy-generator-svoimi-rukami ИНТЕРНЕТ-МАГАЗИН АВТОМОБИЛЬНОЙ ОПТИКИ http://wesem-light.ru / [Электронный ресурс] http://wesem-light.ru/category/shtatnye-i-tyuning-fary/shtatnye-fary-dlja-vnedorozhnikov/uaz/ АВТОМАСТЕР – АВТО САЙТ ДЛЯ АВТОЛЮБИТЕЛЕЙ, http://amastercar.ru [Электронный ресурс] URL: http://amastercar.ru/blog/budushhee-za-svetodiodnymi-farami.html [Электронный ресурс] ВИКИПЕДИЯ СВОБОДНАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ/ СТАТЬЯ СВЕТОДИОД . URL: https://ru.wikipedia.org [Электронный ресурс]. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BE%D0%B4 ПОЛНАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ АВТОМОБИЛЕЙ УАЗ, РАЗДЕД ЭЛЕКТРИКА. URL: http://www.uazbuka.ru [Электронный ресурс]. http://www.uazbuka.ru/electro.htm#lamps

Похожие:

	Кгоау «Школа космонавтики» Макаревич Михаил Денисович Железногорск. 2015 Введение Целью программы является пропаганда важности основанных на свете технологий для устойчивого развития, в частности, в области медицинского...		Нижний Тагил Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования... В 2016 году отмечается 55 лет с даты первого полета человека в космос. В представленной работе сделана попытка воссоздания исторической...
	О проведении открытых городских соревнований по боксу, посвящённых Дню космонавтики Открытые городские соревнования по боксу, посвященные Дню космонавтики (далее – соревнования) проводятся в соответствии с планом...		Программа дополнительного образования круглогодичной школы интеллектуального... Краевая общеобразовательная школа-интернат среднего (полного) общего образования
	Программа дополнительного образования круглогодичной школы интеллектуального... Краевая общеобразовательная школа-интернат среднего (полного) общего образования		«Первая школа» 125599 г. Москва, улица Бусиновская горка, д. 7, к. 1 Педагог дополнительного образования, руководитель кружка «Компьютерная графика» Бушуева Елена Анатальевна
	Костырев А. Ф Департамент образования администрации г. Перми, моу дов «Исследовательский центр развития системы образования» г. Перми, моу «Средняя...		Муниципальное автономное учреждение дополнительного образования детей...
	Иркутская область администрация иркутское районное муниципальное образование «Пивоваровская средняя общеобразовательная школа», «Ширяевская средняя общеобразовательная школа», Муниципальное образовательное...		Отчет о результатах самообследования деятельности Муниципального... Муниципальное образовательное учреждение дополнительного образования детей «Детская музыкальная школа» г. Лыткарино
	Российская Федерация Калининградская область Муниципальное бюджетное... Фз РФ от 06 июня 2003 года №131 «Об общих принципах организации местного самоуправления в Российской Федерации», Уставом муниципального...		Начальник отдела культуры Переволоцкий район. Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования Детская школа искусств «Свирель» является правопреемником...
	Отчет о результатах самообследования Муниципального казенного учреждения... Муниципальное казенное учреждение дополнительного образования «Городовиковская детская школа искусств»		Образовательная программа муниципального бюджетного образовательного... Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования детей «Семикаракорская детско-юношеская спортивная...
	Положение о городском конкурсе рисунков и коллажей Городской конкурс рисунков и коллажей «Космические просторы», посвященный Году космонавтики, проводится при поддержке управления...		Инструкция по делопроизводству в Государственном бюджетном учреждении... ...