-
Silniki elektryczne w samochodach
Silniki elektryczne w zastosowaniu do pojazdów samochodowych nie są nowością. Mają one wiele zalet, których nie omieszkali wykorzystać konstruktorzy samochodów poszukujący napędu alternatywnego dla silników spalinowych. Podstawową ich zaletą jest charakterystyka momentu obrotowego, silnik wytwarza wysoki moment obrotowy dokładnie wtedy kiedy jest on najbardziej potrzebny to znaczy przy największym obciążeniu silnika. Silnik elektryczny może rozpocząć swoją pracę od obrotów zerowych, a co za tym idzie nie potrzebuje sprzęgła do ruszenia z miejsca, nie jest konieczna skrzynia biegów. Przykładem może być silnik zastosowany w BMW serii 3 z 1986 o mocy 22 kW, który maksymalny moment obrotowy rozwijał przy 2100 obr/min i do 6000obr/min utrzymywał go na stałym poziomie, zastosowano w nim przekładnię o dwóch przełożeniach, przy czym pierwsze było używane w zasadzie tylko do ruszenia z miejsca i osiągnięcia przez silnik 2100 obr/min.
Problemy z którymi należało by się rozprawić chcąc seryjnie produkować pojazdy o napędzie elektrycznym to miedzy innymi problem odpowiednich akumulatorów, zapewniających pojazdom wystarczający zasięg. Należy także pamiętać, że im więcej takich baterii będzie w pojeździe tym większa będzie jego masa oraz więcej zużytych akumulatorów do składowanie lub ewentualnego przerobu. Jednym z przedstawicieli najnowocześniejszej generacji akumulatorów są akumulatory nikiel/wodorek metalu. Są one całkowicie bezobsługowe, podlegają recyklingowi. Moc jednostkowa oraz gęstość energii oba te parametry charakteryzujące akumulator są dwukrotnie większe niż w odpowiedniku ołowiowym. Samochód Opel EV 1 wyposażony w 26 takich baterii jest w stanie przejechać 230 km, prędkość maksymalna takiego pojazdu to 130 km/h, przyspieszenie od 0 do 100 km/h 9,5 s.
Ogniwa paliwowe są ciągle dosyć drogie 
fot. Hyundai Chcąc ograniczyć masę baterii w pojazdach, zwiększyć zasięg pojazdu stosuje się alternatywne źródła energii dla silników elektrycznych takich jak ogniwa paliwowe. Rozwiązaniem z grona ekologicznych, łączące w sobie cechy silników napędzanych wodorem oraz tradycyjnych silników elektrycznych są silniki elektryczne, do których zasilania energia wytwarzana jest przez ogniwa paliwowe. Działanie takich ogniw oparte jest na zasadzie odwróconej elektrolizy. Ogniwo paliwowe składa się z układu dozowania wodoru, układu dozowania powietrza atmosferycznego (zawarty tlen pełni rolę utleniacza) oraz elektrod: anody i katody. Materiałem przewodzącym strumień jonów jest elektrolit, po którego obu stronach znajduje się katalizator mający za zadanie pobudzać reakcje elektrochemiczną. W czasie reakcji wytwarzania energii elektrycznej atomy wodoru oddają elektrony na anodzie i stają się jonami wodoru w elektrolicie. Uwolnione na anodzie elektrony płyna przez obwód zewnętrzny do katody i mogą być wykorzystane do zasilania silników elektrycznych. Na katodzie w wyniku połączenia elektronów i jonów wodoru z tlenem powstaje woda, która jest uwalniana w postaci pary wodnej pod wpływem ciepła wytwarzanego podczas reakcji. Pojedyncze ogniwo wytwarza napięcie 0,6 V. Występuje kilka typów ogniw ze względu na stosowane elektrolit, materiał na katalizator i elektrody. W pojazdach kosmicznych stosuje się ogniwa, w których elektrolitem jest wodorotlenek potasu. Ogniwo takie musi byc zasilane czystym tlenem, co stwarza niebezpieczeństwo silnego wybuchu. Inne ogniwa, w których elektrolit stanowią stopione węglany lub stałe tlenki mają tę zaletę, że dzięki wysokiej temperaturze pracy(600° C i 1000°C) jako paliwo można stosować tani gaz biologiczny, którym jest metan. Wadą, która uniemożliwia ich stosowanie na szeroka skalę jest materiał na elektrody, którym są specyficzne spieki ceramiczne oraz to, że elektrolit stanowi mieszanina egzotycznych tlenków metali (itru i cyrkonu). Natomiast w przypadku stosowania stopionych węglanów mają one tę cechę iż szybko się zużywają. Większą szansę na rozpowszechnienie mają ogniwa PEM(proton exchange membrane) czyli ogniwo z membraną wymiany protonowej. Mają one elektrolit w postaci stałej, a jako inicjujący reakcję chemiczną katalizator używa się płytek ceramicznych pokrytych platyną. Ten element konstrukcji ogniw paliwowych powoduje, że koszt uzyskania 1 kw mocy jest bardzo duży (ok.5000$). Prototypowe pojazdy np. Mercedes, Opel EV1 jako paliwo wykorzystują metanol.
-
Silniki na wodór
Ta ostatnia wada jest szczególnie niekorzystna, biorąc pod uwagę zmieniający się klimat naszej planety na skutek tzw. „efektu cieplarnianego”, którego przyczyną jest emisja produktów spalania do atmosfery. Wobec tego paliwo, którego użycie nie wiązało by się z emisją szkodliwych substancji, powinno być składnikiem ziemskiej atmosfery. Jest nim niewątpliwie woda. Znane są próby na prototypach samochodów osobowych napędzanych wodorem, takie badania prowadzi między innymi firma Mercedes – Benz. Przy tworzeniu silnika napędzanego wodorem należy wziąć pod uwagę że jest to paliwo bardzo wybuchowe, a to czy mieszanka w cylindrze silnika zapali się w dużej mierze nie zależy od udziału wodoru, lecz od odpowiedniej jakości mieszanki. Do zapłonu potrzeba jest wyraźnie mniej energii jak w silnikach zasilanych tradycyjnym paliwem, ale istnieje też druga strona medalu, gorący wydech lub gorące spaliny mogą być przyczyną przedwczesnego lub zbyt późnego zapłonu, co w konsekwencji prowadzi do obniżenia mocy oraz obciążenia cieplnego elementów silnika. Zjawisko to może narastać przy dużym obciążeniu np. przy przyspieszaniu. W prototypach do walki z tym niekorzystnym zjawiskiem stosowano chłodzenie przez natryskiwanie chłodnej wody. Zdolność do spalania stukowego jest w większym stopniu niż przy silnikach zasilanych benzyną uzależniona od składu mieszanki. Z powodu większej gęstości wodór wypiera przy tworzeniu mieszanki więcej powietrza jak ropo-pochodne paliwa. Konsekwencją jest uwzględnienie przy ustalaniu stosunku stechiometrycznego mieszanki około 30% strat przy napełnieniu.
Jako idealne rozwiązanie przy tego typu paliwach, wydaje się być wtrysk bezpośredni paliwa i wewnętrzne tworzenie mieszanki. Dotychczas w pojazdach prototypowych stosowano zewnętrzne tworzenie mieszanki. To znaczy: wodór wraz z powietrzem, którego ilość regulowana jest przez zawór sterujący trafiał do kolektora ssącego gdzie podobnie jak w silnikach benzynowych powstaje mieszanka , która jest zasysana przy otwartych zaworach podczas suwu ssania. Do korzyści tego rozwiązania należy zaliczyć prostotę, do wad straty mocy i momentu obrotowego. Wracając do wewnętrznego tworzenia mieszanki, ponieważ wodór posiada ograniczoną wartość kaloryczną, aby uzyskać odpowiednią moc należy wtrysnąć do cylindra większą ilość paliwa. W tym celu należy schłodzić wodór do temperatury – 253° C co stanowi, że rozwiązanie takie jest wielce kosztowne a przy tym na ciężką próbę wystawione są elementy układu zasilania, które muszą być niezawodne w takiej ekstremalnej temperaturze, poddawane dodatkowo wysokiemu ciśnieniu (np. pompa paliwa) i kawitacji mocno schłodzonego wodoru. Pojawia się również problem izolowania zbiornika podczas tankowania.
Zalety ze spalania wodoru wydają się oczywiste jest to paliwo bardzo tanie i przyjazne dla środowiska. Wydaje się więc idealnym. Niestety do atmosfery mogą wydostawać się również szkodliwe dla środowiska tlenki azotu. Aby wyeliminować szkodliwe tlenki należy doprowadzać do spalania mieszankę ubogą o współczynniku nadmiaru powietrza wynoszącym od 2,5 do 4 wtedy emisja szkodliwych związków spada prawie do zera.
Oprócz problemów konstrukcyjnych rozwiązanie takie jest drogie, ponieważ oprócz wymienionych wcześniej powodów, wydatkowane jest dużo energii do chłodzenia paliwa.
-
Silniki na alkohol
Jednym z nich są: silniki zasilane alkoholem.
Ludzie przekonali się, że alkohol może służyć nie tylko jako „woda ognista”, lecz również jako substancja do spalania w silnikach. Już w 1885 Henry Ford przeprowadzał próby zastosowania w tym celu alkoholu.Stosowanie do napędu pojazdów spalinowych alkoholu było najczęściej przeprowadzane z użyciem metanolu i etanolu, przede wszystkim ze względu na stosunkowo niskie koszty ich wytwarzania i łatwość produkcji. Metanol jest alkoholem technicznym, którego pozyskanie odbywa się poprzez suchą destylację drewna lub odparowanie węgla. Etanol natomiast jest uzyskiwany z produktów roślinnych w procesie fermentacji cukru. Jedną z prób masowego wykorzystania etanolu do napędu samochodów, która miedzy innymi podyktowana była kryzysem gospodarczym, podjęto w Brazylii. Program zakładał uruchomienie plantacji trzciny cukrowej i pozyskiwania z jednego hektara uprawy ok. 5000 litrów paliwa. Niestety niewiele krajów może pozwolić sobie na tego typu produkcje paliw, gdyż nie dysponują odpowiednia powierzchnią, która jest niezbędna przy tego typu uprawach. Szerzej spotykanym rozwiązaniem było zastosowanie etanolu jako dodatku do benzyn, który zastępował czteroetylek ołowiu, ponieważ dodanie 10% alkoholu podnosi liczbę oktanowa benzyny o 8 – 12 jednostek. Alkohol metylowy znalazł zastosowanie w silnikach niektórych pojazdów wyczynowych, dzięki wysokiej liczbie oktanowej wynoszącej 110 jednostek. Przy silnikach zasilanych alkoholem występuje kilka problemów, które przyczyniają się do tego, że alkohol nie znajduje powszechnego zastosowania jako paliwo:
- Trudności z rozruchem zimnego silnika, powodowane niższym ciśnieniem niż w przypadku mieszanki benzynowo – powietrznej. Silniki zasilane alkoholem wymagają użycia benzyny przy rozruchu zimnego silnika, lub ogrzewania paliwa wtryskiwanego do komory spalania (na przykład we wtryskiwaczu).
- Lekkie metale mające kontakt z metanolem szybciej korodują. Można temu zapobiegać poprzez stosowanie niklowania, chromowania, fosforowania.
- Pogorszenie warunków smarowania poprzez wypłukiwanie oleju, któremu można zapobiegać stosując odpowiednie oleje syntetyczne.
- Tak jak w przypadku benzyn do atmosfery wydalane są szkodliwe produkty spalania (CO2).
-
BMW M5 F90 dane techniczne
BMW M5 – F90 dane techniczne
2018 rok przyniósł kolejną szokującą zmianę. W raz z nadejściem generacji F90, na rynku pojawiło się pierwsze M5 napędzane na cztery koła (jakby turbo było zbyt małym szokiem dla fanów marki). BMW podeszło jednak do tematu bardzo poważnie i nie zostawiło fanów jazdy bokiem z ręką w nocniku. Napakowany elektroniką układ daje do wyboru trzy tryby: 4WD, z preferencją tylnej osi, 4WD Plus, nieco bardziej agresywny i 2WD, gdzie napędzana jest tylna oś. Nikt zatem nie powinien narzekać, że odejście od tradycji to świętokradztwo.Jednostka 4,4 V8 biturbo generuje aż 600 KM i 750 Nm. Auto przyspiesza do setki w 3,4 sekundy i tym samym, najnowsza ewolucja BMW M5 wkroczyła w rewir zarezerwowany dla supercarów.
-
Firmy schodzą z placów budów dróg
Od kilku miesięcy dość regularnie pojawiają się doniesienia o przerwaniu budowy dróg lub tras kolejowych przez ich wykonawców. Dla budowlańców to czysta kalkulacja – na kontynuacji budowy straciliby więcej, niż na jej natychmiastowym przerwaniu.
30 maja Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad (GDDKiA) pochwaliła się na swoim profilu twitterowym zdjęciami ze zbliżającego się końca budowy odcinka drogi S5 z Poznania do Wronczyna. Miał być oddany do końca czerwca. I już wiemy, że nie będzie.
W piątek bowiem Radio Poznań nieoficjalnie ustaliło, że włoska firma Toto Costruzioni Generali zeszła z placu budowy tego odcinka S5. Czy to oznacza, że GDDKiA będzie musiała znaleźć innego wykonawcę na budowę tego odcinka? Jeżeli tak, to jest to już kolejna ważna droga w Polsce, której budowa znacząco może się opóźnić.
Problemy nie tylko z S5
Od kilku miesięcy bowiem dość regularnie słyszymy o przerwaniu budowy dróg lub tras kolejowych w Polsce lub zerwaniu umów przez GDDKiA.
I tak np. w połowie maja usłyszeliśmy o tym, Generalna Dyrekcja wypowiedziała dwa kontrakty firmie Rubau, która budowała drogę S7 pod Warszawą i pierwszy fragment Via Baltica w kierunku Mazur i Litwy. Mniej więcej w tym samym czasie firma NDI, która realizowała modernizację linii kolejowej z Malborka do Gardei (woj. pomorskie) w konsorcjum z firmą PPM-T poinformowała o zejściu z placu budowy, bo zamawiający czyli PKP Polskie Linie Kolejowe od ponad roku nie płaci za dodatkowe roboty.
W kwietniu z kolei GDDKiA rozwiązała umowy z włoską firmą Salini na budowę 20 km autostrady A1 Rząsawa-Blachownia (to obwodnica Częstochowy) oraz 14,4 km drogi ekspresowej S3 Kazimierzów-Lubin Północ.
I nie jest też tak, że z placu budów dróg schodzą wyłącznie włoscy inwestorzy. W marcu 2019 r. z dalszej budowy np. obwodnicy Kalwarii zrezygnowała warszawska spółka Planeta. Budowała ją od w konsorcjum z firmą Intercor od kwietniu 2016 r.
Jak dużo inwestycji drogowych i kolejowych w Polsce może spotkać ten sam los? Trudno określić, ale w połowie kwietnia w rozmowie z money.pl Dariusz Blocher, prezes Budimeksu, mówił, że w Polsce jest około dziesięciu dużych kontraktów drogowych podwyższonego ryzyka. To przekłada się na ok. 150 kilometrów budowanych dróg szybkiego ruchu, które mogą nie powstać na czas.
Firmą topią miliony w starych kontraktach
Powód, dla którego budowlańcy przerywają rozpoczęte budowy, lub nawet ich nie zaczynają, mimo wcześniej wygranego przetargu, jest już dobrze znany. Kontrakty zawarte dwa-trzy lata są dzisiaj zupełnie nieopłacalne.
Stało się tak przez wzrost przede wszystkim kosztów materiałów budowlanych. Te podrożały o 50-70 proc. przy inflacji rocznej na poziomie 2-3 proc.
To powoduje, że firmy wolą przerwać budowę na warunkach ustalonych w przeszłości niż pogłębiać straty. – Do budowy obwodnicy Kalwarii dołożyliśmy 20 mln zł. W ten sposób utopiliśmy zyski, które zostały wypracowane na innych budowach – powiedział „Rzeczpospolitej”Waldemar Ostrowski, prezes firmy budowlanej Planeta z Warszawy.
Problemem jest tutaj polskie prawo i mało elastyczne podejście państwowych zleceniodawców – nie chcą dopłacać do kontraktów podpisanych w przeszłości. Być może niektórym urzędnikom wydaje się, że firmy mogły przewidzieć zmiany cen materiałów budowlanych – to jednak myślenie życzeniowe. Można przewidzieć wzrost cen o kilka procent, ale o grubo ponad połowę w przeciągu 2-3 lat już nie – zwłaszcza przy ustabilizowanej sytuacji makroekonomicznej.
Tak więc o problemach z przerywaniem budów dróg i tras kolejowych jeszcze usłyszymy. I byłoby dobrze, gdyby te problemy oznaczały wyłącznie opóźnienia w oddawaniu nowych inwestycji. Jeżeli jednak za tym pójdą upadłości większej liczby spółek budowlanych, to może to być początek końca bardzo dobrej koniunktury w polskiej gospodarce.
-
BMW M5 F10 dane techniczne
BMW M5 – F10 dane techniczne
W roku 2011, downsizing dopadł nawet segment sportowych sedanów. Po dyskusyjnej (pod względem urody i stopni skmputeryzowania) generacji E60, BMW postanowiło kolejny raz zaszokować fanów modelu M5. Wersja F10 była bowiem pierwszą super-limuzyną w historii marki, w której nie tylko zmniejszono pojemność silnika (do 4,4 litra) i obcięto dwa cylindry (V8), ale też dołożono dwie turbosprężarki. Tym samym, skończyła się era wolnossących M5. Czy to dobrze, czy to źle? Niech każdy oceni to we własnym zakresie, jednak faktem jest, że M5 jeszcze nigdy nie było tak piekielnie szybkie.Dwie dwustrumieniowe turbiny pozwalały wykrzesać z ośmiocylindrowego silnika aż 560 KM i 680 Nm. W rezultacie, trudno było spotkać na drodze samochód szybszy od tej czterodrzwiowej limuzyny. Sprint na poziomie 4,4 sekundy do setki nie pozostawiał złudzeń, z czym mamy do czynienia. Za przeniesienie brutalnej mocy na koła odpowiadała siedmiobiegowa skrzynia dwusprzęgłowa i aktywny mechanizm różnicowy. Klienci, którzy kochali prędkość, mogli zupełnie „legalnie” zamówić w salonie wersję z elektronicznym ogranicznikiem przesuniętym do granicy 300 km/h.
